WO2004079430A1 - マルチビーム露光装置 - Google Patents

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WO2004079430A1
WO2004079430A1 PCT/JP1998/005495 JP9805495W WO2004079430A1 WO 2004079430 A1 WO2004079430 A1 WO 2004079430A1 JP 9805495 W JP9805495 W JP 9805495W WO 2004079430 A1 WO2004079430 A1 WO 2004079430A1
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light
wavelength
predetermined
laser
angle
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Application number
PCT/JP1998/005495
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Shiraishi
Masao Yamaguchi
Yasuyuki Fukutome
Original Assignee
Takashi Shiraishi
Masao Yamaguchi
Yasuyuki Fukutome
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Publication date
Application filed by Takashi Shiraishi, Masao Yamaguchi, Yasuyuki Fukutome filed Critical Takashi Shiraishi
Priority to US09/402,127 priority Critical patent/US6501585B2/en
Publication of WO2004079430A1 publication Critical patent/WO2004079430A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/50—Picture reproducers
    • H04N1/506—Reproducing the colour component signals picture-sequentially, e.g. with reproducing heads spaced apart from one another in the subscanning direction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters

Definitions

  • the present invention relates to a multi-drum type color printer, a multi-drum type color copier, a multi-color color printer, a multi-color color copier, a single-color high-speed laser printer, a single-color high-speed digital copier, and the like.
  • the present invention relates to a multi-beam exposure apparatus that runs a beam.
  • an image forming apparatus such as a color printer apparatus or a color copying apparatus using an image forming unit 1 including a plurality of photosensitive drums
  • a plurality of image data corresponding to the separated color components that is, at least the image forming unit
  • An exposure device that provides a plurality of light beams equal to the number of light beams is used.
  • This type of exposure apparatus includes a plurality of semiconductor laser elements that emit a predetermined number of light beams corresponding to image data for each color component that has been color-separated, and a predetermined cross-sectional beam diameter of the light beam emitted from each semiconductor laser element.
  • a first lens group that narrows down to the size and shape of the light beam, the light beam group that is narrowed down to the predetermined size and shape by the first lens group, and a recording medium that holds an image formed by each light beam is conveyed.
  • a second lens group that forms an image of a light beam deflected by the optical deflector at a predetermined position on a recording medium, and the like. I have.
  • the direction in which the laser beam is deflected by the optical deflector is referred to as the main scanning direction
  • the direction in which the recording medium is conveyed that is, the direction orthogonal to the main scanning direction
  • the sub-scanning direction the direction in which the recording medium is conveyed
  • the above-described exposure apparatus includes an example in which a plurality of exposure apparatuses corresponding to each image forming unit are used in accordance with an applied image forming apparatus, and a multi-beam exposure apparatus capable of providing a plurality of light beams with one exposure apparatus. It is categorized into the examples used.
  • a high-speed printer capable of performing the above has also been proposed.
  • a plurality of light sources are used for each of the color components separated into color components, and light beams emitted from the respective light sources are combined in color component units and deflected as one light beam (scanning). ), And a semiconductor laser device is used as a light source.
  • the wavelength of a light beam (laser beam) emitted from a semiconductor laser element changes its emission wavelength depending on the temperature of the environment in which the laser element is installed.
  • the semiconductor laser elements individually have different amounts of change in emission wavelength with respect to temperature change. In this case, if the temperature fluctuates around each semiconductor laser element or if the degree of change with time of each laser element changes, the wavelength of the light beam emitted from each light source will vary.
  • the fact that the emission wavelength of the light beam emitted from each semiconductor laser element fluctuates due to a temperature change can be explained by, for example, disposing a beam detection sensor for horizontal synchronization detection at a position equivalent to the image plane.
  • the light beam is emitted before the timing when the beam passes through the sensor, and it is detected that the light beam has entered the sensor.Assuming that the light beam is at the same position at the time of the detection, the light beam is located in the image area after a certain period of time.
  • the present invention provides a plurality of light sources that emit a light beam having a predetermined wavelength, a pre-deflection optical unit that gives predetermined light characteristics to the light beams from the respective light sources, By rotating a rotatable reflecting surface at a predetermined speed, the light beam passing through the pre-deflection optical unit is deflected to deflect the light beam in a first direction in which the reflecting surface is rotated.
  • Detecting means for detecting at least one light beam and outputting a predetermined signal corresponding to the light beam; disposed between the deflecting means and the detecting means; and detecting light emitted from each of the plurality of light sources.
  • An optical element for changing an emission angle in response to a change in wavelength.
  • the present invention provides a plurality of light sources, a first optical element that collectively provides predetermined characteristics so that light beams emitted from each of the plurality of light sources can be regarded as one light beam, By rotating the rotatable reflecting surface at a predetermined speed, the light beam supplied from the first optical element is deflected in a first direction in which the reflecting surface is rotated.
  • Deflecting means and extending the light beam extended along the first direction and deflected by the deflecting means at a predetermined position so as to satisfy a function corresponding to the rotation of the reflecting surface of the deflecting means.
  • a second optical element that forms an image on the light beam, and a light beam that has passed through the second optical element at a distance that is optically equivalent to the position where the light beam that has passed through the second optical element reaches. Functions as an image
  • a detecting unit that is arranged in an area other than an image area and detects at least one of the light beams passing through the second optical element and outputs a predetermined signal; and the second optical element and the detecting unit.
  • the emission angle is changed in accordance with a wavelength change due to a change in temperature of light from the plurality of light sources, and the second optical element is changed by a wavelength difference.
  • the present invention provides a plurality of light sources which emit light of a predetermined wavelength at a predetermined temperature, and light having a predetermined characteristic so that the light emitted from each of the light sources can be regarded as one light.
  • An image lens which is defined as a distance optically equivalent to the predetermined image plane, is a position where light passing through the lens reaches, and is disposed in an area of the predetermined image plane other than an image area; Detecting means for detecting light that has passed through the lens and outputting a predetermined signal; disposed in an optical path between the lens and the detecting means; light from the plurality of light sources in the first direction; The output angle is changed in accordance with the wavelength change due to the change in temperature, and the position at which the light arrives in the opposite direction with the same amount of positional shift generated by the lens due to the difference in wavelength is shifted.
  • a multi-beam exposure apparatus comprising: an optical element for reducing a shift in an image at a position in the main scanning direction on the opposite side from a writing start position in the first direction caused by a shift in timing.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a multi-beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic tE diagram showing a side view of the exposure apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a lens holder and a lens holder used in the exposure apparatus shown in FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a mechanism for holding a half mirror, a semi-fixed mirror, and a color combining mirror in the exposure apparatus shown in FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 5 is a schematic view of the optical path correction element used in the exposure equipment shown in FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing how the emission wavelength fluctuates when the ambient temperature fluctuates due to mode hopping of the semiconductor laser device.
  • FIG. 7 shows the parameters shown in Table 1, that is, 0 1, to determine the angle ⁇ that needs to be defined when the laser beam is incident on the prism shown in FIG.
  • FIG. 8 Schematic diagram illustrating the positional relationship of 0 2, D 3 , 64, D 6 , e 7 , y 7, Fig. 8 shows an image formed on the image plane through a doublet when the wavelength of the laser beam emitted from the laser element changes in order to identify the characteristics of the prism shown in Fig. 5. Draft indicating the change in the position of the laser beam as a relative position in the main running direction.
  • FIG. 9 shows the temperature-wavelength change of the laser beam wavelength from each laser element as shown in FIG. 8 with the prism removed from the multi-beam exposure apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
  • a graph showing the change in the beam position formed on the image plane as a relative position in the main scanning direction when
  • FIG. 10 shows the deflection of the reflecting surface of the optical deflector when detecting a laser beam having a wavelength of 675 nm, where the position of detecting the laser beam in the main scanning direction is set at 16 O mm.
  • FIG. 11 shows that the position where the laser beam is detected in the main scanning direction position is 16 Omm, and after a certain period of time, when the laser beam is emitted, the position opposite to the writing position is
  • FIG. 12 is a graph showing the degree of displacement of the laser beam in the main scanning direction
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing another embodiment of the multi-beam exposure apparatus shown in FIGS. 1 and 2, and
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of the characteristics of a diffraction grating incorporated in the multi-beam exposure apparatus shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIGS. 1 and 2 show a multi-beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, which is incorporated in an image forming apparatus that forms a color image based on image information separated into four color components, for example.
  • 1 is a schematic plan view showing a state where a cover is removed
  • FIG. 2 is a schematic view showing a state where the apparatus shown in FIG. 1 is viewed from a side.
  • Y yellow
  • Y yellow
  • M magenta
  • C cyan
  • B black, where black is black, such as black ink and text originals, where yellow, magenta, and cyan overlap each other to replace the image area that displays black with a single color.
  • Y, M, C, and ⁇ are added to each reference code to identify the image information for each color component and the mechanism corresponding to each.
  • the multi-beam exposure apparatus 1 includes light sources 3 ⁇ , 3 ⁇ , 3C and 3 ⁇ for outputting light beams to four image forming units of an image forming apparatus main body (not shown), and each light source 3 ( ⁇ , ⁇ ). , C and ⁇ ) are directed toward an image plane arranged at a predetermined position (that is, a photosensitive drum provided at each of four image forming units of an image forming apparatus main body (not shown)).
  • An optical deflecting device 7 is provided as deflecting means for deflecting (scanning) at a predetermined linear velocity.
  • a pre-deflection optical system 5 is disposed between the light deflector 7 and the light source 3, and a post-deflection optical system 9 is disposed between the light deflector 7 and an image plane (not shown).
  • the direction in which the laser beam is deflected (scanned) by the optical deflector 7 is referred to as the main scanning direction, and the optical deflection is performed so that the laser beam scanned (deflected) by the optical deflector is in the main scanning direction.
  • the direction orthogonal to each of the axes serving as references for the deflection operation given to the laser beam by the apparatus is referred to as a sub-scanning direction.
  • the sub-scanning direction of the laser beam deflected by the multi-beam exposure device 1 is the direction in which the recording paper is conveyed in the image forming apparatus main body (not shown), and coincides with the direction in which the photosensitive drum (not shown) is rotated. Is done.
  • the main scanning direction is a direction perpendicular to the direction in which the recording paper (not shown) is conveyed (the axial direction of the photoconductor drum not shown).
  • Each light source 3 ( ⁇ , M, C and ⁇ ) has two semiconductor lasers for each of the separated color components, ie, ⁇ (yellow), ⁇ (magenta), C (cyan) and ⁇ (black or black).
  • Elements 3Ya and 3Yb, 3Ma and 3Mb, 3Ca and 3 Cb, 3Ba and 3Bb are located and arranged in a predetermined sequence.
  • the pre-deflection optical system 5 includes laser beams LYa and LYb emitted from the lasers 3Ya and 3Yb, 3Ma and 3Mb, 3 ⁇ and 3 ⁇ 13, 3Ba and 3Bb, respectively.
  • LMa and LMb, LCa and LCb, and LBa and LBb are grouped into one laser beam for each color component.
  • LM laser beam
  • the light source 3 (Y, M, C and B), the group composite mirror 15 (Y, M, C and B), and the group composite mirror 15 Y, 15M, 15 C and 15 B respectively
  • a finite focus lens 13, an iris 14 and a cylinder lens 17 are provided between them, and each of the finite focus lens 13, the iris 14 and the cylinder lens 17 is the same inventor as the present application.
  • the detailed description is omitted in this specification because it is already disclosed in USP 5,734,489 (registration date, 1998, 3, 31), which was previously filed by U.S. Pat.
  • the light deflecting device 7 includes, for example, a polygonal mirror body 7a in which eight plane reflection surfaces (plane reflection mirrors) are arranged in a regular polygonal shape, and a motor 7 for rotating the polygonal mirror body 7a at a predetermined speed in the main scanning direction. b.
  • the polygon mirror body ⁇ a is formed integrally with the rotating shaft of the motor 7b.
  • the optical deflector 7 is also described in detail in USP 5, 734, 489 (registered date, 1998, 3, 31) presented earlier, and therefore, detailed description is omitted in this specification. I do.
  • the post-deflection optical system 9 optimizes the shape and position on the image plane of the laser beam L (Y, M, C, and B) deflected (scanned) by the rotating polygon mirror 7a of the light deflector 7 2
  • Each laser beam L reflected toward the light source 23 is converted into a laser beam (wavelength) of the portion (environment) where the laser element (light source 3 (Y, M, C and B)) is arranged.
  • An optical path correction element 27 that can make the incident-position on the detection surface of the horizontal synchronization detection photodetector 23 almost coincide even if it changes due to the change, and a two-piece imaging lens
  • the two-unit imaging lens 21 (first lens 21 a, second lens 21 b), horizontal synchronization photodetector 23, horizontal synchronization folding mirror 25, Each mirror 3 3 Y, 3 5 (Y, M and C), 3 7
  • each of the lasers 3Ya, 3Yb, 3Ma, 3Mb, 3Ca, 3Cb, 3Ba and 3Bb constituting each light source 3 ( ⁇ , ⁇ , C and ⁇ )
  • the pre-deflection optical system 5 with the light deflection device 7 will be described in detail for each laser.
  • Each of the light sources 3Y, 3M, 3C and 3B also includes a yellow first laser 3Ya and a yellow second laser 3Yb for emitting a laser beam LY, and a magenta first laser 3M for emitting a laser beam LM.
  • a group composite mirror that reflects approximately 50% of the incident laser beam and transmits approximately 50% (half mirror or first composite mirror)
  • the laser beams LYa, LMa, LCa, and LBa emitted from the lasers 3 Ya, 3Ma, 3Ca, and 3Ba constituting each light source, respectively, are half mirrors 15Y, 15 ⁇ ,
  • the pre-deflection optical system 5 includes a finite focus lens 13 for giving a predetermined focusing property to the laser beam L emitted from the laser 3, and a diaphragm 14 for giving an arbitrary cross-sectional beam shape to the laser beam L passing through the finite focus lens 13.
  • the cross-sectional beam shape of the beam L is adjusted to a predetermined shape, and guided to the reflection surface of the light deflector 7.
  • a lens in which a plastic lens (not shown) is bonded (or a plastic lens (not shown) is integrally molded) is used.
  • the laser 3, the finite focus lens 13 and the stop 14 are integrally held by a lens holder 11 described below with reference to FIG.
  • the lens holder 11 has, for example, a high processing accuracy and has a shape with respect to a temperature change.
  • the concave part 10 is formed on the concave part 10 a of the base plate 10 that holds the components of the optical system 5 before deflection. It is arranged movably on the concave portion 10a along the arrow X direction. Note that the base plate 10 is located on the intermediate base 1 a of the exposure apparatus 1.
  • the lens holder 11 holds the laser 3 fixed to the laser holder 12 made of aluminum die cast made of aluminum of substantially the same material as the lens holder 11 1 and the finite focus lens 13 at a predetermined interval.
  • the finite focus lens 13 is held at a position at a predetermined distance from a light emitting point of the laser 3, that is, a position where the laser holder 12 and the holder body 11a come into contact with each other. That is, the finite focus lens 13 is a lens with a cylindrical flange whose flange portion is formed in a cylindrical shape, and the holder main body 1 1a is positioned from the side of the bottom 1 1b of the holder main body 1 1a of the lens holder 11.
  • the finite focus lens 13 can move the holder body 11 a along the optical axis o from the laser 3 to the cylinder lens 17 through the finite focus lens 13 and is fixed to the laser support 12.
  • the laser 3 is fixed to the lens holder 11 so that the distance from the laser 3 becomes a predetermined distance.
  • Each of the lasers 3 (any one of Y, M, C and B) a and the laser 3 ( ⁇ , M , C or B)
  • One of the two laser beams emitted from b e.g. laser beam L (Y, M, C and B) a or L ( ⁇ , M, C and B 4)
  • the mirror holding mechanism 20 described below with reference to FIG. Is set in each direction.
  • the laser beams LYa, LMa, LCa and LBa are transmitted through the half mirrors 15 (Y, M, C and B), respectively, and the lasers 3Yb, 3Mb, The respective laser beams LYb, LMb, LCb and LBb emitted from 3 Cb and 3 Bb are reflected by the half mirror 15 (Y, M, C and B).
  • each laser beam L (Ya, Yb, Ma, Mb, C a, The number of times that Cb, 8 & 13 passes through the half mirror 15 (Y, M, C, and ⁇ ) is 1 or 0 as described above.
  • LBa, LMa, LCa and LYa pass through the half mirror 15 (Y, M, C and B) only once, and the other laser beams LBb, LMb, LCb and LYb , Reflected by half mirror 15 ( ⁇ , M, C and B).
  • the half mirrors 15 (Y, M, C and B) pass through the half mirrors 15 (Y, M, C and B) and travel toward the optical deflecting device 7 with the laser beams LB a, LMa, 1 ⁇ ⁇ £ 1 ⁇ and 1 ⁇ Ya can be tilted in the same direction and by the same amount (angle) for each.
  • the angle U at which each half mirror 15 (Y, M, C and B) is tilted is set to 45 °, respectively.
  • each laser of each light source 3 (Y, M, C, and B) is obtained.
  • the outputs of the elements 3Ya and 3Yb, 3Ma and 3Mb ⁇ 3Ca and 3Cb and 3Ba and 3Bb can be set to be substantially the same. This makes it possible to make the output on the imaging plane the same, and to make the imaging characteristics of each laser beam L (Ya, Yb, Ma, Mb, Ca, Cb, Ba and Bb) equal. It becomes easy to do.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a mirror holding mechanism 20 that enables the inclination of the (light reflecting surface) to be adjusted in directions related to the main scanning direction and the sub-scanning direction.
  • the half mirror 15 is attached to a predetermined position of the base plate 10 so as to be directed toward the projected mirror holding portion 10b formed integrally with the base plate 10 and the mirror holding portion 10b.
  • the leaf spring 20a which is arranged so as to be able to be pressed, is fixed so as to show an arbitrary inclination with respect to the optical axis o.
  • the mirror holding mechanism 20 includes a first adjusting screw 20 b provided on a bottom portion of the mirror holding portion 10 b, that is, a side close to the base plate 10, and a second adjusting screw 20 b provided at a predetermined distance from the base plate 10.
  • Yo 3rd adjusting screw 20c and 20d Has a respective threaded 2 0 b, 2 0 c and 2 0 feed amount of d by setting individually, the inclination of the mirror 1 5 is pressed against the pressing force of the leaf spring 2 0 a, 3 present Can be set to the direction and angle set by the feed amount of screws 20b, 20c and 20d.
  • the leaf spring 20a is divided into two strip-shaped regions except for the portion fixed to the base plate 10 so that the leaf spring 20a contacts only the outer portion of the mirror 15, and the mirror holding portion 10b b, 20 c and 20 d are cut off except for the area where they are provided.
  • the laser from both the mirror holding unit 10 b side and the leaf spring 20 a side with respect to the mirror 15 The beam can be incident or reflected.
  • the laser beam LYa and LYb, LMa and LMb, LCa and LCb, LCa and LCb, and LBa and LBb guided by the reflecting surface of the light deflection device 7 and deflected (scanned) by the reflecting surface.
  • the post-deflection optical system 9 located between each of them, the optical deflector 7 and the image plane will be described in detail for each laser.
  • the laser beams LY a and LY b guided to the light deflecting device 7 are deflected at substantially the same speed by the rotation of each reflecting surface of the polygon mirror 7 a of the light deflecting device 7, and the optical system 9 after the deflection
  • the light is incident on the incident surface of the first imaging lens 21a of the combined imaging lens 21 at a predetermined angle.
  • the laser beams LYa and LYb are specified by the second imaging lens 21b so that the shape and size of the beam spot on the surface of the photosensitive drum (not shown) have a predetermined shape and size. Is given by the mirrors 33Y and 35Y in order, is reflected at a predetermined angle by the mirror 37Y, passes through the dustproof glass 39Y, and passes through the photosensitive drum (not shown). (Image plane).
  • each of the laser beams LMa and LMb, LCa and LCb is passed through a second imaging lens 21b, and mirrors 33M, 33C, 35M and 35
  • the light is sequentially reflected by C, is reflected at a predetermined angle by mirrors 37M and 37C, passes through dustproof glasses 39M and 39C, and irradiates a photosensitive drum (not shown).
  • the laser beams LBa and LBb are given a direction by a second imaging lens 21b if the convergence is a predetermined convergence, similarly to the laser beams corresponding to the other colors described above.
  • the light is reflected by only B at a predetermined angle, and passes through a dustproof glass 39 M to irradiate a photosensitive drum (not shown).
  • the third mirror 37 ( ⁇ , M, and C) provided for each of the laser beams L ( ⁇ , M, and C) is moved by a parallelism adjustment mechanism (not shown) to each laser beam L ( ⁇ ⁇ ⁇ , M, and C).
  • ⁇ , M, and C) are held so that they can be reflected in any direction, and the amount of change in the beam spot diameter at both ends in the longitudinal direction of the image plane can be set to any size.
  • the laser beam LYa emitted from the yellow first laser 3Ya is converted by the finite focal length lens 13Ya to be approximately parallel in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and passes through the aperture 14Ya. To give a predetermined cross-sectional beam shape.
  • the laser beam LYa having a predetermined cross-sectional beam shape passing through the aperture 14Ya is bent in a predetermined direction by a semi-fixed mirror 18Y whose reflection surface can be set in an arbitrary direction, and a half mirror Guided to 1 5 Y.
  • the semi-fixed mirror 18 is a galvano mirror that can set the angle of the reflecting surface in an arbitrary direction by a fixing device similar to the mirror holding mechanism 20 already described with reference to FIG. 5 or an ultrasonic motor (not shown). A mirror that is held so that it can move minutely by power.
  • the laser beam LYa guided to the half mirror 15Y passes through the half mirror 15Y, and the laser beam LYb from the yellow second laser 3Yb described below is transmitted by the half mirror 15Y.
  • the laser beam LY is superimposed and guided as a laser beam LY to the cylinder lens 17Y.
  • the laser beam LY guided by the cylinder lens 17Y is further collected in the sub-scanning direction by the cylinder lens 17Y, and guided to the polygon mirror 7a of the optical deflection device 7.
  • the half mirror 15Y is arranged so that the reflection angle in the sub-scanning direction becomes a predetermined angle with respect to the laser beam Lya.
  • the inclination of the half mirror 15Y in the sub scanning direction is set based on the horizontal synchronization of the post-deflection optical system 9 described later and the beam position data obtained by the sub scanning beam position detector 23. .
  • the laser beam LYb emitted from the yellow second laser 3Yb is substantially parallel to each other in the main scanning direction and the sub-scanning direction by the finite focal length lens 13Yb.
  • the beam is converted and given a predetermined cross-sectional beam shape through the aperture 14 Yb.
  • the laser beam LYb having a given cross-sectional beam shape passed through the aperture 14Yb is reflected by the half mirror 15Y, and is reflected by the half mirror 15Y from the yellow first laser 3Ya described above.
  • the laser beam LYa is superimposed on the laser beam LYa and guided to the polygon mirror 7a of the optical deflection device 7.
  • the laser beam LMa emitted from the first magenta laser 3Ma is converted by the finite focal length lens 13Ma to be approximately parallel in each of the main running direction and the sub running direction, and passes through the aperture 14Ma to form a predetermined sectional beam shape.
  • the laser beam LMa having a predetermined cross-sectional beam shape passed through the stop 14Ma is guided to the half mirror 15M.
  • the laser beam LMa guided to the half mirror 15M passes through the half mirror 15M, and is superimposed on the laser beam LMb from the second magenta laser 3Mb described below by the half mirror 15M.
  • the laser beam LM is guided to the cylinder lens 17M.
  • the laser beam LM guided to the cylinder lens 17M is further focused in the sub-scanning direction by the cylinder lens 17M, and guided to the polygon mirror 7a of the optical deflection device 7.
  • the half mirror 15M is arranged so that the reflection angle in the sub-scanning direction becomes a predetermined angle with respect to the laser beam LMa.
  • the inclination of the half mirror 15M in the sub-scanning direction with respect to the laser beam as a reference for setting the reflection angle in the sub-scanning direction is determined by the horizontal synchronization of the post-deflection optical system 9 and the sub-scanning beam position described later. It is set based on the beam position data obtained by the detector 23.
  • the laser beam LM b emitted from the second magenta laser 3 Mb is converted by the finite focal length lens 13 Mb to be approximately parallel in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction, and passes through the aperture 14 Mb to a predetermined cross section. Given the beam shape.
  • the laser beam LMb having a predetermined cross-sectional beam shape passed through the stop 14 Mb is reflected by the half mirror 15 M, and is reflected by the half mirror 15 M from the above-described magenta first laser 3 Ma.
  • the laser beam is superimposed on the laser beam LMa and guided to the polygon mirror 7a of the optical deflection device 7.
  • the laser beam LCa emitted from the first laser 3Ca is transformed by the finite-focus lens 13Ca in a substantially parallel manner in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction.
  • a predetermined cross-sectional beam shape is given through the aperture 14 Ca.
  • the laser beam LCa having a predetermined cross-sectional beam shape passed through the aperture 14Ca is guided to the half mirror 15C.
  • the laser beam LCa guided to the half mirror 15C passes through the half mirror 15C, and is overlapped with the laser beam LCb from the cyan second laser 3Cb described below by the half mirror 15C.
  • the laser beam is combined and guided to a cylinder lens 17C as a laser beam LC.
  • the laser beam LC guided to the cylinder lens 17 C is further focused in the sub-scanning direction by the cylinder lens 17 C and guided to the polygon mirror 7 a of the light deflector 7.
  • the half mirror 15C is arranged such that the reflection angle in the sub-scanning direction becomes a predetermined angle with respect to the laser beam LCa.
  • the inclination of the half mirror 15 C in the sub-scanning direction which serves as a reference for setting the reflection angle in the sub-scanning direction, is determined by the horizontal synchronization of the post-deflection optical system 9 and the sub-scanning beam position detector 2 described later. Set based on the beam position data obtained in 3.
  • the laser beam LC b emitted from the Cyan second laser 3 C b is converted by the finite focus lens 13 C b to be approximately parallel in each of the main scanning direction and the sub scanning direction, and the aperture 14 C A predetermined cross-sectional beam shape is given through b.
  • the laser beam LCb given a predetermined cross-sectional beam shape in response to the aperture 14 Cb is reflected by the half mirror 15 C, and is reflected by the half mirror 15 C from the cyan first laser 3 Ca described above.
  • the beam is superimposed on the laser beam LCa and guided to the polygon mirror 7a of the optical deflection device 7.
  • the laser beam LBa emitted from the black first laser 3Ba is converted by the finite focus lens 13Ba into substantially parallel in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction, and passes through the aperture 14Ba.
  • the laser beam LBa having a predetermined cross-sectional beam shape passing through the aperture 14Ba is bent in a predetermined direction by a semi-fixed mirror 18B whose reflecting surface can be set in a desired direction, thereby forming a half mirror. Guided to 15 B.
  • the laser beam LBa designed for the half mirror 15B passes through the half mirror 15B, and is overlapped by the half mirror 15B with the laser beam LBb from the black second laser 3B described below. It is guided and guided to the cylinder lens 17B.
  • the laser beam LB guided to the cylinder lens 17B is further focused in the sub-scanning direction by the cylinder lens 17B, and guided to the polygon mirror 7a of the optical deflection device 7.
  • the half mirror 15B is arranged so that the reflection angle in the sub-scanning direction becomes a predetermined angle with respect to the laser beam LBa.
  • the inclination in the sub-scanning direction of the half mirror 15B which is a reference for setting the reflection angle in the sub-scanning direction, is determined by the horizontal synchronization of the post-deflection optical system 9 described later. It is set based on the beam position data obtained by
  • the laser beam LBb emitted from the black second laser 3Bb is converted by the finite focus lens 13Bb to be approximately parallel in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction, and passes through the aperture 14Bb to a predetermined position. Is given by the cross-sectional beam shape of The laser beam LBb having a predetermined cross-sectional beam shape passing through the stop 14Bb is reflected by the half mirror 15B, and is reflected by the half mirror 15B from the black first laser 3Ba. It is superimposed on LB a and guided to the polygon mirror 7 a of the light deflector 7.
  • the semi-fixed mirrors 18Y and 18B located in the optical path of the laser beam LYa emitted from the yellow first laser 3Ya and the laser beam LBa emitted from the black first laser 3Ba are For example, by using a mirror holding mechanism similar to the mirror holding mechanism 20 holding the half mirror 15 shown in FIG. 4, the reflection direction and the angle of the laser beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction are respectively determined. Can be changed.
  • Half mirror 15 (Y, M, C and B) and semi-fixed mirror Similar to mirrors 18Y and 18B, mirror holding mechanism similar to mirror holding mechanism 20 holding half mirror 15 shown in Fig. 4
  • the color combining mirrors (that is, the second combining mirrors) 19M and 1 are arranged so that the reflection direction and angle of the laser beam can be changed in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction. It is folded back in a predetermined direction by 9C and 19B and guided to the light deflector 7.
  • the two laser beams LYa and LYb are combined by the half mirror 15Y.
  • the obtained laser beam LY is guided in a straight line toward the optical deflector 7 without being turned back on the way. That is, the laser beam LY is applied to each of the color combining mirrors 19M, 19C and 19B from any mirror located at a distance in the direction of the rotation axis of the reflecting surface of the polygon mirror 7a of the optical deflector 7.
  • the light is guided to the light deflector 7 through an unobstructed space.
  • the distance between the pair of laser beams guided to each image forming unit that is, LYa, LYb, LMa
  • the relative positional relationships between LMb, LCa and LCb and between LBa and LBb are measured, and based on the measurement results, the positions of the laser beams are adjusted so that the relative positional relationship is at a predetermined interval.
  • the reflection angles of 18 ⁇ , 18 C and 18 B are controlled.
  • the laser beam or the distance between the laser beams guided to each image forming unit at fixed time intervals, that is, the relative passage timing of LYa and LYb, LMa and LMb, LCa and LCb, and LBa and LBb
  • the emission timing of Cb, 3Ba and 3Bb is controlled.
  • each semiconductor laser device has a different emission wavelength variation amount with respect to a temperature change.
  • the wavelength of the light beam emitted from each light source will vary.
  • the laser beam (having a changed wavelength) is used as a reference even though the rotation angle of each reflecting surface of the optical deflector 7 is the same. There is a difference in the angle at which the laser beam of the wavelength is refracted by the lenses 21a and 21b.
  • the chromatic aberration at both ends of the effective angle of view of each lens of the doublet lens 21 of the post-deflection optical system 9 is seldom zero, and the wavelength of the laser beam emitted from the laser element changes.
  • the laser beam that has passed through the lenses 2 la and 21 b of the doublet lens 21 sequentially enters the horizontal synchronization photodetector 23 at a timing different from the timing at which the laser beam of the reference wavelength is incident. Is done.
  • the laser elements 3Ya, 3Yb, 3Ma, 3Mb, 3Ca, 3Cb, 3Ba of each light source 3 in the main scanning direction are provided.
  • the rotation angle of each reflecting surface of the optical deflector 7 is changed by changing the emission angle toward the light detecting surface of the photo detector 23 for horizontal synchronization detection in accordance with the wavelength of the laser beam emitted from each of When the angles are the same, the positions of the laser beams on the photodetection surface of the photodetector 23 for horizontal synchronization detection can be shifted substantially equally.
  • the cross-sectional shape as shown in FIG. With the use of a prism, the wavelength of the laser beam emitted from the light source changes due to a change in temperature, so that different reflection surfaces of the optical deflector 7 irradiate different positions even though they have the same rotation angle. By being reflected and reflected, the effect of the phenomenon of being guided to different positions of the horizontal synchronization detecting photodetector 23 at the same timing can be reduced in practice.
  • FIG. 6 is a graph showing how the emission wavelength fluctuates when the ambient temperature fluctuates due to mode hopping of the semiconductor laser device.
  • the emission wavelength of the laser beam emitted from a certain semiconductor laser element is 10 at the ambient temperature (in this case, the temperature of the case surrounding the light emitting chip of the laser element). c It is recognized that each time it rises, it increases by about 2 nm (oscillation frequency decreases).
  • the change in temperature and the wavelength are locally nonlinear, and as described above, the wavelength is small even if the temperature change is extremely small. May fluctuate by 1 nm or more. It should be noted that the temperature at which this local wavelength variation occurs differs for each laser element alone and cannot be specified at present.
  • FIG. 8 shows a two-lens set when the wavelength of the laser beam emitted from the laser element changes in order to identify the characteristics of the prism (optical path correction element) 27 shown in FIG. 3 is a graph showing a change in the position of a laser beam that passes through each lens 21a and 21b and is focused on an image plane as a relative position in the main scanning direction.
  • the polarity at which the imaging position changes when the wavelength is short and when the wavelength is long is opposite, and as shown in Fig. 6, the laser element often causes local wavelength fluctuation, Therefore, the magnitude of the relative value shown in FIG. 8 actually includes an element that fluctuates much more.
  • FIG. 9 shows a multi-view device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and FIG.
  • the optical path correction element 27 removed from the beam exposure apparatus 1
  • an image is formed on the image plane when the wavelength of the laser beam from each laser element shows a temperature-wavelength change as shown in Fig. 8.
  • 6 is a graph showing a change in the beam position as a relative position in the main scanning direction.
  • each of the curves ⁇ to ⁇ represents the difference between the conditions where the wavelength differs by 5 nm, that is, the difference between the wavelengths 665 and 670 (curve a), and the wavelength 670 to 675 Difference
  • each reflecting surface of the light deflection device 7 is rotated from the plus (+) direction to the minus (-) direction, and each laser beam is Assuming that the beam is moved in the plus (+) direction from (1), the position where the horizontal synchronization detecting photodetector 23 is provided is one of the main running direction positions 160 mm, and the wavelength is 6 7 5
  • the relative displacement of the writing start position between the two laser beams having different wavelengths is the beam position represented by 0.0675-0.06680 shown in Fig. 9.
  • the isosceles triangular prism 27 restores the amount by which the writing position shifts in the main scanning direction due to the change in the wavelength of the laser beam due to the temperature shown in FIGS. 6 to 10.
  • n s i n ((B + A) / 2) / s i n (A / 2) ⁇ (3)
  • Ay / ⁇ in equation (5) is obtained by removing the prism (optical path correction element) 27 of the multi-beam exposure apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 and removing the detection surface of the horizontal synchronization detection photodetector 23.
  • the position where the laser beam of wavelength; L is incident and the position where the laser beam of wavelength; L + ⁇ is incident are calculated from the characteristics of the respective lenses 21 a and 21 b of the doublet lens 21. and, the results obtained by the y sns and y sns + ⁇ y.
  • D, A, n, and ⁇ should be set based on equation (5). Since ⁇ and ⁇ are specified by the material of the glass used for the prism 27, when the material of the glass is determined, the ranges of D and ⁇ ⁇ in which the prism 27 can be arranged are set.
  • the material of the prism 27 is BK7 (optical glass), its refractive index ri and refractive index change wavelength change ⁇ / ⁇ are BK7 (optical glass), its refractive index ri and refractive index change wavelength change ⁇ / ⁇ are
  • A 2 si n- 2 ((1.5 X 10- 3 ) /
  • the position of the prism 27, the position of the laser beam in the sub-scanning direction and the distance from the photodetector 23 for horizontal synchronization detection in the main scanning direction, and the position of the doublet lens 21 optimized in the sub-scanning direction are described below.
  • the combination of the angle of incidence ⁇ of the laser beam emitted from the second lens 21 b with respect to the principal ray, and the apex angle ⁇ and the angle of incidence ⁇ obtained from Equations (6) and (7) are given by Table 1 shows the characteristics when ⁇ 7.
  • X and yi are the origin of the intersection of the optical axis and the lens surface of the exit surface of the second lens 21b of the doublet lens 21 with the entrance surface of the laser beam to the prism 27.
  • the relative coordinates of the intersection with the chief ray of the laser beam emitted from the two lenses 21b are shown. Further, the parameters shown in Table 1, i.e. ⁇ 1, 0 2, D 3 , ⁇ 4, 0 5, D 6, ⁇ 7, y ⁇ ( ⁇ !, ⁇ 2, D 3, ⁇ 4, D 6, ⁇ 7 and ⁇ 7, the positional relationship is shown in Fig. 7).
  • the optical path correction element that is, the prism 27 is moved to the position where the rotation angle of the reflecting surface of the optical deflecting device 7 is 0 °.
  • the center of the direction indicates that the chief ray of the laser beam is incident at a position of -160 mm, and the angle between the incident surface and the incident surface at that incident position corresponds to the angle (defined in Fig. 5).
  • Angle ⁇ / the distance between the entrance and exit surfaces, the angle y to the exit surface (as defined in Figure 5), the angle corresponding to the angle shown in Figure 5, the main The distance until the light beam enters the surface glass of the horizontal sync detector 23, the surface glass of the horizontal sync detector 23 and the horizontal sync detector 23 Angle between the principal ray incident on the surface glass, horizontal sync thickness 0. 4 mm
  • A is the apex angle defined using FIG. 5, and according to the equations (6) and (7), A / 2 is almost 0 4 and A4 is almost A / 2 Thus, 0 5 becomes approximately.
  • the light source Due to the variation of the emission wavelength due to the temperature change between 3Ya and 3Yb, 3Ma and 3Mb, 3Ca and 3Cb, and 3Ba and 3Bb, each laser beam It is possible to prevent the projected position from shifting in the main scanning direction.
  • the sensitivity of the detection surface of the photodetector 23 for horizontal synchronization detection may be affected by fluctuations due to the edge shape or the like. It is necessary to make the entrance plane and the exit plane parallel.
  • the laser beam guided from the second lens of the doublet lens 21 to the image area is formed at substantially the same position in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction when the prism 27 is not present.
  • the imaging positions in the main scanning direction and the sub scanning direction are
  • the image formation state at the detection unit becomes unstable, for example, flare is likely to occur, the beam diameter is likely to fluctuate, and the detection accuracy is degraded.
  • it is necessary to set] 3 1, and this b is only satisfied if the incident light and the refracted light are symmetric with respect to the prism apex angle. 'From this, regarding the apex angle A of the prism 27, the incident light and the refracted light are set to be symmetrical, and the apex angle A so that the laser beams in the main scanning direction and the sub-scanning direction converge at the same place.
  • the prism 27 has a vertex angle A schematically shown in FIG. 1, and the laser beam deflected by the light deflector 7 enters the second lens 21 b in the direction of the image area.
  • the second lens 21b is disposed in a direction in which the distance between the reflection point of the laser beam on the reflection surface of the light deflector 7 and the second lens 21b is minimized. This is because when the wavelength of the laser beam emitted from each laser element becomes shorter, the laser beam passing through the first lens 21 a and the second lens 21 b of the doublet lens 21 becomes the lens 21 a , 21b, which correspond to excessive refraction toward the center in the main scanning direction.
  • the laser beam A prism that changes the emission angle in accordance with the wavelength change due to the change in temperature, and that shifts the beam position in the opposite direction with the same amount of positional shift generated by the imaging lens due to the wavelength difference.
  • the deviation of the printing position in the main scanning direction on the side opposite to the writing position in the main scanning direction caused by the deviation of the writing timing due to the laser beam having a wavelength different from the reference wavelength is conventionally compared to the writing position in the main scanning direction. It can be reduced to about 1/2 of the deviation of the print position in the main scanning direction that occurred on the side.
  • FIGS. 12 and 13 are schematic diagrams showing another embodiment of the multi-beam exposure apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. Note that the multi-beam exposure apparatus shown in FIGS. 12 and 13 uses the horizontal synchronization detection of the exposure apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
  • the mirror 25 is replaced with a diffraction grating described below, and the prism 27 shown in the exposure apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 2 is removed. And the detailed description is omitted.
  • the diffraction grating (that is, the laser beam redirecting element) 29 is a second lens of the doublet imaging lens 21 of the optical system 9 after deflection. It is arranged in the optical path between 2 lb and the photodetector 23 for detecting horizontal synchronization.
  • the diffraction grating 29 has an inclination in the sub-scanning direction so that all laser beams emitted from the second lens 21 b of the doublet lens 21 are directed to the horizontal synchronization detecting photodetector 23. Also, in the main scanning direction, when viewed from the normal to the plane of the entire grating, the incident angle and the outgoing angle are opposite to each other, and the angles formed by them are equal.
  • the grating of the diffraction grating 29 has grooves formed in a direction parallel to the sub-scanning direction, and is formed with a predetermined pitch described below in the main scanning direction.
  • the diffraction grating 29 guides all laser beams toward the horizontal synchronization detecting photodetector 23 located on the equivalent image plane by reflection.
  • the wavelength of the laser beam emitted from the laser element as the light source is 5 Because the position of the laser beam guided to the image plane in the main scanning direction shifts by 7.5 am every nm
  • the type of diffraction grating 29 is that a grating is provided in parallel with the sub-scanning direction, and the shape of the cross section in a direction orthogonal to the direction of the grating is a saw-toothed mesh as shown in FIG. Is a lattice.
  • the diffraction grating 29 is removed in the same manner as when the prism 27 is used, and the position where the laser beam of the wavelength is incident and the laser beam of the wavelength + ⁇ are incident on the detection surface of the photo detector 23 for horizontal synchronization detection. Is calculated from the characteristics of the respective lenses 21a and 21b of the doublet lens 21 and the results are defined as y sns and y sns + mu y to obtain ⁇ y ⁇ . be able to.
  • the light sources 3Ya and 3Yb, 3Ma and 3Mb, 3Ca and 3Cb, and 3Ba and 3Bb It is possible to prevent the position where each laser beam is projected on the image plane from shifting in the main scanning direction at the same deflection angle due to the variation of the emission wavelength due to the temperature change.
  • the temperature of the laser beam from the light source in the main scanning direction is in the optical path between the imaging lens 21 between the light deflecting device 7 and the image plane and the light detector 23 for horizontal synchronization detection.
  • Diffraction grating that changes the emission angle in accordance with the wavelength change due to the change in wavelength, and that shifts the beam position in the opposite direction with the same amount of misalignment caused by the imaging lens due to the wavelength difference.
  • the deviation of the printing position in the main scanning direction on the side opposite to the writing position in the main scanning direction caused by the deviation of the writing timing by the laser beam having a wavelength different from the reference wavelength is conventionally opposite to the writing position in the main scanning direction. It is possible to reduce the shift amount of the print position in the main scanning direction that occurred on the side to about 1/2.
  • the multi-beam exposure apparatus has a main scanning optical path between the imaging lens 21 and the horizontal synchronization detecting photodetector 23 between the light deflector 7 and the image plane.
  • the emission angle is changed according to the wavelength change due to the change in the temperature of the laser beam from the light source.
  • the prism 27 whose position can be shifted, when the reflecting surface of the optical deflector 7 has the same rotation angle, the laser beam whose wavelength fluctuates due to temperature changes can be detected by the photodetector for horizontal synchronization detection. Can be guided to the same position on the detection surface.
  • the multi-beam exposure apparatus includes an optical path between the optical deflecting device 7 and the image plane, between the imaging lens 21 and the horizontal synchronization detecting photodetector 23, in the main scanning direction.
  • the emission angle is changed according to the wavelength change due to the temperature change of the laser beam from the light source, and the amount of displacement generated by the imaging lens due to the wavelength difference is the same and the beam position is shifted in the opposite direction.
  • a diffraction grating 29 capable of adjusting the wavelength, when the reflection surface of the optical deflector 7 has the same rotation angle, the wavelength changes due to a change in temperature.
  • the moved laser beam can be guided to the same position on the detection surface of the photodetector for horizontal synchronization detection.
  • the deviation of the printing position in the main scanning direction of the laser beam can be reduced to approximately 1 Z 2 on the side opposite to the writing reference.

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Description

明 細 書 マルチビーム露光装置 技術分野
この発明は、 複数ドラム方式カラープリンタ装置、 複数ドラム方式カラー複写 機、 多色カラープリンタ、 多色カラー複写機、 単色の高速レーザプリンタ、 単色 の高速デジタル複写機等に使用可能な、 複数の光ビームを走查するマルチビーム 露光装置に関する。
背景技術
例えば、 複数の感光体ドラムを含む画像形成ュニッ 1、を用いたカラ一プリンタ 装置またはカラー複写装置などの画像形成装置では、 色分解された色成分に対応 する複数の画像データすなわち少なくとも画像形成ュニットの数に等しい複数の 光ビームを提供する露光装匱が利用されている。
この種の露光装置は、 色分解された色成分毎の画像データに対応する所定数の 光ビームを放射する複数の半導体レーザ素子、 各半導体レーザ素子を放射された 光ビームの断面ビーム径を所定の大きさおよび形状に絞り込む第 1のレンズ群、 第 1のレンズ群により所定の大きさおよび形状に絞り込まれた光ビーム群を、 各 光ビームにより形成される画像を保持する記録媒体が搬送される方向と直交する 方向に連続的に反射することにより偏向する光偏向装置、 光偏向装置により偏向 された光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。
上述した露光装置は、 適用される画像形成装置に合わせ、 各画像形成ユニット のそれぞれに対応した複数の露光装置を用いる例と複数の光ビームを 1つの露光 装置で提供可能なマルチビーム露光装置を用いる例とに分類されている。 なお、 今日、 画像形成速度の高速化および解像度の向上のために、 同一色の画像データ を並列に露光することで、 高解像度の画像を形成可能でしかも高速度の画像形成 が可能な高速プリンタ装置も提案されている。
ところで、 上述した露光装置において、 画像形成装置の高速化および解像度を 向上するために光偏向装置の反射面の回転数を増大させるならば、 反射面を高速 回転に耐える空気軸受け等のように高価な軸受けを用いなければならない。 その 一方で、 モータの回転数にも上限が存在するとともに、 高速回転可能なモータは、 コストが高く、 しかもモータを回転させるための駆動回路も高価であり、 コス ト の増大に見合う反射面の回転数の増加が見込めない問題がある。 なお、 反射面の 回転数を増大することは、 結果として、 反射面の風損を加速するとともに風切り 音を増大させる問題がある。
これに対して、 反射面の数を増大させるとモータの回転数の増加を抑えること ができるが、 画像周波数が増大されることから、 画像信号 （画像データ） に重畳 される虞れの高いノイズ成分が増大する問題がある。 また、 画像周波数を高める ことは、 制御回路の回路設計あるいは実装において、 さまざまな制約をもたらす 問題がある。
このため、 色分解された色成分毎に複数の光ビームを割り当て、 それらを一度 に偏向 （走査） することで、 反射面の回転数および画像周波数のそれぞれを低減 することのできるマルチビーム露光が既に提案されているが、 マルチビーム露光 を用いた場合にも、 以下に説明するさまざまな問題がみられる。
すなわち、 マルチビーム露光においては、 色成分に分解された色成分毎に複数 の光源を用い、 それぞれの光源から出射された光ビームを色成分単位で合成して 1本の光ビームとして偏向 (走査) する方法が利用されており、 また光源として は、 半導体レーザ素子が用いられている。
しかしながら、 半導体レーザ素子から放射される光ビーム (レーザビーム) の 波長は、 レーザ素子が設置される環境の温度により、 発光波長が変化することが 知られている。 また、 半導体レーザ素子は、 個々に、 温度変化に対する発光波長 の変動量が異なる。 この場合、 各半導体レーザ素子の周辺で温度がばらついたり、 各レーザ素子の経時変化の度合いに差がでてくると、 それぞれの光源から出る光 ビームの波長にばらつきがでてきてしまう。
さらに、 半導体レーザ素子の特徴として、 0 . 1 ° C程度の温度変化に対して 発光波長が 1 . 5 n m程度変化するモードホッビング現象が存在することから、 例え、 ある条件下で発光波長を一致させたとしても、 広い環境温度範囲で全ての レーザ素子の発光波長を均一に揃えることは困難である。
このように、 温度変化によつてそれぞれの半導体レーザ素子から放射される光 ビームの発光波長が変動することは、 例えば像面と等価な位置に水平同期検出用 のビーム検知センサを配置して、 センサをビームが通過するタイミングより前に 光ビームを発光させて光ビームがセンサに入射したことを検知し、 その検知した タイミング時に光ビームが同じ位置にあることとして、 その後一定時間後に画像 領域に入るとして画像を書き込む、 水平同期の検出および書き出し位置の特定に おいて、 光ビームがセンサに入射するタイミングが同じであっても、 偏向装置の 各反射面に光ビームが案内される際の振り角が異なる角度になることになる。 すなわち、 ビーム検知センサの位置は固定であるから、 温度変化によって発光 波長が変動した場合、 光ビームがセンサに入射したことを検知した一定時問後に 画像を書き込むと、 画像の書き出し位置は概ね一定に維持されるが書き出し位置 と反対側の画像の露光の終了位置においては、 温度の変化によって変化した波長 の変化分により同一の場所に走査された光ビームが到達する際の偏向装置の各反 射面上での振り角の変化量を Δ Θとすると、 2倍の ( 2 Χ Δ 0の) 変化が生じて しまう問題がある。
このことは、 カラープリンタ装置においては、 色ずれや、 予定された色を再現 できない等の現象を生じさせ、 高速プリンタ装置においては、 画像を構成するド ット （感光体上の光ビームの集合体） の外径および形状を変動させることによる 解像度の低下ゃジッタを生じさせる問題がある。 発明の開示
この発明の目的は、 複数のビームを走査する露光装置において、 各ビーム相互 のずれを低減して画像を正確に形成し、 色ずれあるいは解像度の低下の生じない 露光装置を提供することにある。
この発明は、 複数配置され、 所定の波長の光ビームを放射する光源と、 前記そ れぞれの光源からの上記光ビームに所定の光学特性を与える偏向前光学手段と、 回転可能に形成された反射面を所定速度で回転させることにより、 前記偏向前光 学手段を通過した上記光ビームを、 上記反射面が回転される方向である第 1の方 向に偏向する偏向手段と、 前記偏向手段により上記第 1の方向に偏向された上記 光ビームを連続して像面に結像する結像光学手段と、 前記結像光学手段を通過し た上記それぞれの光ビームの少なくとも 1本を検出し、 その光ビームに対応する 所定の信号を出力する検出手段と、 前記偏向手段と前記検知手段との間に配置さ れ、 前記複数の光源のそれぞれから放射される光の波長の変動に対応して出射角 を変える光学素子とを有することを特徴とするマルチビーム露光装置である。 またこの発明は、 複数配置される光源と、 上記複数の光源のそれぞれから放射 された光ビームを 1本の光ビームと見なすことのできるようまとめて所定の特性 を与える第 1の光学要素と、 回転可能に形成された反射面を所定速度で回転させ ることにより、 前記第 1の光学要素から供給される上記光ビームを、 上記反射面 が回転される方向である第 1の方向に偏向する偏向手段と、 上記第 1の方向に沿 つて延出され、 前記偏向手段により偏向された上記光ビームを、 所定位置に、 前 記偏向手段の上記反射面の回転に対応する関数を満足するように結像させる第 2 の光学要素と、 前記第 2の光学要素を通過された上記光ビームが到達する位匱と 光学的に等価の距離且つ前記第 2の光学要素を通過された上記光ビームが画像と して機能する画像領域以外の領域に配置され、 前記第 2の光学要素を通過した上 記光ビームの少なくとも 1本を検出して所定の信号を出力する検知手段と、 前記 第 2の光学要素と前記検知手段との間に配置され、 上記第 1の方向に関し、 前記 複数の光源からの光の温度の変化による波長の変動にあわせて出射角を変え、 波 長の差によつて前記第 2の光学要素により発生する前記所定像面上での位置ずれ 量と量が同じで逆向きの方向に光が到達する位置をずらすことにより、 前記偏向 手段の反射面が同一の回転角である場合に、 温度の変化により波長が変動した光 を前記検出手段の検出面上の同じ位置に案内する光学素子とを有することを特徴 とするマルチビーム露光装置である。
さらにこの発明は、 複数配置され、 所定温度において所定波長の光を放射する 光源と、 前記光源のそれぞれから放射された光を、 1本の光と見なすことのでき るようまとめて所定の特性を与える偏向前光学手段と、 前記偏向前光学手段を出 射した一群の光を、 第 1の方向へ偏向する偏向手段と、 上記第 1の方向に延出さ れ、 前記偏向手段によって偏向された光を、 所定像面上に等速度で結像させる結 像レンズと、 上記所定像面と光学的に等価の距離に定義され、 前記レンズを通過 した光が到達する位置であって、 前記所定像面のうちの画像領域以外の領域に配 置され、 前記レンズを通過した光を検出して所定の信号を出力する検出手段と、 前記レンズと前記検知手段との間の光路中に配置され、 前記第 1の方向に関して、 前記複数の光源からの光の温度の変化による波長の変動にあわせて出射角を変え、 波長の差によって前記レンズにより発生する位置ずれ量と量が同じで逆向きの方 向に光が到達する位置をずらすことにより、 基準波長と波長が異なる光により書 き出しタイミングがずれることにより生じた上記第 1の方向の書き出し位置と反 対側での主走査方向位置の画像のずれを低減する光学素子とを有することを特徴 とするマルチビーム露光装置である。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の実施の形態であるマルチビーム露光装置の一例を示す概 略平面図、
第 2図は、 第 1図に示した露光装置を側方から見た状態を示す tE略図、 第 3図は、 第 1図おょぴ第 2図に示した露光装置に用いられるレンズホルダお よび光源の構成を示す概略図、
第 4図は、 第 1図および第 2図に示した露光装置において、 ハーフミラー、 半 固定ミラーおょぴカラ一合成ミラーを保持する機構を説明する概略図、
第 5図は、 第 1図おょぴ第 2図に示した露光装匱に用いられる光路補正素子を 光入射面に対する断面方向からみた概略図、
第 6図は、 半導体レーザ素子のモードホッピングにより、 環境温度が変動した 場合に発光波長が変動する様子を示すグラフ、
第 7図は、 第 5図に示したプリズムにレーザビームを入射させる際に定義され る必要のある角度 αを求めるために、 表 1に示す各パラメータ、 すなわち 0 1 ，
0 2 ， D 3 ， 6 4 ， D 6 , e 7 ， y 7 のそれぞれの位置関係を説明する概略 図、 第 8図は、 第 5図に示したプリズムの特性を特定するために、 レーザ素子を出 射されたレーザビームの波長が変化した場合に、 2枚組レンズを通過して像面に 結像されるレーザビームの位置の変化を、 主走查方向の相対位置として示すダラ フ、
第 9図は、 第 1図および第 2図に示したマルチビーム露光装置からプリズムを 取り外した状態で、 各レーザ素子からのレーザビームの波長が第 8図に示したよ うな温度一波長変化を示すとした場合の像面に結像されるビーム位置の変化を主 走査方向の相対位置として示すグラフ、
第 1 0図は、 主走査方向位置のレーザビームを検出する位置を一 1 6 O mmと したときに、 波長が 6 7 5 n mのレーザビームを検出する際の光偏向装置の反射 面の振り角と波長 6 8 0 n mのレーザビームを検出する際の光偏向装置の反射面 の振り角とを示し、 回転角度の差 Δ 0が Δ 0 = 7 . 5 μ r a dだけ発生すること を示すグラフ、
第 1 1図は、 主走査方向位置のレーザビームを検出する位置を一 1 6 O mmと し、 そこから一定時間経過した際に、 レーザビームを発光させた時に、 書き出し 位置と反対の側の主走査方向のレーザビームの位置のずれの程度を示すグラフ、 第 1 2図は、 第 1図および第 2図に示したマルチビーム露光装置の別の実施の 形態を示す平面概略図、 および、
第 1 3図は、 第 1 2図に示したマルチビーム露光装置に組み込まれる回折格子 の特性の一例を示す概略図。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を用いてこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
第 1図および第 2図は、 例えば 4色の色成分に色分解された画像情報に基づい てカラー画像を形成する画像形成装置に組み込まれるこの発明の実施の形態であ るマルチビーム露光装置を示す概略図であって、 第 1図は、 カバーを取り除いた 状態の概略平面図、 第 2図は、 第 1図に示した装置を、 側方から見た状態を示す 概略図である。 なお、 上述したような 4色分の画像情報を用いるカラー画像形成 装置では、 一般に、 減法混色により任意の色を表示するために、 Y (イェロー） 、 M (マゼンタ） 、 C (シアン） および B (ブラック、 但し、 黒は、 イェロー、 マ ゼンタおよびシアンのそれぞれが重なり合って黒を表示する画像領域を単色で置 き換える墨入れと文字原稿などの黒色単色画像の形成のために利用される） の各 色成分ごとに色分解された 4種類の画像情報と、 Y， Μ, Cおよび Β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機構が 4組利用されること から、 各参照符号に、 Y， M， Cおよび Βを付加することで色成分ごとの画像情 報とそれぞれに対応する機構を識別することとする。 また、 画像形成装置本体と その制御部 （動作の制御） 、 および画像情報信号の処理等は、 本件出願と同一の 発明者による先願であって、 既に登録された USP 5, 715, 078 (登録日， 1998, 2, 3) に、 既に開示されているので、 この明細書では、 詳細な説明を省略する。
マルチビーム露光装置 1は、 図示しない画像形成装置本体の 4つの画像形成部 のそれぞれに向けて光ビームを出力する光源 3 Υ， 3 Μ, 3 Cおよび 3 Β、 各光 源 3 (Υ, Μ, Cおよび Β ) を放射された光ビームを、 所定の位置に配置された 像面 (すなわち図示しない画像形成装置本体の 4つの画像形成部のそれぞれに設 けられる感光体ドラム） に向かって、 所定の線速度で偏向 （走査） する偏向手段 としての光偏向装置 7を有している。 なお、 光偏向装置 7と光源 3との間には、 偏向前光学系 5が、 光偏向装置 7と図示しない像面との間には、 偏向後光学系 9 が、 それぞれ、 配置されている。 また、 光偏向装置 7によりレーザビームが偏向 (走査) される方向を主走査方向と示し、 主走査方向おょぴ光偏向装置が走査 (偏向） したレーザビームが主走査方向となるよう光偏向装置がレーザビームに 与える偏向動作の基準となる軸線のそれぞれに直交する方向を副走査方向と示す。 従って、 マルチビーム露光装置 1により偏向されたレーザビームの副走査方向は、 図示しない画像形成装置本体において記録用紙が搬送される方向であり、 且つ、 図示しない感光体ドラムが回転される方向に一致される。 また、 主走査方向は、 図示しない記録用紙が搬送される方向と直交する方向 （図示しない感光体ドラム の軸線方向） となる。
各光源 3 (Υ, M， Cおよび Β ) は、 色分解された色成分すなわち Υ (イエロ 一) ， Μ (マゼンタ) ， C (シアン） および Β (ブラックすなわち黒） 毎に、 2 つの半導体レーザ素子 3 Y aおよび 3 Y b， 3 M aおよび 3 M b， 3 C aおよび 3 Cb, 3B aおよび 3 B bが所定の配列には位置されて構成されている。
偏向前光学系 5は、 各光源であるレーザ 3Yaおよび 3Yb， 3Maおよび 3 Mb, 3〇&ぉょぴ3〇13， 3 B aおよび 3 B bのそれぞれから出射されたレー ザビーム LYaと LYb、 LMaと LMb、 LCaと LCb、 およぴ LB aと L B bを同一色成分毎に 1本のレーザビームにまとめる群合成ミラー 1 5Y， 1 5 M， 1 5 Cおよび 1 5 Bによりそれぞれ 1本に合成され、 カラー合成ミラー 1 9 M, 1 9 Cおよび 1 9 Bのそれぞれによりさらに主走査方向に対しおおむね 1本 のレーザビーム L { (LY a + LYb) = L Y, (LMa + LMb ) = LM，
(LCa+LCb) =LC、 ならびに （LB a + LB b) =LB} として合成さ れて、 光偏向装置 7に向けて案内される。
なお、 光源 3 (Y, M, Cおよび B) と群合成ミラー 1 5 (Y， M, Cおよび B) 、 群合成ミラー 1 5 Y, 1 5M, 1 5 Cおよび 1 5 Bのそれぞれとの間には、 有限焦点レンズ 13、 絞り 14およぴシリンダレンズ 1 7が設けられているが、 有限焦点レンズ 1 3、 絞り 14およびシリンダレンズ 1 7のそれぞれは、 本件出 願と同一の発明者による先願であって、 既に登録された USP 5, 734, 489 (登録 日， 1998， 3， 31) に、 既に開示されているので、 この明細書では、 詳細な説明 を省略する。
光偏向装置 7は、 例えば 8面の平面反射面 （平面反射鏡） が正多角形状に配置 された多面鏡本体 7 aと多面鏡本体 7 aを主走査方向に所定の速度で回転させる モータ 7 bとを有している。 また、 多面鏡本体 Ί aは、 モータ 7 bの回転軸に、 一体的に形成されている。 なお、 光偏向装置 7についても、 前に呈示した USP 5, 734, 489 (登録日， 1998， 3, 31) に詳細に説明が記載されているので、 この 明細書では、 詳細な説明を省略する。
偏向後光学系 9は、 光偏向装置 7の回転多面鏡 7 aにより偏向 （走査） された レーザビーム L (Y, M, Cおよび B) の像面上での形状および位置を最適化す る 2枚組み結像レンズ 21すなわち第 1およぴ第 2の結像レンズ 21 aおよび 2 1 b、 光偏向装置 7で偏向され、 2枚組結像レンズ 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) の水平同期を整合させるために、 各レー ザビーム Lを検知する水平同期用光検出器 23、 水平同期用光検出器 23に向け て、 各レーザビーム Lを折り返す水平同期用折り返しミラー 2 5、 折り返しミラ 一 2 5と水平同期検出用光検出器 2 3との間に配置され、 折り返しミラー 2 5に より水平同期検出用光検出器 2 3に向けて反射された各レーザビーム Lを、 各レ 一ザビーム Lの波長がレーザ素子 （光源 3 (Y, M, Cおよび B) ) の配置され ている部分 （環境） の温度の変化に起因して変化した場合であっても、 水平同期 検出用光検出器 2 3の検出面上の入射-位置を概ね一致させることのできる光路補 正素子 2 7、 2枚組み結像レンズ 2 1の第 2の結像レンズ 2 1 bを出射された各 レーザビーム L (Y, M, Cおよび B) を、 それぞれのレーザビーム Lと対応さ れる図示しない感光体ドラム （像面） に案内する複数のミラー 3 3 Y (イェロー 第 1) 、 3 5 Y (イェロー第 2) 、 3 7 Y (イェロー第 3) 、 3 3M (マゼンタ 第 1 ) 、 3 5M (マゼンタ第 2) 、 3 7M (マゼンタ第 3) 、 3 3 C (シアン第 1 ) 、 3 5 C (シアン第 2) 、 3 7 C (シアン第 3) 、 3 3 B (黒専用） 、 なら びに、 上述した多くの光学要素を含む光走査装置 1を防塵する防塵ガラス 3 9
(Y, M, Cおよび M) を有している。 なお、 ここで説明した、 2枚組結像レン ズ 2 1 (第 1 レンズ 2 1 a, 第 2レンズ 2 1 b) 、 水平同期用光検出器 2 3、 水 平同期用折り返しミラー 2 5、 各ミラー 3 3 Y, 3 5 (Y， Mおよび C) 、 3 7
(Υ, Μおよび C) 、 3 3 Β、 およぴ各防塵ガラス 3 9 (Υ, Μ, Cおよび Μ) のそれぞれの光学特性および位置関係等の光学特性を支配する要因は、 前に示し た USP 5， 734， 489 (登録日， 1998， 3， 31) と共通であるから、 この明細書では、 詳細な説明を省略する。
次に、 各光源 3 (Υ, Μ, Cおよび Β) を構成するレーザ 3 Y a， 3 Y b， 3 Ma, 3Mb， 3 C a, 3 C b, 3 B aおよび 3 B bのそれぞれと光偏向装匱 7 との間の偏向前光学系 5について、 それぞれのレーザ毎に詳細に説明する。
各光源 3 Y， 3M, 3 Cおよび 3 Bはまた、 それぞれレーザビーム L Yを出射 するイェロー第 1 レーザ 3 Y aおよびイェロー第 2レーザ 3 Ybと、 レーザビー ム LMを出射するマゼンタ第 1 レーザ 3 M aおよびマゼンタ第 2レーザ 3Mbと、 レーザビーム L Cを出射するシァン第 1 レーザ 3 C aおよぴシァン第 2レーザ 3 C bと、 レーザビーム L Bを出射する黒第 1レーザ 3 B aおよぴ黒第 2レーザ 3 B bを有している。 なお、 各光源を構成するレーザ 3 Y a， 3 Yb, 3Ma, 3 Mb, 3 C a, 3 C b, 3 B aおよび 3 B bのそれぞれから出射されたレーザビ ーム LYaおよび LYb、 LMaおよび LMb、 L C aおよび L C bならびに L B aおよび L B bは、 同一色成分毎に、 入射レーザビームの概ね 50 %を反射し、 概ね 50%を透過する群合成ミラー （ハーフミラーすなわち第 1の合成ミラー）
15 Y, 1 5M, 1 5 Cおよび 1 5 Bによりそれぞれ合成され、 カラー合成ミラ 一 （第 2の合成ミラー） 1 9M， 19 Cおよび 1 9 Bにより合成されて光偏向装 置 7に向けて案内される。 また、 各光源を構成するレーザ 3 Ya， 3Ma， 3 C aおよび 3 B aのそれぞれから出射されたレーザビーム L Y a， L M a， LC a および LB aは、 ハーフミラー 1 5 Y， 1 5Μ, 1 5 Cおよび 1 5 Βにより対を なすレーザビーム L Y b， LMb, LCbおよび LB bのそれぞれと合成される 前に、 対応するガルバノミラー 1 8 Y， 1 8M， 18 Cおよび 18 Βの反射角が 所定の角度に設定されることにより、 副走査方向の間隔が所定の間隔に設定され る。
偏向前光学系 5は、 レーザ 3を出射されたレーザビーム Lに所定の集束性を与 える有限焦点レンズ 13、 有限焦点レンズ 1 3を通過したレーザビーム Lに任意 の断面ビーム形状を与える絞り 14、 ハーフミラー (第 1の合成ミラー) 1 5、 ハーフミラー 1 5により合成されたレーザビーム Lに副走査方向に関してさらに 所定の集束性を与えるシリンダレンズ 1 7を含み、 レーザ 3を出射されたレーザ ビーム Lの断面ビーム形状を所定の形状に整えて、 光偏向装置 7の反射面に案内 する。 なお、 有限焦点レンズ 1 3は、 例えば非球面ガラスレンズあるいは球面ガ ラスレンズのレーザ入射面および出射面の少なく とも一方の面に、 例えば UV (U r t r a -V i ο 1 e t =紫外線） 硬化型の図示しないプラスチックレンズ を貼り合わせた （または図示しないプラスチックレンズを一体成形した） レンズ が利用される。 また、 レーザ 3、 有限焦点レンズ 13および絞り 14は、 第 3図 を用いて以下に説明するレンズホルダ 1 1により一体に保持されている。
第 3図 (任意のレーザ 3と対応するレンズホルダ 1 1を代表として示してい る） に示されるように、 レンズホルダ 1 1は、 例えば高い加工精度を有しその一 方で温度の変化に対する形状変化の少ないアルミダイカスト製であって、 偏向前 光学系 5の構成要素を保持するベースプレート 10の凹部 10 a上に、 凹部 10 a上を矢印 X方向に沿って凹部 10 a上を移動可能に配置されている。 なお、 ベ ースプレート 10は、 露光装置 1の中間ベース 1 a上に位置されている。
レンズホルダ 11は、 レンズホルダ 1 1と実質的に等しい材質のアルミニウム により形成されたアルミダイ力スト製のレーザホルダ 1 2に固定されたレーザ 3 と有限焦点レンズ 13を所定の間隔に維持して保持するホルダ本体 1 1 aを有し、 レーザ 3の発光点すなわちレーザホルダ 1 2とホルダ本体 1 1 aとが接触される 位置から所定の距離の位置に、 有限焦点レンズ 13を保持する。 すなわち、 有限 焦点レンズ 13は、 フランジ部分が円筒状に形成された円筒フランジ付きレンズ であって、 レンズホルダ 1 1のホルダ本体 1 1 aの底部 1 1 bの側方からホルダ 本体 1 1 aの側面 1 1 cに向けて加圧可能に配置された板ばね 1 6によりレンズ ホルダの側面 1 1 cに押しっけられることで、 レンズホルダ 1 1に固定される。 従って、 有限焦点レンズ 1 3は、 レーザ 3から有限焦点レンズ 1 3を通ってシリ ンダレンズ 1 7に向かう光軸 oに沿ってホルダ本体 1 1 aを移動可能で、 レーザ 支持体 1 2に固定されたレーザ 3との間隔が所定の間隔となるようレンズホルダ 1 1に固定される。
再び第 1図および第 2図を参照すれば、 ハーフミラー 1 5 ( Y， M, Cおよび B) は、 例えば、 厚さ tが t = 5 mmに形成された平行平板ガラスの一方の面に 金属膜が蒸着されることで、 透過率おょぴ反射率が所定の大きさに制御されたも ので、 各レーザ 3 (Y, M, Cおよび Bのいづれか) aおよびレーザ 3 (Υ, M, Cおよび Bのいづれか) bを出射される 2本のレーザビームのうちの 1本のレー ザビーム、 例えばレーザビーム L (Y, M, Cおよび B) aまたは L (Υ, M, Cおよび B) bを水平同期検出器 23で検知して得られる水平同期おょぴビーム 位置信号に基づいて、 第 4図を用いて以下に説明するミラー保持機構 20により、 主走查方向および副走査方向のそれぞれの方向の反射角が設定される。
なお、 それぞれのレーザビーム LY a， LMa, LC aおよぴ LB aは、 上述 したように、 それぞれハーフミラー 1 5 (Y, M, Cおよび B) を透過され、 レ 一ザ 3Yb， 3Mb, 3 C bおよび 3 B bを出射されたそれぞれのレーザビーム LYb, LMb, LCbおよび LBbは、 ハーフミラー 1 5 (Y, M， Cおよび B) で反射される。 また、 各レーザビーム L (Ya， Yb， Ma, Mb, C a, Cb， 8 &ぉょぴ 13) がハーフミラー 15 (Y， M， Cおよび Β) を透過する 回数は、 上述したように、 1または 0回となる。 具体的には、 LB a， LMa, LCaおよび LYaは、 ハーフミラー 1 5 (Y, M， Cおよび B) を 1回だけ透 過し、 それ以外のレーザビーム LB b， LMb, LCbおよび LYbは、 ハーフ ミラー 1 5 (Ύ, M， Cおよび B) で反射される。 なお、 それぞれのハーフミラ 一 1 5 (Y, M, Cおよび B) は、 各ハーフミラー 1 5 (Y, M, Cおよび B) を透過して光偏向装置 7に向かうレーザビーム LB a， LMa, 1^〇£1ぉょび1^ Y aのそれぞれに対して同一の方向に、 同一量 （角度） 傾けられる。 この場合、 それぞれのハーフミラー 1 5 (Y, M, Cおよび B) が傾けられる角度 Uは、 そ れぞれ、 45° に設定される。
ここで、 それぞれのハーフミラー 1 5 (Y, M, Cおよび B) の反射率と透過 率の比を 1 ： 1とすることで、 各光源 3 (Y, M, Cおよび B) の各レーザ素子 3Yaおよび 3Yb、 3 Maおよび 3 Mbヽ 3 C aおよび 3 C bならびに 3 B a および 3 B bの出力を実質的に同一に設定できる。 これにより、 結像面での出力 を同一と —ることが可能となり、 各レーザビーム L (Y a, Yb, Ma, Mb , C a, Cb， B aおよび B b) の結像特性を等しくすることが容易となる。
第 4図 (任意のレ一ザビームを代表として示している) は、 3本 X 2群のレー ザ 3 (Y, M, Cおよび Bのいづれか） aと、 (レーザ 3 (Y, M, Cおよび B のいづれか） a) と対をなすレーザ 3 (Y, M, Cおよび Bのいづれか) bを合 成するハーフミラ一 1 5 (Y, M, Cおよび B) の光入射面および光出射面 (光 反射面) の傾きを、 主走査方向および副走査方向のそれぞれの方向に関連した方 向に調整可能とするミラー保持機構 20を説明する概略図である。
第 4図に示されるように、 ハーフミラー 1 5は、 ベースプレート 10の所定位 置に、 ベースプレート 10と一体に形成された突起状のミラー保持部 10 bとこ のミラー保持部 10 bに向けて加圧可能に配置された板ばね 20 aにより、 光軸 oに対して任意の傾きを示すよう固定される。
ミラー保持機構 20は、 詳細には、 ミラー保持部 10 bの底部すなわちベース プレート 10に近接する側に設けられた第 1の調整ねじ 20 b、 ベースプレート 10から所定の距離に設けられた第 2およぴ第 3の調整ねじ 20 cおよび 20 d を有し、 それぞれのねじ 2 0 b， 2 0 cおよび2 0 dの繰り出し量を個々に設定 することで、 板ばね 2 0 aからの押しつけ力により押しつけられるミラー 1 5の 傾きを、 3本のねじ 2 0 b， 2 0 cおよび 2 0 dの繰り出し量により設定される 方向および角度に設定できる。 'なお、 板ばね 2 0 aは、 ミラー 1 5の外郭部のみ に接するよう、 ベースプレート 1 0との固定部分を除いて 2本の帯状領域に分割 され、 ミラー保持部 1 0 bは、 2 0 b， 2 0 cおよび 2 0 dが設けられる領域を 除いて欠き取られた構造であり、 ミラー 1 5に対して、 ミラー保持部 1 0 b側と 板ばね 2 0 a側の双方からのレーザビームの入射あるいは反射を可能とする。 次に、 光偏向装匱 7の反射面に案内され、 反射面で偏向 （走査） されたレーザ ビーム L Y aおよび L Y b、 LM aおよび LM b、 L C aおよび L C bならびに L B aおよび L B bのそれぞれと光偏向装置 7と像面との間に位置される偏向後 光学系 9について、 それぞれのレーザ毎に詳細に説明する。
光偏向装置 7に案内されたレーザビーム L Y aおよび L Y bは、 光偏向装置 7 の多面鏡 7 aの各反射面の回転により、 概ね等速度で偏向されて、 偏向後光学系 9すなわち 2枚組結像レンズ 2 1の第 1の結像レンズ 2 1 aの入射面に、 所定の 角度で入射される。
以下、 レーザビーム L Y aおよび L Y bは、 図示しない感光体ドラムの表面上 でのビームスポットの形状および大きさが所定の形状および大きさになるよう、 第 2の結像レンズ 2 1 bにより所定の収束性ならびに方向性が与えられ、 ミラー 3 3 Yおよび 3 5 Yで順に反射され、 ミラー 3 7 Yにより所定の角度で反射され て、 防塵ガラス 3 9 Yを通って、 図示しない感光体ドラム （像面） に照射される。 同様に、 レーザビーム LM aおよび LM b、 L C aおよぴ L C bのそれぞれは、 第 2の結像レンズ 2 1 bを通過され、 ミラー 3 3 M, 3 3 C、 3 5 Mおよび 3 5 Cで順に反射され、 ミラー 3 7 Mおよび 3 7 Cにより所定の角度で反射されて、 防塵ガラス 3 9 Mおよび 3 9 Cを通って、 図示しない感光体ドラムに照射される。 レーザビーム L B aおよび L B bは、 上述した他の色に対応するレーザビーム と同様に、 第 2の結像レンズ 2 1 bにより所定の収束性ならぴに方向性が与えら れ、 ミラー 3 3 Bのみにより所定の角度で反射されて、 防塵ガラス 3 9 Mを通つ て、 図示しない感光体ドラムに照射される。 なお、 各レーザビーム L (Υ, Mおよび C) のそれぞれに対応して設けられて いる第 3ミラー 3 7 (Υ, Mおよび C) は、 図示しない平行度調整機構により、 各レーザビーム L (Υ, Mおよび C) を任意の方向に反射可能に保持されるとと もに像面の長手方向の両端部のビームスポット径の変動量を任意の大きさに設定 可能に形成されている。
次に、 上述したマルチビーム露光装置 1から図示しない感光体ドラム （像面） に案内されるレーザビーム （Y， Μ, Cおよび Β ) の特性について詳細に説明す る。
イェロー第 1 レーザ 3 Y aを出射されたレーザビーム L Y aは、 有限焦点レン ズ 1 3 Y aにより、 主走査方向および副走査方向のそれぞれに関して概ね平行に 変換され、 絞り 1 4 Y aを通って所定の断面ビーム形状が与えられる。
絞り 1 4 Y aを通って所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム L Y a は、 反射面が任意の方向に設定可能な半固定ミラー 1 8 Yにより、 所定の方向に 折り曲げられ、 ハーフミラー 1 5 Yに案内される。 なお、 半固定ミラー 1 8は、 第 5図を用いて既に説明したミラー保持機構 2 0に類似した固定装置または図示 しない超音波モータにより任意の方向に反射面の角度が設定可能なガルバノミラ 一 （動力により微小移動可能に保持されたミラー） である。
ハーフミラー 1 5 Yに案内されたレ一ザビーム L Y aは、 ハーフミラー 1 5 Y を透過し、 ハーフミラー 1 5 Yにより、 以下に説明するイェロー第 2レーザ 3 Y bからのレーザビーム L Y bと重ね合わせられて、 レーザビーム L Yとして、 シ リンダレンズ 1 7 Yに案内される。 シリンダレンズ 1 7 Yに案内されたレ一ザビ ーム L Yは、 シリンダレンズ 1 7 Yにより副走査方向に関してさらに集朿されて 光偏向装置 7の多面鏡 7 aに案内される。 なお、 ハーフミラー 1 5 Yは、 レーザ ビーム L Y aに対して、 副走査方向の反射角が所定の角度になるよう配置されて いる。 また、 ハーフミラー 1 5 Yの副走查方向の傾きは、 後段に説明する偏向後 光学系 9の水平同期および副走査ビーム位置検出器 2 3により得られるビーム位 置データに基づいて設定される。
イェロー第 2レーザ 3 Y bを出射 ·されたレーザビーム L Y bは、 有限焦点レン ズ 1 3 Y bにより、 主走査方向および副走査方向のそれぞれに関して概ね平行に 変換され、 絞り 14 Ybを通って所定の断面ビーム形状が与えられる。 絞り 14 Y bを通って所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム LY bは、 ハーフ ミラー 1 5 Yで反射され、 ハーフミラー 1 5Yにより、 上述したイェロー第 1レ 一ザ 3 Y aからのレーザビーム LY aと重ね合わせられて、 光偏向装置 7の多面 鏡 7 aに案内される。
マゼンタ第 1レーザ 3Maを出射されたレーザビーム LMaは、 有限焦点レン ズ 13Maにより、 主走查方向および副走查方向のそれぞれに関して概ね平行に 変換され、 絞り 14Maを通って所定の断面ビーム形状が与えられる。 絞り 14 M aを通つて所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム LM aは、 ハーフ ミラー 1 5 Mに案内される。 ハーフミラー 1 5 Mに案内されたレーザビーム LM aは、 ハーフミラー 15 Mを透過し、 ハーフミラー 1 5Mにより、 以下に説明す るマゼンタ第 2レーザ 3 Mbからのレーザビーム LMbと重ね合わせられて、 レ 一ザビーム LMとして、 シリンダレンズ 1 7Mに案内される。 シリンダレンズ 1 7 Mに案内されたレ一ザビーム LMは、 シリンダレンズ 1 7Mにより副走査方向 に関してさらに集束されて光偏向装置 7の多面鏡 7 aに案内される。 なお、 ハー フミラー 1 5Mは、 レーザビーム LMaに対して、 副走査方向の反射角が所定の 角度になるよう配置されている。 また、 副走査方向の反射角が設定される基準と なるレーザビームに対するハーフミラー 1 5 Mの副走査方向の傾きは、 後段に説 明する偏向後光学系 9の水平同期および副走查ビーム位置検出器 23により得ら れるビーム位置データに基づいて設定される。
マゼンタ第 2レーザ 3Mbを出射されたレ一ザビーム LM bは、 有限焦点レン ズ 1 3 Mbにより、 主走查方向および副走査方向のそれぞれに関して概ね平行に 変換され、 絞り 14Mbを通つて所定の断面ビーム形状が与えられる。 絞り 14 M bを通って所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム LM bは、 ハーフ ミラ一 1 5 Mで反射され、 ハーフミラー 1 5Mにより、 上述したマゼンタ第 1レ 一ザ 3M aからのレーザビーム LM aと重ね合わせられて、 光偏向装置 7の多面 鏡 7 aに案内さ る。
シァン第 1レーザ 3 C aを出射されたレーザビーム L C aは、 有限焦点レンズ 13 C aにより、 主走査方向および副走査方向のそれぞれに関して概ね平行に変 換され、 絞り 1 4 C aを通って所定の断面ビーム形状が与えられる。 絞り 1 4 C aを通つて所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム L C aは、 ハーフミ ラー 1 5 Cに案内される。 ハーフミラー 1 5 Cに案内されたレーザビーム L C a は、 ハーフミラー 1 5 Cを透過し、 ハーフミラー 1 5 Cにより、 以下に説明する シアン第 2レーザ 3 C bからのレーザビーム L C bと重ね合わせられて、 レーザ ビーム L Cとして、 シリンダレンズ 1 7 Cに案内される。 シリンダレンズ 1 7 C に案内されたレーザビーム L Cは、 シリンダレンズ 1 7 Cにより副走查方向に関 してさらに集束されて光偏向装置 7の多面鏡 7 aに案内される。 なお、 ハーフミ ラー 1 5 Cは、 レーザビーム L C aに対して、 副走査方向の反射角が所定の角度 になるよう配置されている。 また、 副走查方向の反射角が設定される基準となる ハーフミラー 1 5 Cの副走査方向の傾きは、 後段に説明する偏向後光学系 9の水 平同期および副走査ビーム位置検出器 2 3により得られるビーム位置データに基 づいて設定される。
シァン第 2レーザ 3 C bを出射されたレーザビーム L C bは、 有限焦点レンズ 1 3 C bにより、 主走査方向おょぴ副走查方向のそれぞれに関して概ね平行に変 換され、 絞り 1 4 C bを通って所定の断面ビーム形状が与えられる。 絞り 1 4 C bを迎つて所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム L C bは、 ハーフミ ラー 1 5 Cで反射され、 ハーフミラー 1 5 Cにより、 上述したシアン第 1 レーザ 3 C aからのレーザビーム L C aと重ね合わせられて、 光偏向装置 7の多面鏡 7 aに案内される。
黒第 1 レーザ 3 B aを出射されたレーザビーム L B aは、 有限焦点レンズ 1 3 B aにより、 主走査方向および副走査方向のそれぞれに関して概ね平行に変換さ れ、 絞り 1 4 B aを通って所定の断面ビーム形状が与えられる。 絞り 1 4 B aを 通って所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム L B aは、 反射面が任章 の方向に設定可能な半固定ミラー 1 8 Bにより所定の方向に折り曲げられ、 ハー フミラー 1 5 Bに案内される。
ハーフミラー 1 5 Bに案內されたレーザビーム L B aは、 ハーフミラー 1 5 B を透過し、 ハーフミラー 1 5 Bにより、 以下に説明する黒第 2レーザ 3 B から のレーザビーム L B bと重ね合わせられて、 シリンダレンズ 1 7 Bに案内される。 シリンダレンズ 1 7 Bに案内されたレーザビーム L Bは、 シリンダレンズ 1 7 B により副走査方向に関してさらに集束されて光偏向装置 7の多面鏡 7 aに案内さ れる。 なお、 ハーフミラー 1 5Bは、 レーザビーム LB aに対して、 副走査方向 の反射角が所定の角度になるよう配置されている。 また、 副走査方向の反射角が 設定される基準となるハーフミラー 15 Bの副走査方向の傾きは、 後段に説明す る偏向後光学系 9の水平同期おょぴ副走査ビーム位置検出器 23により得られる ビーム位置データに基づいて設定される。
黒第 2レーザ 3 B bを出射されたレーザビーム LBbは、 有限焦点レンズ 1 3 B bにより、 主走査方向および副走査方向のそれぞれに関して概ね平行に変換さ れ、 絞り 14 B bを通って所定の断面ビーム形状が与えられる。 絞り 14 B bを 通って所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビーム LB bは、 ハーフミラー 15 Bで反射され、 ハーフミラ一 1 5Bにより、 上述した黒第 1レーザ 3 B aか らのレーザビーム LB aと重ね合わせられて、 光偏向装置 7の多面鏡 7 aに案内 される。
なお、 イエロ一第 1レーザ 3 Y aカゝら出射されたレーザビーム L Y aおよび黒 第 1レーザ 3 B aから出射されたレーザビーム LB aの光路に位置される半固定 ミラー 18Yおよび 18 Bは、 例えば第 4図に示したハーフミラー 1 5を保持す るミラー保持機構 20に類似したミラー保持機構により、 主走査方向および副走 查方向のそれぞれの方向にレーザビームの反射方向およぴ角度を変更可能に、 配 置されている。
ハーフミラー 1 5M， 1 1 Cおよび 1 1 Bによりまとめられた 3本 X 2群 =6 本のレーザビーム LM， LCおよび LBは、 それぞれのレーザビーム L (M, C および B) に対応され、 ハーフミラー 1 5 (Y, M, Cおよび B) およぴ半固定 ミラー 18Yおよび 18 Bと同様に、 第 4図に示したハーフミラー 1 5を保持す るミラー保持機構 20に類似したミラー保持機構により、 主走査方向および副走 查方向のそれぞれの方向にレーザビームの反射方向およぴ角度を変更可能に、 配 置されているカラー合成ミラー （すなわち第 2の合成ミラー） 1 9M， 1 9Cお よび 1 9 Bにより所定方向に折り返されて光偏向装置 7に案内される。
なお、 ハーフミラー 1 5 Yにより 2本のレーザビーム LYaと LYbがまとめ られたレーザビーム LYは、 途中で折り返されることなく、 光偏向装置 7に向け て直線で案内される。 すなわちレーザビーム LYは、 カラー合成ミラー 1 9M, 1 9 Cおよび 1 9 Bのそれぞれに対し、 光偏向装置 7の多面鏡 7 aの反射面の回 転軸方向に距離を置いたどのミラーからも遮られることのない空間を通って、 光 偏向装置 7に案内される。
以下、 上述した偏向前光学系 5により 1まとめにまとめられ、 光偏向装置 7に 案内されて、 光偏向装置 7の各反射面で偏向 （走査） された 4色 =4本のレーザ ビーム Lは、 偏向後光学系 9により所定の特性が与えられて、 各感光体ドラム 5 8の所定の位置に結像される。
なお、 画像書き込み時以外の際、 例えば画像形成装置が起動されて画像データ を書き込み始める前、 もしくは連続して画像を形成している途中、 または用紙上 に走查光学系による印字の影響が無いタイミング、 さらには一定時間間隔のいづ れかあるいはその任意の組み合わせにより、 副走査方向については、 各々の画像 形成部に導かれる対をなすレーザビーム相互間距離、 すなわち L Y aと L Y b， LMaと LMb， LC aと LCbおよび L B aと L B bの相対位置関係を計測し、 その計測結果に基づいて、 その相対位置関係が所定の間隔となるよう、 各レーザ ビーム位置を、 ガルバノミラー 18 Y， 18Μ， 18 Cおよび 1 8 Bの反射角度 が制御される。 また、 主走査方向についても、 画像書き込み時以外の際、 例えば 画像形成装置が起動されて画像データを書き込み始める前、 または連続して画像 を形成している途中で用紙上に走査光学系による印字の影響が無いタイミング、 あるいは一定時間間隔で、 各々の画像形成部に導かれるレーザビーム相互間距離、 すなわち LYaと LYb， LMaと LMb， L C aと L C bおよび L B aと L B bの相対通過タイミングを計測して得られる値を保持しておいて、 その計測結果 に基づいて、 その通過タイミングのずれをキャンセルするように、 光源 3 Y aと 3 Y b , 3Maと 3Mb， 3 C aと 3 C bおよび 3 B aと 3 B bの発光タイミン グが制御される。
また、 図示しない画像形成装置本体の図示しないレジストセンサにより、 図示 しない各画像形成部で書き込まれた画像のずれを検知した結果により、 それぞれ のレーザビーム LY (=L Y a + LYb) ， LM (=LMa + LMb) ， L C (=LCa + LCb) および LB (=LB a + LB b) 相互間の主走査方向のず れおよび副走査方向のずれを検知し、 副走査方向のずれに関しては、 画像を書き 込むタイミングにより、 主走査方向のずれに関しては、 画像を書き込むタイミン グ及び画像周波数により、 ずれを補正できる。
ところで、 従来技術の欄でも説明したように、 半導体レーザ素子は、 個々に、 温度変化に対する発光波長の変動量が異なる。 この場合、 各半導体レーザ素子の 周辺で温度がばらついたり、 各レーザ素子の経時変化の度合いに差がでてくると、 それぞれの光源から出る光ビームの波長にばらつきがでてきてしまう。 さらに、 半導体レーザ素子の特徴として、 0. 1° C程度の温度変化に対して発光波長が 1. 5 n m程度変化するモードホッビング現象が存在することから、 例え、 ある 条件下で発光波長を一致させたとしても、 広い環境温度範囲で全てのレーザ素子 の発光波長を均一に揃えることは困難である。
一方、 レーザ素子を放射されるレーザビームの波長が変動すると、 光偏向装置 7の各反射面の回転角が同一であるにもかかわらわず、 (波長が変化した) レー ザビームと、 基準とした波長のレーザビームのレンズ 21 a , 21 bで屈折され る角度に差が生ずる。
多くの場合、 偏向後光学系 9の 2枚組レンズ 21の各レンズの有効画角の両端 の色収差が 「0」 であることは少なく、 レーザ素子から放射されたレーザビーム の波長が変化した場合、 2枚組レンズ 21の各レンズ 2 l a, 21 bを順に通過 したレーザビームは、 水平同期用光検出器 23に対し、 基準とした波長のレーザ ビームが入射されるタイミングとは異なるタイミングで入射される。
しかしながら、 光路補正素子 27に、 以下に示す特性を与えることにより、 主 走査方向に関して、 各光源 3のレーザ素子 3 Y a， 3 Yb， 3Ma， 3Mb, 3 C a, 3 C b, 3 B aおよび 3 B bのそれぞれから放射されるレーザビームの波 長に合わせて水平同期検出用光検出器 23の光検出面に向かう出射角を変えるこ とで、 光偏向装置 7の各反射面の回転角が同一角度である場合に、 水平同期検出 用光検出器 23の光検出面上におけるレーザビームの位置を、 概ね等しくずるこ とができる。
詳細には、 光路補正素子 27に、 第 5図に示すような断面形状が二等辺三角形 であるプリズムを用いることで、 光源を出射されたレーザビームの波長が温度の 変化により変化することによって光偏向装置 7の各反射面が同一の回転角度であ るにもかかわらず異なる位置に照射されて反射されることで、 実際には同一のタ イミングで水平同期検出用光検出器 2 3の異なる位置に案内される現象の影響を 低減できる。
第 6図は、 半導体レーザ素子のモードホッピングにより、 環境温度が変動した 場合に、 発光波長が変動する様子を示すグラフである。
第 6図に示されるように、 ある半導体レーザ素子から放射されるレーザビーム の発光波長は、 環境温度 （この場合、 レーザ素子の発光チップを取り巻くケース の温度とする) が 1 0。 c上昇する毎に、 概ね 2 n m長くなる (発振周波数が、 下がる） ことが認、められる。
しかしながら、 第 6図の A部または B部に示されるように、 温度の変化と波長 とは、 局所的には、 非線形であり、 既に説明したように、 温度変化が極わずかで あっても波長が 1 n m以上変動することがある。 なお、 この局所的な波長変動が 生じる温度はレーザ素子単体毎に異なり、 現在のところ、 特定できない。
第 8図は、 第 5図に示したプリズム （光路補正素子） 2 7の特性を特定するた めに、 レーザ素子を出射されたレーザビームの波長が変化した場合に、 2枚組レ ンズ 2 1の各レンズ 2 1 a , 2 1 bを通過して像面に結像されるレーザビームの 位置の変化を、 主走査方向の相対位置として示すグラフである。
第 8図に示すように、 波長が 6 8 0 n m (曲線 a ) のレーザビームを基準とし て、 6 6 5 n m (曲 if泉 b ) ， 6 7 0 n m (曲,線 c ) ， 6 7 5 n m (曲 f泉 d ) ， 6 8 5 n m (曲線 e ) ， 6 9 0 n m (曲線 f ) および 6 9 5 n m (曲 S g ) の波長 のレーザビームの主走査方向の,結像位置は、 光偏向装置 7の各反^ ('面の振り角の 変動と関連して、 最大で 0 . 0 4 5 mm程度変化することが認められる。 なお、 第 8図に示されるように、 波長が短い場合と長い場合とで、 結像位置が変化する 極性は、 逆向きとなる。 また、 第 6図に示したように、 レーザ素子は、 局所的な 波長変動を生じることが多く、 従って、 第 8図に示した相対値の大きさは、 実際 には、 さらに大きく変動する要素を含むことになる。
第 9図は、 第 1図および第 2図に示したこの発明の実施の形態であるマルチビ ーム露光装置 1から光路補正素子 2 7を取り外した状態で、 各レーザ素子からの レーザビームの波長が第 8図に示したような温度一波長変化を示すとした場合の 像面に結像されるビーム位置の変化を主走査方向の相対位置として示すグラフで ある。 なお、 第 9図においては、 各曲線 αないし ζは、 波長が 5 nm異なる条件 毎の差、 すなわち波長 6 6 5 - 6 7 0の差 （曲線く a) 、 波長 6 7 0 - 6 7 5の差
(曲線 j8 ) 、 波長 6 7 5— 6 8 0の差 （曲,線 γ ) 、 波長 6 8 0— 6 8 5の差 （曲 線 δ ) 、 波長 6 8 5— 6 9 0の差 （曲線 ε ) 、 波長 6 9 0— 6 9 5の差 （曲線 ζ ) を、 それぞれ示している。 なお、 第 9図においても、 第 6図に示した局所的 な波長変動を生じた場合には、 さらに大きく変動することになる。
ところで、 第 1 0図に示すように、 光偏向装匱 7の各反射面が回転される方向 をプラス (+ ) 方向からマイナス (-) 方向とし、 各レーザビームは、 像面上で、 マイナス (一) からプラス (+ ) 方向へ移動されるとすると、 水平同期検出用光 検出器 2 3が設けられる位置を、 主走查方向位置の一 1 6 0 mmとすると、 波長 が 6 7 5 n mのレーザビームを検出するタィミングと波長 6 8 0 nmのレーザビ ームを検出するタイミングとの間で、 光偏向装置 7の各反射面の回転角度 Δ 0が Δ Θ = 7. 5 / r a dだけずれることが認められる。 このことは、 水平同期検出 用光検出器 2 3が設けられる位置が、 主走查方向で概ね 7. 5 n mだけ、 ブラス
(+) 側へ移動したと同様の挙動を示す。
また、 上述した水平同期用検出器 2 3の見かけ上のずれは、 全ての画像領域に おいて、 Δ 0 = 7. 5 μ ϊ a dずれた状態で画像の書き込みを行うことに他なら ず、 結果として、 波長が異なる 2つのレーザビーム相互間の書き込み開始位匱の 相対位置ずれ量は、 第 9図に示した 0. 0 6 7 5 - 0. 0 6 8 0で表されたビー ム位置のずれ量 7. 5 ^ ΐηと、 書き出しタイミング基準を波長により位置が異な る端部の主走査位置とするために生じた光偏向装置 7の各反射面の回転角度 Δ Θ の分だけずれた影響分、 すなわち主走查方向位置 yが y = y + A yとなり、 A y = 7. 5 mが加えられた大きさとなる。
このことから、 第 1 1図に示すように、 主走査方向位置 yが、 =ー1 6 0付 近では、 概ね等しくなるが、 その反対側の y = 1 6 0付近では、 ビーム位置のず れ量 7. 5 μ ηιに加え、 水平同期位置でのビームの主走査方向相対位置ずれ量 Δ y = 7. 5 μπιとの合計により、 計 15 μ mのずれが生してしまうことになる。 再び、 第 5図を参照すれば、 二等辺三角形のプリズム 27は、 第 6図ないし第 10図に示した温度によるレーザビームの波長変化により書き出し位置が主走査 方向にずれる量を元に戻して、 所定の位置に設けられている水平同期検出用光検 出器 23の検出面上の基準となる波長のレーザビームが入射される位置に入射す ることのできる光学素子であって、 詳細には、 プリズム 27の頂角を 「A」 、 プ リズムの屈折率を 「n」 、 波長えのレーザビームが入射角 で入射したとき、 入 射レーザビームと出射レーザビームとのなす角すなわち偏角を Bとするとき、 s i η α = 11 s i n 、 A/ 2 ) · · · ) であり、
(B+A) /2 = a . · · (2) から、
n= s i n ( (B + A) / 2) / s i n (A/ 2) · · · (3) が導かれる。
式 (1) ないし (3) から、 基準となるレーザビームの波長を 、 温度変化に より変動したレーザビームの波長を λ + Δλとすると、 入射角 ο;でプリズム 27 に波長 λのレーザビームが入射したときに比較して、 L + Δ の波長のレーザビ ームが入射したときの偏角 Βの変化量 Δ Βと波長の変化分 Δ λは、
ΔΒ/厶
Figure imgf000024_0001
= 2 s i n (A/ 2) / ( 1一 n 2 s i n 2 (A/ 2 ) ) /2)
Figure imgf000024_0002
で示さ；^ τる。
また、 プリズム 27と水平同期検出用光検出器 23との間の距離を Dとすると、 Δ y/Δ λ
=-ΌΧΔΒ/Δ λ
=一 DX 2 s i n (A/2) / (1— n 2 s i n 2 (A/2) ) ( 2)
Figure imgf000024_0003
が満足されるように、 プリズム 27の形状おょぴ位置を設定することで、 レーザ ビームの波長 λが； L + Δ λに変動した場合の 2枚組レンズでのレーザビーム位置 の変動を、 キャンセルすることができる。
なお、 （5) 式における Ay /Δλは、 第 1図および第 2図に示したマルチビ ーム露光装置 1のプリズム （光路補正素子） 27を取り外し、 水平同期検出用光 検出器 23の検出面において、 波長; Lのレーザビームが入射する位置と波長; L + Δ のレーザビームが入射する位置のそれぞれを、 2枚組レンズ 2 1のそれぞれ のレンズ 2 1 a, 2 1 bの特性から計算し、 その結果を、 y sns と y sns +Δ yとすることにより求められる。
従って、 （5) 式に基いて、 D, A， n及び Δηを設定すればよいことになる。 なお、 ηおよび Δηは、 プリズム 2 7に利用されるガラスの材質により特定され ることから、 ガラスの材質が決まると、 プリズム 27が配置可能な Dおよび Αの 範囲が設定される。
ここで、 Dを先に決めて Aを計算する場合、 (5) 式を Aについて解き、
A= 2 a r c s i n ( (Δ y/Δ λ) /
(4D 2 (Δη/ΔΙ) 2 +η 2 (Δ γ) / λ) 2 ) (1/2) )
• · · (6) が導力 る。
この場合の入射角およぴ出射角 αは、
α = a r c s i n (n s i n (A/ 2 ) ) · · · ( 7
により求めることができる。
より詳細には、 第 1図および第 2図に示したマルチビーム露光装置 1からプリ ズム 2 7を取り外すと、 水平同期検出用光検出器 23に入射するレーザビームは、 第 8図に示したように、 波長; Lが 5 nm変動すると、 7. 5 μ mずれた位 itに案 內されることから、 （5) 式より、
Δ y/Δ λ
=7. 5 X 1 0 -3/ 5
= 1. 5 X 1 0—3 (mm/nm) · · · (8) となる。
このとき、 プリズム 27の材質を BK7 (光学ガラス） とすると、 その屈折率 riおよび屈折率変化ノ波長変化 Δ η / Δ λは、
η= 1. 513605
Figure imgf000026_0001
により示される。
また、 プリズム 27と水平同期検出用光検出器 23との間の距離を 1 23mm とすると、 （6) 式より
A= 2 s i n-2 ( (1. 5 X 10- 3) /
(4 D 2 (- 2. 8486 X 10-5) 2
+1. 51 36052 (i. 5 X 10-3) 2 ) (1/2) ) · · · (9)
により、 Dと Aが求められる。
以下に、 コンピュータシミュレーションによる光線追跡の結果から最適化した プリズム 27の位置、 副走査方向のレーザビームの位置および主走査方向の水平 同期検出用光検出器 23からの距離、 2枚組レンズ 21の第 2レンズ 21 bを出 射したレーザビームの主光線に対する入射角 αの組み合わせ、 および （6) 式お よび (7) 式から求めた頂角 Αと入射角 αを、 プリズム 27の材質を Β Κ 7とし たときの特性を、 表 1に示す。 なお、 表 1において、 X 、 y i は、 2枚組レ ンズ 21の第 2レンズ 21 bの出射面の光軸とレンズ面の交点を原点として、 プ リズム 27へのレーザビームの入射面と第 2レンズ 21 bから出射したレーザビ 一ムの主光線との交点の相対座標を示している。 また、 表 1に示す各パラメータ、 すなわち Θ 1 ， 0 2 ， D 3 ， θ 4 , 0 5 ， D 6 ， θ 7 ， y η (Θ ！ ， θ 2 ， D 3 ， Θ 4 ， D 6 , Θ 7 , Υ 7 のそれぞれについては、 位置関係を第 7図に 示している） は、 それぞれ、 光路補正素子すなわちプリズム 27を光偏向装置 7 の反射面の回転角が 0° である位置を主走査方向の中心とするときに、 - 1 60 m mの位置にレーザビームの主光線が入射されることを示し、 その入射位置にお ける入射面とのなす角、 対応する （第 5図で定義した） 角度 τ/、 入射面と出射面 との間の距離、 出射面に対する （第 5図で定義した） 角度 y、 第 5図に示した角 度ひに対応する角度、 プリズム 27を出射した主光線が水平同期検出器 23の表 面ガラスに入射するまでの距離、 水平同期検出器 23の表面ガラスと水平同期検 出器 23の表面ガラスに入射する主光線とのなす角、 厚さ 0. 4mmの水平同期 検出器 23の表面ガラスによって主光線が主走査方向に移動される量、 をそれぞ れ、 示している。 なお、 表 2に示すように、 Aは、 第 5図を用いて定義した頂角 であり、 （6) 式おょぴ （7) 式により、 A/2が概ね 0 4 が概ね A/2とな り、 0 5 が概ね となる。
Figure imgf000028_0001
92
S6^S00/866ldf/X3d θεΐ^Ο請 OW
Figure imgf000029_0001
S挲
LZ
S6l7S00/866ldf/X3d 以上説明したように、 水平同期検出用光検出器 23の検出面と水平同期検出用 折り返しミラー 25との間に、 2枚組レンズ 21の第 2レンズ 21 bを出射—した レーザビームの温度の変化による波長の変化に対応して、 レーザビームの方向を 変化させる光路捕正素子として第 5図に示したような二等辺三角形のプリズム 2 7を、 所定の条件で揷入することにより、 光源 3Yaと 3Yb、 3Maと 3Mb、 3 C aと 3 C bおよび 3 B aと 3 B bの相互間の温度の変化に伴う発光波長のば らつきに起因して、 各レーザビームが像面に投影される位置が主走査方向にずれ ることが防止できる。
なお、 第 5図に示したプリズム 27は、 角度を ]3倍、 位置を l/ とする機能 を持っため、 ]3が 1を取らない場合、 すなわち集光光が入射した場合に、 結像位 置がずれてしまうことになる。 例えば、 ビーム径 hのレーザビームが収朿角 uで 入射してきた場合、 プリズム 27が存在しない場合には、 その径 hを持つ場所か ら、 1 = h Z uの位置で結像するが、 プリズム 27が存在する場合、 ビーム径 h は、 h = β X h 収束角 uは、 u = u/j3となるため結像位置 1が、
1， = (jS X h) / (u/]3) =β 2 X h/u = β 2 X 1 ■ · · (10) となってしまう。
その一方で、 副走査方向に関しては、 波長の変動によりレーザビームの位置が 変化すると、 水平同期検出用光検出器 23の検出面の感度むらあるいはエッジ部 形状による変動等の影響が出てしまうため、 入射面と出射面を平行にする必要が める。
また、 2枚組レンズ 21の第 2レンズから画像領域に案内されるレーザビーム は、 プリズム 27が存在しない場合に、 主走査方向および副走査方向のそれぞれ に関して概ね等しい位置で結像されることから、 が 1とならない場合は、 等価 像面に位置される水平同期検出用光検出器 23の検出面上においても主走査方向 と副走査方向の結像位置に、
Figure imgf000030_0001
の差がでてしまうため、 大きな非点収差を持つことになつてしまう。
このため、 フレアが発生し易くなる、 ビーム径が変動し易くなる等、 検知部で の結像状態が不安定となり、 検知精度が劣化してしまう。 この現象の発生を防ぐためには、 ]3 = 1にする必要があり、 こ bは、 プリズム 頂角に関して、 入射光と屈折光が対称となる場合であるにのみ満足される。 ' このことから、 プリズム 2 7の頂角 Aに関して.、 入射光と屈折光が対称となる 関係とし、 主走査方向と副走査方向のレーザビームのそれぞれが同じ場所で収束 されるよう頂角 Aの大きさを設定することにより、 フレアの発生あるいはレーザ ビーム径の変動を抑え、 光検出器 2 3の検出面での結像状態を安定化し、 検知精 度を向上させることができる。
. なお、 プリズム 2 7は、 その頂角 Aが第 1図に概略的に示されるように、 画像 領域の方向すなわち光偏向装置 7により偏向されたレーザビームが第 2レンズ 2 1 bに入射するときに、 光偏向装置 7の反射面でのレーザビームの反射点と第 2 レンズ 2 1 bとの間の距離が最小となる方向に向けて配置されている。 これは、 各レーザ素子を出射されたレーザビームの波長が短くなる場合に、 2枚組レンズ 2 1の第 1 レンズ 2 1 a， 第 2レンズ 2 1 bを通過したレーザビームがレンズ 2 1 a , 2 1 bの主走査方向の中心に向けて過剰に屈折されることに対応するもの でめる。
以上説明したように、 光偏向装置 7と像面との間の結像レンズ 2 1と水平同期 検出用光検出器 2 3との間の光路中に、 主走査方向に関して、 光源からのレーザ ビームの温度の変化による波長の変動にあわせて出射角を変え、 波長の差によつ て結像レンズにより発生する位置ずれ量と量が同じで逆向きの方向にビーム位置 をずらすことのできるプリズム 2 7を用いることにより、 光偏向装置 7の反射面 が同一の回転角である場合に、 温度の変化により波長が変動したレーザビームを 水平同期検出用光検出器の検出面上の同じ位置に案内できる。
このため、 基準波長と波長が異なるレーザビームにより書き出しタイミングが ずれることにより生じた主走査方向の書き出し位置と反対側での主走査方向印字 位置のずれを、 従来、 主走査方向の書き出し位置の反対側で発生していた主走査 方向の印字位置のずれ量の約 1 / 2とすることが可能となる。
第 1 2図おょぴ第 1 3図は、 第 1図および第 2図に示したマルチビーム露光装 置の別の実施の形態を示す概略図である。 なお、 第 1 2図および第 1 3図に示す マルチビーム露光装置は、 第 1図および第 2図に示した露光装置の水平同期検出 用ミラー 2 5を、 以下に説明する回折格子と置き換え、 第 1図おょぴ第 2図に示 した露光装置に示したプリズム 2 7を取り除いたものであるから、 同一の構成に は同じ符号を付して、 詳細な説明を省略する。
第 1 2図おょぴ第 1 3図に示されるように、 回折格子 （すなわちレーザビーム 方向変換素子） 2 9は、 偏向後光学系 9の 2枚組結像レンズ 2 1の第 2のレンズ 2 l bと、 水平同期検出用光検出器 2 3との間の光路中に配置されている。 なお、 回折格子 2 9は、 2枚組レンズ 2 1の第 2レンズ 2 1 bから出射された 全てのレーザビームが水平同期検出用光検出器 2 3へ向かうように、 副走査方向 に傾きをもっており、 また、 主走査方向へは、 格子全体の平面に対する法線から 見て、 入射角と出射角が方向が反対で、 なす角が等しくなるようになつている。 なお、 回折格子 2 9の格子は、 副走査方向と平行な方向に溝が形成されており、 主走査方向へは、 以下に説明する所定のピツチで形成されている。 また、 回折格 子 2 9は、 等価像面に位置されている水平同期検出用光検出器 2 3に向けて、 全 てのレーザビームを反射により、 案内する。
第 6図ないし第 9図を用いて既に説明したように、 マルチビーム露光装置にお いては、 回折格子 2 9を揷入しない場合、 光源であるレーザ素子から放射される レーザビームの波長が 5 n m長くなる毎に、 像面に案内されたレーザビームの主 走査方向位置が 7 . 5 a mずれることから
Δ y / Δ 1 = 7 . 5 Χ 1 0 -3/ 5 = 1 . 5 X 1 0 - 3 (mm/ n m)
となる。
また、 レーザビームの基準とする波長は 6 8 0 n mで有るため、 1 = 6 8 0 X
1 0一 6であり、 回折格子 2 9の種類としては、 副走査方向と平行に格子を設け、 格子の方向と直交する方向の断面の形が第 1 3図に示すような鋸歯状のェシェレ ット格子である。
以下、 回折格子 2 9の格子の特性について詳細に説明する。
回折格子すなわちェシエレツト格子 2 9において、 回折格子 2 9に平行光束が 入射した場合の格子定数を a、 入射角を Ψ、 回折角を Ψ ' と示すと、 それぞれの 溝表面での反射光と格子表面全体からの回折光の方向が一致するとき （Ψ + Ψ ' = 2 6 bとなるとき） 、 回折光率が最大となる。 また、 入射光と回折光のなす角 (偏角） を （Ψ— Ψ' ) とすると、 斜面と格子 29の平面部とのなす角 0 bは、 以下に示す （1 1) 式を満たす際に、
Θ b r e s i n λ / ( 2 a) c o s ( (Ψ-Ψ' ) /2) )
• · · (1 1) 回折効率を最大とすることができる。
ここで、
m 1 = 、s i η Ψ+ s i n Ψ' ) a
ただし、 m =土 1、 ± 2 · · · · · · (1 2) が成り立ち、 (1 2) 式を微分して、 角度分散 ΔΨ' ΖΔえは、
ΔΨ' /Δ λ
= l/a ( (1 - ( (ml/a) - s i ηΨ) 2 ) (1/2) ) . . . (i 3) により求められる。
以下、 プリズム 27を使用する際と同様に回折格子 2 9を取り外し、 水平同期 検出用光検出器 23の検出面において、 波長えのレーザビームが入射する位置と 波長 + Δ λのレーザビームが入射する位置のそれぞれを、 2枚組レンズ 2 1の それぞれのレンズ 2 1 a， 2 1 bの特性から計算し、 その結果を、 y sns と y sns +厶 yとすると、 Δ y Δ λを求めることができる。
ここで、 回折格子 29と水平同期検出用光検出器 23との間の距離を Dとする と、
y/A λ
=一 DX厶 Ψ' /Δ λ
= -DX 1/a ( (1 - ( (ml/a) 一 s i ηΨ) 」つ ) )
… （1 4) が満足されるように、 回折格子 29の形状および挿入位置を設定することで、 レ 一ザビームの波長 が + Δ λに変動した場合の 2枚組レンズでのレーザビーム 位置の変動を、 キャンセルすることができる。 なお、 Ψは、 以下に示す （1 5) 式
Figure imgf000033_0001
土 (1— (D 2 / (Δγ/Δλ) 2 a 2 ) ) (1/2) ) . . . (！ 5) により求めることができる。
以下、 （1 5) 式に基いて、 a， m， Dおよび Ψを設定し、 この Ψと （1 2) 式から Ψ， を、 （1 1) 式から 0 bを、 それぞれ求める。 なお、 Ψ' は、
Ψ' = a r c s i n ( (ml/ ) - s i n Ψ) · . · (16) と書き表さ る。
以下に、 コンピュータシミュレーションによる光線追跡の結果から最適化した 回折格子 29と水平同期検出用光検出器 23との距離、 回折格子 29への入射角、 回折格子 29からの出射角および回折格子 29の入射面の局所的な角度 0 bを、 表 3に示す。
Figure imgf000035_0001
T6698S9£'0 08 550"0 τ ζ9 tt98H 0 τεο6θθ ο'τ £Z6LZLL8'TZ 0乙 SO'O τ
Z.68 0368^'0 S98 899ε"ん ε一 τ 8szs ε"8ε 09 τ
Ζ.2ί'96ε985Ό SL£TZ£ L ' Ll- T990T926*8T 09 εεο-ο τ fr2068tgeA-0 298 899 '乙 ζ一 LS9ZSL£L- SZ Of τ
88 S00Z.86'0 ん 0S860乙 8·9Ε_ 刚 66 81 οε 9Ζ0Ό τ
298 899Z'Z.2- ζ.29τ86εε*οε oz 5Τ0-0 τ
O
O 668ετ8ζ.ττ·ε 8ε9οττ6τ'8 - 8τ ε/·9ε s οτ το·ο τ
το .τ5θ69ε·ο 乙 ττς ο乙ん'乙 ς— Z.g^9880S'8S 08 τ·ο τ
ZZSL6£ZZf '0 乙 9 69ε8τ'ζ9一 εο6 οεο' ε9 0乙 τ·ο τ
£^0SL£Zf 99- 乙 τ ん 9 09 τ"ο τ ε806εε09Ό 09 τ'ο τ
8乙 86T8乙 9乙' 0 τε88Τ9ες· z.- 90828TZ.0"9 . 0 τ·ο τ
TTSSES9t -8Z.- 9乙0乙019"08 οε τ·ο τ
9.26SI96-T 9LZLT0 £- ZS- 8285£E92*98 oz τ·ο τ
q Θ ( 回 (¾) jii¾¥#Y (UITO) ベ斗一士 ½回 Β凝 士¾ TO凝 ¾¾ί 士 回
0 ε
ο
ο 以上説明したように、 回折格子 2 9を用いても、 光源 3 Y aと 3 Y b、 3 M a と 3 M b、 3 C aと 3 C bおよび 3 B aと 3 B bの相互間の温度の変化に伴う発 光波長のばらつきに起因して同じ偏向角時に、 各レーザビームが像面に投影され る位置が主走査方向にずれることが防止できる。
すなわち、 光偏向装置 7と像面との間の結像レンズ 2 1と水平同期検出用光検 出器 2 3との間の光路中に、 主走査方向に関して、 光源からのレーザビームの温 度の変化による波長の変動にあわせて出射角を変え、 波長の差によつて結像レン ズにより発生する位置ずれ量と量が同じで逆向きの方向にビーム位置をずらすこ とのできる回折格子 2 9を用いることにより、 光偏向装置 7の反射面が同一の回 転角である場合に、 温度の変化により波長が変動したレーザビームを水平同期検 出用光検出器の検出面上の同じ位置に案内できる。
このため、 基準波長と波長が異なるレーザビームにより書き出しタイミングが ずれることにより生じた主走査方向の書き出し位置と反対側での主走査方向印字 位置のずれを、 従来、 主走査方向の書き出し位置と反対側で発生していた主走査 方向の印字位置のずれ量の約 1 / 2とすることが可能となる。
以上説明したようにこの発明のマルチビーム露光装置は、 光偏向装置 7と像面 との間の結像レンズ 2 1と水平同期検出用光検出器 2 3との問の光路中に、 主走 查方向に関して、 光源からのレーザビームの温度の変化による波長の変動にあわ せて出射角を変え、 波長の差によって結像レンズにより発生する位置ずれ量と量 が同じで逆向きの方向にビーム位置をずらすことのできるプリズム 2 7を用いる ことにより、 光偏向装置 7の反射面が同一の回転角である場合に、 温度の変化に より波長が変動したレーザビームを水平同期検出用光検出器の検出面上の同じ位 置に案内できる。
また、 この発明のマルチビーム露光装置は、 光偏向装置 7と像面との間の結像 レンズ 2 1と水平同期検出用光検出器 2 3との間の光路中に、 主走査方向に関し て、 光源からのレーザビームの温度の変化による波長の変動にあわせて出射角を 変え、 波長の差によって結像レンズにより発生する位置ずれ量と量が同じで逆向 きの方向にビーム位置をずらすことのできる回折格子 2 9を用いることにより、 光偏向装置 7の反射面が同一の回転角である場合に、 温度の変化により波長が変 動したレーザビームを水平同期検出用光検出器の検出面上の同じ位置に案内でき る。
これにより、 レーザビームの主走査方向の印字位置のずれを、 書き出し基準と 反対側において、 概ね 1 Z 2に低減できる。
従って、 色ずれのないカラ一画像を提供可能な力ラ一画像形成装置および線画 の輪郭のぼけおよびにじみのない高速度の画像形成装置を提供できる。

Claims

請求の範囲
1 . 複数配置され、 所定の波長の光ビームを放射する光源と、
前記それぞれの光源からの上記光ビームに所定の光学特性を与える偏向前光学 手段と、
回転可能に形成された反射面を所定速度で回転させることにより、 前記偏向前 光学手段を通過した上記光ビームを、 上記反射面が回転される方向である第 1の 方向に偏向する偏向手段と、
前記偏向手段により上記第 1の方向に偏向された上記光ビームを連続して像面 に結像する結像光学手段と、
前記結像光学手段を通過した上記それぞれの光ビームの少なくとも 1本を検出 し、 その光ビームに対-応する所定の信号を出力する検知手段と、
前記偏向手段と前記検知手段との間に配匱され、 前記複数の光源のそれぞれか ら放射される光の波長の変動に対応して出射角を変える光学素子と、
を有することを特徴とするマルチビーム露光装置。
2 . 前記光学素子は、 上記第 1の方向から見た断面において、 入射面と出射面と のなす角が 0 ° 以外の角度を有するプリズムを含むことを特徴とする請求項 1記 載のマルチビーム露光装置。
3 . 上記プリズムの上記入射面および上記出射面は、 上記プリズムに上記光ビー ムが入射する際の上記第 1の方向における上記プリズムの入射面と上記光ビーム とのなす角度と、 上記プリズムから上記光ビームが出射する際の上記第 1の方向 における上記プリズムから出射する光ビームと上記プリズムの出射面とのなす角 度とが等しくなるよう構成されていることを特徴とする請求項 2記載のマルチビ ーム露光装置。
4 . 上記プリズムの上記第 1の方向から見た断面は、 上記入射面と上記出射面と に挟まれる角を頂角とし、 その頂角からの長さが互いに等しい二等辺三角形であ ることを特徴とする請求項 2記載のマルチビーム露光装置。
5 . 上記プリズムの上記頂角は、 上記光ビームが前記結像手段に入射する際に前 記偏向手段の上記反射面上の反射点と前記結像手段との間の距離が最小になる方 向に向けられていることを特徴とする請求項 4記載のマルチビーム露光装置。
6 . 前記光学素子は、 前記第 1の方向に所定の間隔をおいて格子が配列された回 折格子であることを特徴とする請求項 1記載のマルチビーム露光装置。
7 . 前記光学素子は、 前記第 1の方向と直交する方向に溝が切られている回折格 子であることを特徴とする請求項 1記載のマルチビーム露光装置。
8 . 前記検知手段は、 上記像面と光学的に等価の距離に定義され、 前記結像手段 を通過した上記光ビームの少なくとも 1本が到達する位置であって上記像面のう ちの画像領域以外の領域に配置されることを特徴とする請求項 1記載のマルチビ ーム露光装置。
9 . 前記光学素子は、 前記それぞれの光源から放射される光ビームの波長が温度 の変化に対して変動することに対応して出射角を変えることを特徴とする請求項 1記載のマルチビーム露光装置。
10. 複数配置される光源と、
上記複数の光源のそれぞれから放射された光ビームを 1本の光ビームと見なす ことのできるようまとめて所定の特性を与える第 1の光学要素と、
回転可能に形成された反射面を所定速度で回転させることにより、 前記第 1の 光学要素から供給される上記光ビームを、 上記反射面が回転される方向である第
1の方向に偏向する偏向手段と、
上記第 1の方向に沿って延出され、 前記偏向手段により偏向された上記光ビー ムを、 所定位置に、 前記偏向手段の上記反射面の回転に対応する関数を満足する ように結像させる第 2の光学要素と、
前記第 2の光学要素を通過された上記光ビームが到達する位置と光学的に等価 の距離且つ前記第 2の光学要素を通過された上記光ビームが画像として機能する 画像領域以外の領域に配置され、 前記第 2の光学要素を通過した上記光ビームの 少なくとも 1本を検出して所定の信号を出力する検知手段と、
前記第 2の光学要素と前記検知手段との間に配置され、 上記第 1の方向に関し、 前記複数の光源からの光の温度の変化による波長の変動にあわせて出射角を変え、 波長の差によって前記第 2の光学要素により発生する前記所定像面上での位置ず れ量と量が同じで逆向きの方向に光が到達する位置をずらすことにより、 前記偏 向手段の反射面が同一の回転角である場合に、 温度の変化により波長が変動した 光を前記検出手段の検出面上の同じ位置に案内する光学素子と、
を有することを特徴とするマルチビーム露光装置。
11. 複数配置され、 所定温度において所定波長の光を放射する光源と、
前記光源のそれぞれから放射された光を、 1本の光と見なすことのできるよう まとめて所定の特性を与える偏向前光学手段と、
前記偏向前光学手段を出射した一群の光を、 第 1の方向へ偏向する偏向手段と、 上記第 1の方向に延出され、 前記偏向手段によって偏向された光を、 所定像面 上に等速度で結像させる結像レンズと、
上記所定像面と光学的に等価の距離に定義され、 前記レンズを通過した光が到 達する位置であって、 前記所定像面のうちの画像領域以外の領域に配置され、 前 記レンズを通過した光を検出して所定の信号を出力する検知手段と、
前記レンズと前記検知手段との間の光路中に配置され、 前記第 1の方向に関し て、 前記複数の光源からの光の温度の変化による波長の変動にあわせて出射角を 変え、 波長の差によって前記レンズにより発生する位置ずれ量と量が同じで逆向 きの方向に光が到達する位置をずらすことにより、 基準波長と波長が異なる光に より書き出しタイミングがずれることにより生じた上記第 1の方向の書き出し位 置と反対側での主走查方向位置の画像のずれを低減する光学素子と、
を有することを特徴とするマルチビーム露光装置。
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