JPH1048550A - マルチビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、複数のビームを走査するマルチビ
ーム露光装置を改良するものである。 【解決手段】この発明のマルチビーム露光装置１は、Σ
Ｎ_ｉ本の光をＭ本の光線群に合成するΣ (Ｎ_ｉ−１) 個
のハーフミラー１１と、副走査方向に、さらに収束させ
るための副走査方向に主走査方向に比較して絶対値の大
きな正のパワーが与えられたＭ組の有限レンズ８と、Ｍ
本の光線群を第１の方向にほぼ重なる様に反射させる合
成用反射ミラー１３と、合成されたＭ本の光線群を偏向
する偏向装置５と、偏向装置の前段に、ハーフミラーが
傾けられる方向と逆の方向に傾けられた防塵ガラス１４
を含み、ハーフミラーによりＭ本の光線群に与えられる
コマ収差の影響を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この本発明は、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さ
れ、複数の光ビームを走査するマルチビーム露光装置に
関するものである。

【０００２】

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

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

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

【０００５】以降、偏向装置の回転軸方向を副走査方
向、光学系の光軸及び偏向器の回転軸方向に垂直な方向
を主走査方向と呼ぶこととする。光学系での副走査方向
は、画像形成装置では、転写材の搬送方向に対応し、主
走査方向は、転写材面内での搬送方向に垂直な方向を示
す。また、像面は転写材面、結像面は実際にビームが結
像する面を示すものとする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

【数６】

【０００７】 焦点移動： (ｔ× (１−１／ｎ) ) 球面収差：Ｂｉ＝−ｔ×ｕ⁴ × (ｎ² −１) ／ｎ³ コマ収差：Ｆｉ＝−ｔ×ｕ³ × (ｎ² −１) ／ｎ³ 非点収差：Ｃｉ＝−ｔ×ｕ² × (ｎ² −１) ／ｎ² で示される。

【０００８】このうち、焦点移動は、有限レンズとハイ
ブリッドシリンダレンズ間光路長をｔ× (１−１／ｎ)
だけ増すことにより完全にキャンセルすることができ
る。

【０００９】球面収差については、像面をガウス像面
と、主走査方向、副走査方向それぞれの周辺光線が主光
線に交わる位置の中点に移動するよう、有限レンズとシ
リンダレンズ間、及び、シリンダレンズとポリゴンミラ
ー反射点間光路長を適性に設定することにより、影響を
小さくすることができる。

【００１０】非点収差は、有限レンズとシリンダレンズ
間及び、シリンダレンズとポリゴンミラー反射点間光路
長を最適に配置することにより、完全にキャンセルする
ことができる。

【００１１】これに対し、コマ収差については、これま
でのところ、補正方法が提案されておらず、像面での結
像特性に影響が生じている。

【００１２】収差の無い光学系で、ビームウエスト径ω
_０のレーザ光がｚだけデフォーカスした際、その径ω
は、 ω＝ω_０ (１＋ (λｚ／ (πω_０ ² ) ) ² ) ^1/2 ‥‥‥ (Ａ) (ここに、λは、波長) となる。

【００１３】デフォーカスがｚだけあると、ビーム径
が、 (Ａ) 式で表されるωからω_０まで変動してしま
い、これが画像等の線の太さ、濃度の変動等に影響を及
ぼすことが知られている。

【００１４】これとは別に、プラスチックレンズにより
ｆθレンズを構成する場合に、光学系自体を小型化する
ために、レンズを像面から離すと、温度および湿度の変
化により、副走査方向のデフォーカス量が変動すること
が知られている。また、この場合、主走査方向のビーム
位置が変動することが知られている。

【００１５】この発明の目的は、複数のビームを走査す
るマルチビーム露光装置のコマ収差の影響を低減するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

【数７】

【００１７】また、この発明は、光源または物点と、結
像光学系と、からなるマルチビーム露光装置であって、
主光線近傍の光線の結像位置が、像面よりも物点側にあ
り、最外郭光線近傍の光線の結像位置が、像面よりも物
点と反対側にある像面領域及び方向を持つことを特徴と
するマルチビーム露光装置を提供するものである。

【００１８】

【数８】

【００１９】

【数９】

【００２０】

【数１０】

【００２１】

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

【００２２】図１には、この発明の実施の実施の形態で
あるマルチビーム光走査装置が利用されるカラー画像形
成装置が示されている。なお、この種のカラー画像形成
装置では、通常、Ｙすなわちイエロー、Ｍすなわちマゼ
ンタ、ＣすなわちシアンおよびＢすなわちブラック
(黒) の各色成分ごとに色分解された (黒は墨入れ用)
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こととする。

【００２３】図１に示されるように、画像形成装置１０
０は、色分解された色成分すなわちＹ＝イエロー、Ｍ＝
マゼンタ、Ｃ＝シアンおよびＢ＝ブラック (黒) ごとに
画像を形成する第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５
０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂを有している。

【００２４】それぞれの画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) は、図２を用いて後述するマルチビーム光走査
装置１の第１の折り返しミラー３３Ｂおよび第３の折り
返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃにより各色成分
の画像情報を露光するためのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) が出射される位置のそれぞれに対応する光
走査装置１の下方に、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５
０Ｂの順で直列に配置されている。

【００２５】各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
の下方には、それぞれの画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) を介して形成された画像を転写される転写材を
搬送する搬送ベルト５２が配置されている。

【００２６】搬送ベルト５２は、図示しないモータによ
り、矢印の方向に回転されるベルト駆動ローラ５６なら
びにテンションローラ５４に掛け渡され、ベルト駆動ロ
ーラ５６が回転される方向に所定の速度で回転される。

【００２７】各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
は、矢印方向に回転可能な円筒状に形成され、光走査装
置１により露光された画像に対応する静電潜像が形成さ
れる感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂ
を有している。

【００２８】各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) の周囲には、各感光体ドラム５８(Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) 表面に所定の電位を提供する帯電装置６０Ｙ，６
０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ、各感光体ドラム５８ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に形成された静電潜像に対応す
る色が与えられているトナーを供給することで現像する
現像装置６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂ、各感光
体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に搬送ベル
ト５２を介在させた状態で搬送ベルト５２の背面から各
感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対向され、
搬送ベルト５２により搬送される記録媒体すなわち記録
用紙Ｐに、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
のトナー像を転写する転写装置６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ
および６４Ｂ、各転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
による用紙Ｐへのトナー像の転写の際に転写されなかっ
た感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上の残存ト
ナーを除去するクリーナ６６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) な
らびに各転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) によるト
ナー像の転写のあとに感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) 上に残った残存電位を除去する除電装置６８
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)が、各感光体ドラム５８ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) が回転される方向に沿って、順に、配
置されている。

【００２９】なお、光走査装置１の各ミラー３７Ｙ，３
７Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂを介して各感光体ドラム５８
に案内されるレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ
は、それぞれのミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび３
３Ｂに対応されるそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) 上で、副走査方向にＮ_ｉ本、この例で
は、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢのそれ
ぞれともに２本 (Ｎ_１＝Ｎ_２＝Ｎ_３＝Ｎ_４＝２) に分離
され、各帯電装置６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と各現像
装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に照射される。

【００３０】搬送ベルト５２の下方には、各画像形成部
５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により形成された画像が転
写される記録用紙Ｐを収容している用紙カセット７０が
配置されている。

【００３１】用紙カセット７０の一端であって、テンシ
ョンローラ５４に近接する側には、おおむね半月状に形
成され、用紙カセット７０に収容されている用紙Ｐを最
上部から１枚ずつ取り出す送り出しローラ７２が配置さ
れている。

【００３２】送り出しローラ７２とテンションローラ５
４の間には、カセット７０から取り出された１枚の用紙
Ｐの先端と画像形成部５０Ｂ (黒) の感光体ドラム５８
Ｂに形成されたトナー像の先端を整合させるためのレジ
ストローラ７４が配置されている。

【００３３】レジストローラ７４と第１の画像形成部５
０Ｙの間のテンションローラ５４の近傍であって、実質
的に、テンションローラ５４と搬送ベルト５２が接する
位置に対応する搬送ベルト５２の外周上に対向される位
置には、レジストローラ７２により所定のタイミングで
搬送される１枚の用紙Ｐに、所定の静電吸着力を提供す
る吸着ローラ７６が配置されている。

【００３４】搬送ベルト５２の一端かつベルト駆動ロー
ラ５６の近傍であって、実質的に、ベルト駆動ローラ５
６と接した搬送ベルト５２の外周上には、搬送ベルト５
２に形成された画像または用紙Ｐに転写された画像の位
置を検知するためのレジストセンサ７８および８０が、
ベルト駆動ローラ５６の軸方向に所定の距離をおいて配
置されている (図１は、正面断面図であるから、図１で
紙面前方に位置される第１のセンサ７８は見えない) 。

【００３５】ベルト駆動ローラ５６と接した搬送ベルト
５２の外周上であって、搬送ベルト５２により搬送され
る用紙Ｐと接することのない位置には、搬送ベルト５２
上に付着したトナーあるいは用紙Ｐの紙かすなどを除去
する搬送ベルトクリーナ８２が配置されている。

【００３６】搬送ベルト５２を介して搬送された用紙Ｐ
がテンションローラ５６から離脱されてさらに搬送され
る方向には、用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐに定
着する定着装置８４が配置されている。

【００３７】図２および図３には、図１に示した画像形
成装置に利用されるマルチビーム光走査装置が示されて
いる。なお、図１に示したカラー画像形成装置では、通
常、Ｙすなわちイエロー、Ｍすなわちマゼンタ、Ｃすな
わちシアンおよびＢすなわちブラック (黒) の各色成分
ごとに色分解された４種類の画像データと、Ｙ，Ｍ，Ｃ
およびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画像を形
成するさまざまな装置が４組利用されることから、同様
に、各参照符号にＹ，Ｍ，ＣおよびＢを付加すること
で、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装置
を識別する。

【００３８】図２および図３に示されるように、マルチ
ビーム光走査装置１は、光源としてのレーザ素子から出
射されたレーザビームを、所定の位置に配置された像面
すなわち図１に示した第１ないし第４の画像形成部５０
Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの感光体ドラム５８
Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂのそれぞれの所定の位
置に向かって所定の線速度で偏向する偏向手段としての
ただ１つの光偏向装置５を有している。なお、以下、光
偏向装置５によりレーザビームが偏向される方向を主走
査方向と示す。また、主走査方向と直交する方向であっ
て、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面に平行な方向
を副走査方向と示す。

【００３９】光偏向装置５は、複数、たとえば、８面の
平面反射鏡 (面) が正多角形状に配置された多面鏡本体
５ａと、多面鏡本体５ａを、主走査方向に所定の速度で
回転させるモータ５ｂとを有している。多面鏡本体５ａ
は、たとえば、アルミニウムにより形成される。また、
多面鏡５ａの各反射面は、多面鏡本体５ａが回転される
方向を含む面すなわち主走査方向と直交する面、すなわ
ち、副走査方向に沿って切り出されたのち、切断面に、
たとえば、二酸化ケイ素 (Ｓ_ｉＯ_２) 等の表面保護層が
蒸着されることで提供される。

【００４０】光偏向装置５と像面との間には、光偏向装
置５の各反射面により所定の方向に偏向されたレーザビ
ームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、所定の光学特性を与
える偏向後光学系２１が配置されている。

【００４１】偏向後光学系２１は、光偏向装置５により
偏向されたそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) 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２５、第１および第２の結像レンズ
３０ａおよび３０ｂを含み、多面鏡５ａの各反射面を介
して偏向されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
の像面 (図１における感光体ドラム５８) 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３０、第２の
結像レンズ３０ｂから出射されたレーザビームＬ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) を、それぞれのレーザビームと対応さ
れる感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に案内す
る複数のミラー３３Ｙ (イエロー第１) 、３５Ｙ (イエ
ロー第２) 、３７Ｙ (イエロー第３) 、３３Ｍ (マゼン
タ第１) 、３５Ｍ (マゼンタ第２) 、３７Ｍ (マゼンタ
第３) 、３３Ｃ (シアン第１) 、３５Ｃ (シアン第２)
、３７Ｃ (シアン第３) 、３３Ｂ (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３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＭ) を有してい
る。

【００４２】次に、図２および図３に示した光走査装置
に適用される第１の実施例としての光源 (すなわちレー
ザ素子) と光偏向装置との間の偏向前光学系について詳
細に説明する。

【００４３】光走査装置１は、Ｎ_ｉ (_ｉは正の整数) を
満たす第１および第２の２つ (Ｎ_１＝Ｎ_２＝Ｎ_３＝Ｎ_４
＝２) (イエロー用、マゼンタ用、シアン用および黒
用) のレーザ素子を含み、色成分に色分解された画像デ
ータに対応するレーザビームを発生するＭ組 (Ｍは正の
整数で，Ｍ＝４) すなわち第１ないし第４の光源３Ｙ，
３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂを有している。

【００４４】第１ないし第４の光源３Ｙ，３Ｍ，３Ｃお
よび３Ｂは、それぞれ、Ｙすなわちイエロー画像に対応
するレーザビームを出射するイエロー第１レーザ３Ｙａ
およびイエロー第２レーザ３Ｙｂ、Ｍすなわちマゼンタ
画像に対するレーザビームを出射するマゼンタ第１レー
ザ３Ｍａおよびマゼンタ第２レーザ３Ｍｂ、Ｃすなわち
シアン画像に対するレーザビームを出射するシアン第１
レーザ３Ｃａおよびシアン第２レーザ３Ｃｂ、ならび
に、Ｂすなわちブラック (黒) 画像 (墨入れ用)に対応
するレーザビームを出射する黒第１レーザ３Ｂａ、黒第
２レーザ３Ｂｂを有している。なお、それぞれのレーザ
素子からは、互いに対をなす２つのレーザビームＬＹａ
およびＬＹｂ、ＬＭａおよびＬＭｂ、ＬＣａおよびＬＣ
ｂならびにＬＢａおよびＬＢｂが出射される。

【００４５】それぞれのレーザ素子３Ｙａ，３Ｍａ，３
Ｃａならびに３Ｂａおよび３Ｙｂ，３Ｍｂ，３Ｃｂなら
びに３Ｂｂと光偏向装置５との間には、それぞれのレー
ザ素子３Ｙａ，３Ｍａ，３Ｃａならびに３Ｂａからのレ
ーザビームＬＹａ，ＬＭａ，ＬＣａならびにＬＢａおよ
びレーザビームＬＹｂ，ＬＭｂ，ＬＣｂおよびＬＢｂの
断面ビームスポット形状を所定の形状に整える偏向前光
学系７が配置されている。

【００４６】以下、黒第１レーザ３Ｂａから光偏向装置
５に案内されるレーザビームＬＢａならびに黒第２レー
ザ３Ｂｂから光偏向装置５に案内されるレーザビームＬ
Ｂｂを代表させて、偏向前光学系７のハーフミラー１１
Ｂおよびシリンダレンズ１２Ｂの特性について説明す
る。

【００４７】黒第１レーザ３Ｂａから出射された発散性
のレーザビームＬＢａは、有限焦点レンズ８Ｂａにより
所定の収束性が与えられる。レーザビームＬＢａは、ミ
ラー９Ｂａによりハーフミラー１１Ｂに向けて反射され
る。ミラー９Ｂａにより反射されたレーザビームＬＢａ
は、ハーフミラー１１Ｂを通過され、シリンダレンズ１
２Ｂに入射される。このシリンダレンズ１２Ｂに入射さ
れたレーザビームＬＢａは、レンズ１２Ｂにより副走査
方向にのみさらに収束されて、光偏向装置５に案内され
る。

【００４８】同様に、黒第２レーザ３Ｂｂから出射され
た発散性のレーザビームＬＢｂは、有限焦点レンズ８Ｂ
ｂにより所定の収束性が与えられる。

【００４９】レーザビームＬＢｂは、ミラー９Ｂｂによ
りハーフミラー１１Ｂに向けて反射される。

【００５０】ミラー９Ｂｂにより反射されたレーザビー
ムＬＢｂは、ハーフミラー１１Ｂにおける黒第１レーザ
３ＢａからのレーザビームＬＢａが入射される面と反対
の面に、黒第１レーザ３ＢａからのレーザビームＬＢａ
に対して副走査方向に所定のビーム間隔となるよう入射
され、ハーフミラー１１Ｂによりさらに反射されて、シ
リンダレンズ１２Ｂに入射される。

【００５１】シリンダレンズ１２Ｂに入射されたレーザ
ビームＬＢｂは、レーザビームＬＢａと同様にレンズ１
２Ｂにより副走査方向にのみさらに収束されて、光偏向
装置５に案内される。 有限焦点レンズ８Ｂａおよび８
Ｂｂは、非球面ガラスレンズまたは球面ガラスレンズ
に、図示しないプラスチック非球面レンズを貼り合わせ
た単レンズが利用される。なお、プラスチック非球面レ
ンズとしては、好ましくは、紫外線が照射されることに
より硬化されるＵＶ硬化プラスチックレンズが利用され
る。また、有限焦点レンズ８Ｂａおよび８Ｂｂのそれぞ
れには、実質的に同一の特性が与えられている。

【００５２】ミラー９Ｂａおよび９Ｂｂには、たとえ
ば、図示しないガルバノモータまたはボイスコイル等に
より主走査方向ならびに副走査方向のそれぞれの方向を
回転軸として詳述しない反射面の角度が任意の角度に変
更可能に形成されたモータ駆動ミラー (ガルバノミラ
ー) が利用される。

【００５３】ハーフミラー１１Ｂは、厚さおよび材質が
同一の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、透過率および反射率が所定の比率に制御された
もので、厚さｔｍは５ｍｍに形成される。

【００５４】シリンダレンズ１２Ｂは、たとえば、ＰＭ
ＭＡにより形成されるプラスチックシリンダレンズと、
たとえば、ＦＤ６０により形成されるガラスシリンダレ
ンズが、接着により、あるいは、図示しない位置決め部
材に向かって所定の方向から押圧されることで一体に形
成されたハイブリッドレンズである。なお、プラスチッ
クシリンダレンズとガラスシリンダレンズが接する面の
副走査方向の曲率は、等しく設定される。また、ガラス
シリンダレンズにプラスチックシリンダレンズがに一体
に成型されてもよい。

【００５５】なお、プラスチックシリンダレンズは、空
気と接する面が副走査方向にパワーを持つよう、副走査
方向断面が円筒面の一部に形成されている。

【００５６】シリンダレンズ１２Ｂに入射されるレーザ
ビームＬＢａおよびＬＢｂは、それぞれ、シリンダレン
ズ１２Ｂの光軸に対して副走査方向に偏心および傾きが
与えられてシリンダレンズ１２Ｂに入射される。換言す
ると、シリンダレンズ１２Ｂは、ハーフミラー１１Ｂか
ら光偏向装置５に向かうレーザビームＬＢａ，ＬＢｂが
第１および第２の結像レンズ３０ａ，３０ｂを通る際に
生じるコマ収差成分を打ち消すことができるよう配置さ
れる。なお、レーザビームＬＢｂは、シリンダレンズの
光軸に対し、レーザビームＬＢａに対して非対称に入射
される。

【００５７】ハーフミラー１１Ｂを介して副走査方向に
所定のビーム間隔を有する実質的に１本のレーザビーム
にまとめられたそれぞれのレーザビームＬＢａおよびＬ
Ｂｂは、レーザ合成ミラー１３の非反射領域すなわち黒
レーザビームＬＢａ，ＬＢｂは、ミラー部が形成されて
いないミラー１３の所定位置を通過されて光偏向装置５
に案内される。

【００５８】光偏向装置５に案内されたレーザビームＬ
ＢａおよびＬＢｂは、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反
射面の回転により、概ね直線状に偏向されて、偏向後光
学系２１の２枚組結像レンズ３０の第１の結像レンズ３
０ａの入射面に、所定の角度で入射される。

【００５９】以下、レーザビームＬＢａおよびＬＢｂ
は、感光体ドラム５８Ｂ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３０ｂにより所定の収束性ならび
に方向性が与えられ、ミラー３３ｂにより所定の角度で
反射され、防塵ガラス３９Ｂを通って、感光体ドラム５
８Ｂに照射される。

【００６０】次に、ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) の特性について詳述する。

【００６１】黒レーザビームＬＢａおよびＬＢｂを代表
させて上述したように、レーザ素子３Ｙａ，３Ｍａ，３
Ｃａおよび３Ｂａを出射されたそれぞれのレーザビーム
ＬＹａ，ＬＭａ，ＬＣａおよびＬＢａは、それぞれ、ハ
ーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を透過され、レ
ーザ素子３Ｙｂ，３Ｍｂ，３Ｃｂおよび３Ｂｂ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１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) で反射される。なお、各光源３ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) がＮ_ｉ (_ｉは正の整数で、この例ではＮ_１＝Ｎ_２＝
Ｎ_３＝Ｎ_４＝２)個であるから、ハーフミラー１１
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、上述したように、それぞれ
の光源毎に (Ｎ_ｉ−１) 個利用されることはいうまでも
ない。

【００６２】また、各レーザビームＬ (Ｙａ，Ｙｂ，Ｍ
ａ，Ｍｂ，Ｃａ，Ｃｂ，ＢａおよびＢｂ) がハーフミラ
ー１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 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１１
(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ＬＢｂ，ＬＭｂ，ＬＣｂおよびＬＹｂは、
ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) で反射され
る。なお、それぞれのハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) は、各ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) を透過して光偏向装置５に向かうレーザビームＬＢ
ａ，ＬＭａ，ＬＣａおよびＬＹａ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１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が傾
けられる角度ｕｍは、それぞれ、４５°に設定される。
また、それぞれのハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) の厚さｔｍは、５ｍｍに設定される。

【００６３】ここで、それぞれのハーフミラー１１
(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、３Ｍａおよび３Ｍｂ、３
Ｃａおよび３Ｃｂならびに３Ｂａおよび３Ｂｂ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
力を同一とすることが可能となり、各レーザビームＬ
(Ｙａ，Ｙｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，Ｃｂ，ＢａおよびＢ
ｂ) の結像特性を等しくすることが容易となる。

【００６４】光偏向装置５の周囲には、その固定部材で
あるユニットハウジングと一体的に形成された保持部材
１５、保持部材１５を覆って多面鏡５ａを密封するカバ
ー用板金１５ａが配置されている。

【００６５】多面鏡５ａすなわち光偏向装置５とレーザ
合成ミラー１３とを結ぶ線分の近傍に位置される保持部
材１５の所定領域には、保持部材１５と一体的に利用さ
れることで多面鏡５ａを密閉するとともに各レーザビー
ムＬ (Ｙａ，Ｙｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，Ｃｂ，Ｂａおよ
びＢｂ) を多面鏡５ａの各反射面に向けて通過させる防
塵ガラス１４が配置されている。

【００６６】多面鏡５ａの各反射面により偏向されたレ
ーザビームＬ (Ｙａ，Ｙｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，Ｃｂ，
ＢａおよびＢｂ) が出射される方向に位置される保持部
材１５の所定領域には、実質的に、防塵ガラス１４と光
学特性が同一の材料により形成され、保持部材１５と一
体的に利用されることで多面鏡５ａを密閉するとともに
各反射面で偏向された各レーザビームＬ (Ｙａ，Ｙｂ，
Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，Ｃｂ，ＢａおよびＢｂ) を通過させ
るカバー１６が配置されている。

【００６７】保持部材１５、カバー用板金１５ａ、防塵
ガラス１４ならびにカバー１６は、多面鏡５ａが高速で
回転されることにより生じる騒音、多面鏡５ａの各反射
面の風損または多面鏡５ａの保持部のベアリング等への
ごみ等の付着を低減する。

【００６８】防塵ガラス１４は、各ハーフミラー１１
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と同一の材料(この場合ＢＫ７)
の平行平板が利用される。なお、図２に示した例では、
厚さｔｇは５ｍｍで、各ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃ
およびＢ) が傾けられる方向に対して光軸を挟んで各ハ
ーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と逆方向に、２
２．５°すなわち各ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) の傾きの方向を正 (＋) とした場合、−２２．５
°傾けて配置される。なお、防塵ガラス１４が−４５°
傾けられることにより、各ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) を透過されたレーザビームＬＢａ，ＬＭ
ａ，ＬＣａおよびＬＹａのそれぞれに、各ハーフミラー
１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により与えられる収差成分
を打ち消すことが可能であるが、各ハーフミラー１１
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) で反射されたレーザビームＬＢ
ｂ，ＬＭｂ，ＬＣｂおよびＬＹｂに対して新たな収差成
分を与えることとなる。従って、防塵ガラス１４が傾け
られる傾き角ｕｇは、各ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃ
およびＢ) によりレーザビームＬＢａ，ＬＭａ，ＬＣａ
およびＬＹａに与えられる収差成分ならびに防塵ガラス
１４によりレーザビームＬＢｂ，ＬＭｂ，ＬＣｂおよび
ＬＹｂに与えられる収差成分のそれぞれを最小に設定可
能な−２２．５° (−は、上述したように、ハーフミラ
ーの傾きの方向と逆の方向であることを示す) に設定さ
れる。なお、防塵ガラス１４は、例えば、第１および第
２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂによる各レーザビー
ムの反射により生じることのある図示しない迷光が光偏
向装置５に戻されることを抑止するために、副走査方向
に、僅かに傾けられてもよいし、副走査方向に対し、入
射面と出射面とが傾きを持っているウェッジプレートを
用いてもよい。

【００６９】ところで、図２および図３に示した光走査
装置においては、ハーフミラー１１(Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) のそれぞれを透過するレーザビームＬＢａ，ＬＭ
ａ，ＬＣａおよびＬＹａがハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) の入射面に対して斜めに入射することか
ら、球面収差Ｂ、コマ収差Ｆおよび非点収差Ｃならびに
焦点移動Δｆが生じることが知られている。ここで、上
述したハーフミラー１１の傾きと防塵ガラス１４の傾き
の間の関係について数値化すると、ハーフミラーの厚み
をｔ、屈折率をｎ、入射角をｕとし、球面収差をΣＢｉ
(ｉはハーフミラーが配置される順番を示す) 、コマ収
差ΣＦｉ (ｉは同順番を示す) を、非点収差ΣＣｉ (ｉ
は同順番を示す) および焦点移動Δｆｉのそれぞれの大
きさは、以下に示す (１) ないし (４) 式で示される。

【００７０】 ΣＢｉ＝−ｔｉ×ｕｉ^４× (ｎｉ^２−１) ／ｎｉ^３ ‥‥‥ (１) ΣＦｉ＝−ｔｉ×ｕｉ^３× (ｎｉ^２−１) ／ｎｉ^３ ‥‥‥ (２) ΣＣｉ＝−ｔｉ×ｕｉ^２× (ｎｉ^２−１) ／ｎｉ^３ ‥‥‥ (３) Δｆ＝Σ (ｔｉ× (１−１／ｎｉ) ) ‥‥‥ (４) なお、焦点移動Δｆについては、有限レンズ８Ｙａ，８
Ｍａ，８Ｃａおよび８Ｂａのそれぞれと対応するシリン
ダレンズ１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃおよび１１Ｂとの間の
距離すなわち光路長を、Σ (ｔｉ× (１−１／ｎｉ) )
だけ増加することで完全にキャンセルできる。

【００７１】コマ収差ΣＦｉについては、 (２) 式から
明らかなように、ｕｉの符号を逆に(ｕｉ→−ｕｉ) す
ることにより打ち消し可能であるから、ハーフミラー１
１および防塵ガラス１４により生じる収差の和の絶対値
の大きさが最小となるよう、逆符号のコマ収差を生じさ
せる成分を配置することで、低減される。すなわち、防
塵ガラス３９と入射レーザビームとのなす角が９０°で
あるとすれば、上述したように、防塵ガラス１４をハー
フミラー１１とこれを透過するレーザビームとのなす角
に対して逆の方向に傾けることで、全体のコマ収差の絶
対値の大きさが低減される。

【００７２】以下、ある光線がｉ番目のハーフミラーを
通過する場合に発生するコマ収差をＦｉとし、全部でａ
個 (ｉ＝１〜ａ) のハーフミラーを通過するとすると、
コマ収差を打ち消すために光路中に挿入すべき補正板ｇ
(一般には、平行平板であって本件出願では防塵ガラス
１４が対応される) の厚さｔｇおよび傾き角ｕｇは、 −ｔｇ×ｕｇ³ × (ｎｇ² −１) ／ｎｇ³ ＝ − (Ｆ１＋Ｆ２＋‥‥‥＋Ｆａ) ‥‥‥ (５) により、最適に設定される。なお、平行平板の枚数を最
小とするためには、コマ収差が最大のレーザビームとコ
マ収差が最小のレーザビームに対するコマ収差の絶対値
を同一に設定する方法が考えられる。たとえば、コマ収
差が最大のレーザビームが (５) 式のように (Ｆ１＋Ｆ
２＋‥‥‥＋Ｆａ) で示され、コマ収差が最小のレーザ
ビームのコマ収差が０である (平行平板を透過しないレ
ーザビームが存在する) 場合、 −ｔｇ×ｕｇ³ × (ｎｇ² −１) ／ｎｇ³ ＝ − (Ｆ１＋Ｆ２＋‥‥‥＋Ｆａ) ／２ ‥‥‥ (６) が満足されるよう補正板ｇの厚さｔｇを設定し、入射レ
ーザビームに対して角度ｕｇで光線を入射させる (すな
わち補正板ｇを、入射レーザビームと補正板ｇのなす角
がｕｇとなるよう補正板ｇを配置する) ことにより、コ
マ収差の絶対値の大きさの最大値を、 (Ｆ１＋Ｆ２＋‥
‥‥＋Ｆａ) ／２すなわち補正板ｇが存在しない場合に
比較して１／２に設定することができる。また、図２お
よび図３に示した光走査装置例では、ハーフミラー１１
が利用されているのみであるから、ハーフミラー１１に
より生じるコマ収差をＦ_１とすると、 −ｔｇ×ｕｇ_３× (ｎｇ_２−１) ／ｎｇ_３ ＝ −Ｆ_１／２ ‥‥‥ (７) を満たす厚さｔｇの補正板 (平行平板) を、入射レーザ
ビームと補正板ｇのなす角がｕｇとなるよう、配置する
ことにより、コマ収差の絶対値の大きさの最大値を、Ｆ
_１の１／２にができる。このことは、上述した防塵ガラ
ス１４の傾き角に一致する。

【００７３】次に、上述した防塵ガラス１４によりもた
らされる効果について、詳細に説明する。

【００７４】図４ないし図６、図７ないし図９ならびに
図１０ないし図１２は、それぞれ、上述した光走査装置
から、対応する感光体ドラムに導かれるレーザビームの
特性を示すグラフである。

【００７５】なお、図４は、イエロー第１レーザ３Ｙａ
からのレーザビームＬＹａに関し、像面位置を設計値よ
り±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の最大ビーム径お
よび同最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置との関
係を、図５は、レーザビームＬＹａに関し、像面位置を
設計値より±２ｍｍ間移動した際の副走査方向の最大ビ
ーム径および最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置
との関係を、図６は、レーザビームＬＹａに関し、像面
位置を設計値より±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の
最大フレア量および副走査方向最大フレア量のそれぞれ
と主走査方向位置との関係を、それぞれ、を示してい
る。

【００７６】図４ないし図６のそれぞれにおいて、曲線
ＤＹＭＡＸａならびにＤＹＭＡＸｐは、主走査方向の最
大ビーム径の変化を、曲線ＤＹＭＩＮａならびにＤＹＭ
ＩＮｐは、主走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線Ｄ
ＺＭＡＸａならびにＤＺＭＡＸｐは、副走査方向の最大
ビーム径の変化を、曲線ＤＺＭＩＮａならびにＤＺＭＩ
Ｎｐは、副走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線ＦＬ
ＲＹＭＡＸａならびにＦＬＲＹＭＡＸｐは、主走査方向
の最大フレア量の変化を、曲線ＦＬＲＺＭＡＸａならび
にＦＬＲＺＭＡＸｐは、副走査方向の最大フレア量を、
それぞれ、示すものとする。なお、各曲線の表示に付与
された添字ｐは、図２および図３に示した光走査装置に
おける防塵ガラス (補正板) １４が配置された場合の特
性 (すなわち本件出願) を示し、添字ａは、比較のため
に防塵ガラス１４を意図的に取り除いた状態を示すもの
とする。また、添字ｆ，ｇおよびｈは、後述する変形例
により提供される特性を同一のスケールで表示したもの
である。

【００７７】図７ないし図９は、図４ないし図６と同一
の条件に関し、マゼンタ第１レーザ３Ｍａからのレーザ
ビームＬＭａの特性を示すものである。なお、各曲線の
表示については、図４ないし図６と同様であるから、詳
細な説明は省略する。

【００７８】図１０ないし図１２は、図４ないし図６と
同一の条件に関し、シアン第１レーザ３Ｃａからのレー
ザビームＬＣａの特性を示すものである。なお、各曲線
の表示については、図４ないし図６と同様であるから、
詳細な説明は省略する。

【００７９】また、黒第１レーザ３Ｂａにより出射レー
ザビームＬＢａは、上述、イエロー第１レーザ３Ｙａか
らのレーザビームＬＹａと実質的に等しい特性を有する
ことから、レーザビームＬＢａに関する詳細な説明は、
省略する。

【００８０】以上、説明したように、偏向前光学系７に
おいて、互いに対をなす２つのレーザ素子からの２本の
レーザビームを一まとめに合成するハーフミラー１１
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を通過するレーザビームＬＹ
ａ，ＬＭａ，ＬＣａおよびＬＢａにのみ生じるコマ収差
成分は、ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が光
軸に対して傾けられる方向と逆の方向にハーフミラー１
１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)が傾けられる角度の概ね１／
２の角度で配置される防塵ガラス (平行平板) １４によ
り、ハーフミラー１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を通過さ
れずに反射されたレーザビームＬＹｂ，ＬＭｂ，ＬＣｂ
およびＬＢｂのそれぞれとの間のコマ収差の絶対値の大
きさの差が最小になるよう設定される。これにより、主
走査方向のビーム径の変動の程度ならびに副走査方向の
ビーム径の変動の程度が、それぞれ、低減される。ま
た、フレア量についても、主走査方向および副走査方向
のいづれの方向に関しても改善されていることが認めら
れる。

【００８１】次に、図２および図３に示した光走査装置
に適用される第２の実施例としての光偏向装置と像面と
の間の偏向後光学系について詳細に説明する。

【００８２】図２および図３に示したように、偏向後光
学系２１は、１組の結像レンズ３０を有している。結像
レンズ３０は、第１および第２の結像レンズ３０ａ，３
０ｂを含む２枚組みレンズであって、表１および表２な
らびに数式 (８) を用いて、以下に示す光学特性および
形状が与えられている。なお、それぞれの結像レンズ３
０ａおよび３０ｂは、いずれも、像面からの距離よりも
光偏向装置の多面鏡の各反射面の反射点からの距離が短
くなるよう規定された所定の位置に配置されている。

【００８３】

【表１】

【００８４】

【表２】

【００８５】

【数１１】

【００８６】第１，第２の結像レンズ３０ａ，３０ｂ
に、表１および表２および数式 (８)に示した形状を与
えることで、光偏向装置５の面倒れに起因する像面にお
けるビームの副走査方向の位置ズレは、３μｍに抑えら
れる。すなわち、表１に示した偏向後光学系は、面倒れ
補正機能を有し、光偏向装置５の反射点と像面は、走査
領域全域にわたり、副走査方向に関して共役な関係を満
たす形状となっている。このため、面倒れ補正がない場
合のずれ量１９２μｍに対し、３μｍのずれとなり、補
正倍率は、１／６４倍となる (多面鏡５ａの各反射面の
面倒れが１分の場合) 。なお、偏向後光学系が面倒れ補
正機能を持たない場合、多面鏡５ａの各反射面に許容さ
れる面倒れの許容値の上限は、１秒程度になる。この場
合、多面鏡５ａの加工精度のみで面倒れの許容値を満足
しようとするならば、加工が非常に複雑で歩留まりが悪
く、仮に、加工できたとしても非常に高価となることは
いうまでもない。

【００８７】図１３ないし図１５、図１６ないし図１８
および図１９ないし図２１は、図４ないし図６、図７な
いし図９および図１０ないし図１２を用いて上述した特
性が与えられたレーザビームが偏向後光学系３０により
結像される状態を、意図的に第１の結像レンズ３０ａあ
るいは第２の結像レンズ３０ｂを取り除いて、各結像レ
ンズ３０ａ，３０ｂの光学的な働きを示すグラフであ
る。

【００８８】図１３は、レーザビームＬＹ (ＬＹａとＬ
Ｙｂとが所定の副走査方向に間隔で配列されている) に
関し、主走査方向のデフォーカス量 (結像位置の変化
量) と結像レンズ３０を取り除いた状態の主走査方向位
置との関係を示し、曲線ＦＳＹ０は、第１および第２の
結像レンズ３０ａおよび３０ｂのそれぞれを取り外した
状態、曲線ＦＳＹ１は、第２の結像レンズ３０ｂのみを
取り外した (第１の結像レンズ３０ａのみ利用した) 状
態ならびに曲線ＦＳＹ２は、２枚のレンズ３０ａおよび
３０ｂのそれぞれをセットした状態に対応される。

【００８９】図１４は、同レーザビームＬＹに関し、副
走査方向のデフォーカス量と主走査方向位置との関係を
示すものであって、曲線ＦＳＺ０は、第１および第２の
結像レンズ３０ａ，３０ｂのそれぞれを取り外した状
態、曲線ＦＳＺ１は、第２の結像レンズ３０ｂのみを取
り外した (第１の結像レンズ３０ａのみをセットした)
状態、ならびに、曲線ＦＳＺ２は、第１および第２のレ
ンズ３０ａおよび３０ｂのそれぞれをセットした状態の
結像位置の変化に対応される。

【００９０】図１５は、同レーザビームＬＹに関し、主
走査方向の実際の結像位置と理論上の結像位置との差を
ビーム位置修正量とした主走査方向の位置との関係を示
し、曲線Ｙ０は、第１および第２の結像レンズ３０ａお
よび３０ｂのそれぞれを取り外した状態、曲線Ｙ１は、
第２の結像レンズ３０ｂのみを取り外した (第１の結像
レンズ３０ａのみをセットした) 状態、ならびに、曲線
Ｙ２は、第１，第２のレンズ３０ａ，３０ｂのそれぞれ
をセットした状態に対応される。

【００９１】図１６ないし図１８は、レーザビームＬＭ
ａに関し、図１３ないし図１５に示したと同様に、主走
査方向のデフォーカス (結像位置の変化) 量と同主走査
方向位置との関係、副走査方向のデフォーカス量と同主
走査方向位置との関係および主走査方向の実際の結像位
置と理論上の結像位置の差をビーム位置修正量として同
主走査方向位置との関係を、それぞれ、示している。

【００９２】図１９ないし図２１は、レーザビームＬＣ
ａに関し、図１３ないし図１５に示したと同様に、主走
査方向のデフォーカス (結像位置の変化) 量と同主走査
方向位置との関係、副走査方向のデフォーカス量と同主
走査方向位置との関係および主走査方向の実際の結像位
置と理論上の結像位置の差をビーム位置修正量として同
主走査方向位置との関係を、それぞれ、示している。

【００９３】なお、黒第１レーザ３Ｂａにより出射レー
ザビームＬＢａは、上述、イエロー第１レーザ３Ｙａか
らのレーザビームＬＹａと実質的に等しい特性を有する
ことから、レーザビームＬＢａに関する詳細な説明は、
省略する。

【００９４】図１３，図１６および図１９に示されるよ
うに、偏向後光学系の結像レンズを意図的に外すと、光
源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) は、それぞれ、偏向前光学
系７から与えられる収束性により、主走査方向に関し、
像面よりも遠方に結像される (ＦＳＹ０) 。ここで、第
１の結像レンズ３０ａのみを挿入すると、レンズの中央
付近を通過されるレーザビームは、マイナス側すなわち
光偏向装置５寄りに結像される。その一方で、レンズ端
部付近を通過されるレーザビームは、プラス側すなわち
光偏向装置５の反対側方向に結像される。すなわち、第
１の結像レンズ３０ａは、レンズ中央付近において、主
走査方向の結像位置を光偏向装置側に移動させることの
できるパワーを有し、レンズ端部付近では、結像位置を
光偏向装置と反対側に動かす作用を有する (ＦＳＹ１)
。また、第２の結像レンズ３０ｂをセットすると、第
１の結像レンズの中央付近を通過されたレーザビームお
よび端部付近を通過されたレーザビームのそれぞれは、
所定の像面に、実質的に、直線状に結像される。すなわ
ち、第２の結像レンズ３０ｂは、レンズ中央付近におい
て、主走査方向の結像位置を光偏向装置５の反対側方向
に移動させることのできるパワーを有し、レンズ端部付
近では、結像位置を光偏向装置側に動かす作用を有す
る。換言すると、第２の結像レンズ３０ｂは、主走査方
向に関し、レンズ中心から離れるに従ってパワーが増大
されるよう形成されている (ＦＳＹ２) 。これにより、
温度および湿度が変動した場合であっても、結像位置の
変動の少ない結像光学系 (偏向後光学系) が提供され
る。

【００９５】図１４，図１７および図２０に示されるよ
うに、偏向後光学系の結像レンズを意図的に外すと、光
源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) は、それぞれ、偏向前光学
系７により、主走査方向と直交する副走査方向に関し
て、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面の反射点近傍
に結像される (ＦＳＺ０) 。このとき、第１の結像レン
ズ３０ａのみを挿入すると、レンズの、概ね、中央を通
過されるレーザビームは、マイナス側すなわち光偏向装
置５の多面鏡５ａの各反射面の反射点よりもさらに偏向
前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 寄りに結像される。
換言すると、第１の結像レンズ３０ａは、結像位置を副
走査方向の結像位置を像面からさらに遠のく方向に移動
させる作用を有する。なお、第１の結像レンズ３０ａの
副走査方向の結像位置の移動量は、レンズの端部付近に
比較して (レンズ) 中央付近が強くなるよう設定されて
いる(ＦＳＺ１) 。また、第２の結像レンズ３０ｂが挿
入されることで、第１の結像レンズの中央付近ならびに
端部付近を通過されたレーザビームのそれぞれは、所定
の像面に、実質的に、直線状に結像される。すなわち、
第２の結像レンズ３０ｂは、レンズの主走査方向の全域
において、副走査方向の結像位置を像面側に移動させる
ことのできるパワーを有する。換言すると、第２の結像
レンズ３０ｂの副走査方向のパワーは、レンズの端部付
近に比較して中央付近が強く設定されている (ＦＳＺ
２) 。これにより、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射
面の角度の設定値からの変動すなわち面倒れに対する補
正量が大きく、温度および湿度が変動した場合であって
も、結像位置の変動の少ない偏向後光学系が提供され
る。

【００９６】図１５，図１８および図２１に示されるよ
うに、偏向後光学系の結像レンズを意図的に外すと、光
源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) は、それぞれ、偏向前光学
系７により、結像レンズ３０が存在する場合に、概ね、
レンズの中心付近に対応される位置を通過するレーザビ
ームに関しては、概ね、所定の像面に結像される (Ｙ
０) 。ここで、第１の結像レンズ３０ａのみを挿入する
と、レンズの中央付近を通過されるレーザビームは、レ
ンズの主走査方向に関して概ね等しい位置に結像され、
端部付近を通過されるレーザビームは、レーザビームが
通過された主走査方向の位置とレンズの主走査方向の中
心との間の間隔に概ね比例して、レンズの中央に向けて
シフトされて結像される (Ｙ１) 。また、第２の結像レ
ンズ３０ｂをさらに挿入すると、レンズの中央付近を通
過されるレーザビームは、同様に、主走査方向に関して
概ね等しい位置に結像され、一方で、端部付近を通過さ
れるレーザビームは、レーザビームが通過された主走査
方向の位置とレンズの主走査方向の中心との間の間隔に
概ね比例して、レンズの中央に向けて、さらにシフトさ
れる (Ｙ２) 。すなわち、第１，第２の結像レンズ３０
ａ，３０ｂは、いづれも、レンズの中心からの主走査方
向の距離が増大されるにつれて、主走査方向に関し、レ
ーザビームを主走査方向の中心に向けて移動させる作用
を有する。このレーザビームを移動させる作用は、レン
ズの中心からの主走査方向の距離が増大されるにつれ
て、所定の関数で増大される。従って、レーザビームが
主走査方向に偏向される際の等速性に優れ、温度および
湿度の変動による主走査方向の位置の変動が低減され
る。

【００９７】以上説明したように、図２および図３に示
した光走査装置における結像レンズ３０に、表１に示し
た光学特性を与えることにより、図１３ないし図２１に
詳述したように、２枚組みのプラスチックレンズによっ
ても、温度および湿度の変動に依存して主走査方向のデ
フォーカス量、副走査方向のデフォーカス量ならびに主
走査方向のレーザビームの位置が変動しない偏向後光学
系を提供できる。

【００９８】また、上述した結像レンズ３０すなわち第
１および第２の結像レンズ３０ａ，３０ｂは、それぞ
れ、像面からの距離に比較して光偏向装置５の多面鏡５
ａの各反射面の反射点からの距離が短くなるよう規定さ
れた位置すなわち光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面
の反射点と像面との間の距離の中心よりも光偏向装置５
寄りに配置されていることから、光走査装置の大きさを
低減できる。

【００９９】次に、図２２ないし図３２を用いて、図２
および図３に示した光走査装置に適用される第１の実施
例としての光源 (すなわちレーザ素子) と光偏向装置と
の間の偏向前光学系の第１の変形例について詳細に説明
する。なお、図２ないし図３を用いて既に説明したよう
に、光走査装置１０１は、Ｎ_ｉ (_ｉは正の整数) を満た
す２つ (Ｎ_１＝Ｎ_２＝Ｎ_３＝Ｎ_４＝２) (イエロー、マ
ゼンタ、シアン、黒)のレーザ素子を含み、色成分に色
分解された画像データに対応するレーザビームを発生す
るＭ組み (Ｍは正の整数で，Ｍ＝４) すなわち第１ない
し第４の光源３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂを有するが、
簡略化のため、黒すなわちレーザビームＬＢに関する構
成を抜き出して説明する。また、図２ないし図３に示し
た構成と同様の構成には、同一の符号を附して詳細な説
明を省略する。

【０１００】図２２に示されるように、光走査装置１０
１は、光源としての第１および第２レーザ１０３Ｂａお
よびレーザ１０３Ｂｂ、黒第１レーザ１０３Ｂａと光偏
向装置５との間に配置され、レーザ１０３Ｂａからのレ
ーザビームＬＢａの断面ビームスポット形状を所定の形
状に整える偏向前光学系１０７Ｂａ、黒第２レーザ１０
３Ｂｂと光偏向装置５との間に配置され、レーザ１０３
ＢｂからのレーザビームＬＢｂのビームスポット形状を
所定の形状に整える偏向前光学系１０７Ｂｂ、各レーザ
１０３Ｂａ，１０３Ｂｂのそれぞれと一体的に配置さ
れ、各レーザを出射されたレーザビームＬＢａおよびＬ
Ｂｂに所定の収束性を与える第１，第２の有限焦点レン
ズ１０８Ｂａ，１０８Ｂｂ、ならびに、第１，第２の有
限焦点レンズ１０８Ｂａ，１０８Ｂｂを介して所定の収
束性が与えられたレーザビームＬＢａおよびＬＢｂを、
１本にまとめるハーフミラー１１１Ｂを有している。な
お、各偏向前光学系１０７Ｂａならびに１０７Ｂｂは、
それぞれ、ハーフミラー１１１Ｂを透過するか、ハーフ
ミラー１１１Ｂにより反射されるかにより識別される。

【０１０１】なお、第１および第２の有限焦点レンズ１
０８Ｂａ，１０８Ｂｂのそれぞれとハーフミラー１１１
Ｂとの間には、各有限焦点レンズ１０８Ｂａ，１０８Ｂ
ｂにより所定の収束性が与えられたレーザビームＬＢａ
およびＬＢｂをハーフミラー１１１Ｂに向けて反射する
ミラー１０９Ｂａ，１０９Ｂｂが配置されている。

【０１０２】ハーフミラー１１１Ｂと光偏向装置５の間
には、ハーフミラー１１１Ｂにより合成されたレーザビ
ームＬＢを、副走査方向にのみ、さらに収束させるシリ
ンダレンズ１２Ｂおよび光偏向装置５の周囲を取り巻く
保持部材１１５とこの保持部材１１５と一体的に利用さ
れることで多面鏡５ａを密閉するとともに、レーザビー
ムＬＢａおよびＬＢｂを多面鏡５ａの各反射面に向けて
透過する防塵ガラス１１４が配置されている。

【０１０３】第１および第２の有限焦点レンズ１０８Ｂ
ａおよび１０８Ｂｂには、図２３を用いて以下に示すよ
うな結像特性を提供するために、以下の表２に示す球面
収差が与えられている。すなわち、表３に示す球面収差
は、図４ないし図１２に示した第１の実施例により提供
される結像特性において、主走査方向の特性に対して改
善の余地が残されていることから、第１の実施例により
提供される副走査方向の特性の一部を僅かに変化させな
がら主走査方向の特性を改善するために利用される。な
お、 (９) 式は、第１，第２の有限焦点レンズ１０８Ｂ
ａ，１０８Ｂｂの形状を示す。

【０１０４】

【表３】

【０１０５】

【数１２】

【０１０６】図２３は、第１および第２の有限焦点レン
ズ１０８ａ，１０８ｂに対して表２に示した球面収差を
与えることにより、像面位置 (感光体ドラム５８表面
上) を０とした時の主光線近傍の光線の結像位置および
最外郭光線近傍の光線の結像位置を示すグラフであっ
て、図２３ (ａ) は、レーザビームＬＢの主走査方向成
分の結像位置 (デフォーカス量) の変化を、図２３
(ｂ) は、同ＬＢの副走査方向成分の結像位置の変化
を、それぞれ、示している。なお、図２３ (ａ) および
図２３ (ｂ) のそれぞれにおいて、曲線ａは、主光線近
傍の光線の結像位置を、曲線ｂは、最外郭光線近傍の光
線の結像位置を示している。また、デフォーカス量につ
いては、光源１０３Ｂ (光偏向装置５) 寄りを負 (−)
としている。

【０１０７】図２３ (ａ) に示されるように、主走査方
向の結像状態は、主走査方向の全域において、最外郭光
線近傍の光線の結像位置が正、主光線近傍の光線の結像
位置が負となるよう設定される。また、図２３ (ｂ) に
示されるように、副走査方向の結像状態は、主走査方向
の全域において、主光線近傍の光線の結像位置が概ね像
面位置上、最外郭光線近傍の光線の結像位置が負となる
よう設定される。換言すると、図２２に示した光走査装
置１０１においては、偏向前光学系７と偏向後光学系２
１の組み合わせにより得られる主走査方向の横倍率が負
に、副走査方向の横倍率が、正に設定されている。すな
わち、光源 (または物点であるレーザ)１０３Ｂａ，１
０３Ｂｂと、偏向前光学系７ならびに結像レンズ (偏向
後光学系２１) ３０とを含む光学系に、主光線近傍の光
線の結像位置が像面である感光体ドラム５８表面よりも
光源側 (すなわち感光体ドラム５８の外側) となるよ
う、また、最外郭光線近傍の光線の結像位置が像面であ
る感光体ドラム５８表面よりも光源と反対の側 (すなわ
ち感光体ドラム５８の内側) となるよう、設定された像
面領域 (この場合全域) ならびに方向 (この場合主走査
方向) を与えることにより、図２および図３に示した光
走査装置に比較して、副走査方向の特性は僅かに変化さ
れるものの主走査方向の特性が向上される。

【０１０８】ハーフミラー１１１Ｂは、詳細には、厚さ
ｔｍが５ｍｍに形成される。また、ハーフミラー１１１
Ｂは、レーザビームＬＢの軸方向に対して３０°傾けら
れて配置される。

【０１０９】防塵ガラス１１４としては、ハーフミラー
１１１Ｂと同一の材料 (この場合、ＢＫ７) で、厚さｔ
ｇが２．５ｍｍの平行平板が利用される。なお、図２２
に示した光走査装置１０１においては、ハーフミラー１
１１Ｂが傾けられる方向を正(＋) とすると、防塵ガラ
ス１１４が傾けられる方向および程度は、 (６) 式よ
り、−３０°となる。すなわち、防塵ガラス１１４は、
ハーフミラー１１１Ｂが傾けられる方向と逆方向に、３
０°傾けて配置される。なお、防塵ガラス１１４は、そ
の入射面と出射面で発生する図示しない迷光を副走査方
向にずらすために、その入射面と出射面が副走査方向に
関して非平行に形成されたウェッジプレートでもよい。

【０１１０】以下、防塵ガラス１１４によりもたらされ
る効果について、詳細に説明する。なお、比較のため、
第１の実施例の結像特性を示す図４ないし図６、図７な
いし図９ならびに図１０ないし図１２の各グラフに同一
スケールで、重ねて示す。

【０１１１】図４ないし図６ (図４ないし図６は、イエ
ロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａに関す
る結像特性を示すが、既に説明したように、黒第１レー
ザ３Ｂａにより出射レーザビームＬＢａは、上述したイ
エロー第１レーザ３Ｙａと実質的に等しい特性を有す
る) のそれぞれにおいて、曲線ＤＹＭＡＸｆは、主走査
方向の最大ビーム径の変化を、曲線ＤＹＭＩＮｆは、主
走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線ＤＺＭＡＸｆ
は、副走査方向の最大ビーム径の変化を、曲線ＤＺＭＩ
Ｎｆは、副走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線ＦＬ
ＲＹＭＡＸｆは、主走査方向の最大フレア量の変化を、
ならびに、曲線ＦＬＲＺＭＡＸｆは、副走査方向の最大
フレア量を、それぞれ、示す。また、図７ないし図９
は、図４ないし図６と同一の条件に関し、図２２で省略
されたマゼンタ第１レーザ３ＭａからのレーザビームＬ
Ｍａの特性を、図１０ないし図１２は、図４ないし図６
と同一の条件に関し、図２２で省略されたシアン第１レ
ーザ３ＣａのレーザビームＬＣａの特性を、それぞれ、
示すものである。なお、各曲線の表示については、図４
ないし図６と同様であるから、詳細な説明は省略する。

【０１１２】図４ないし図６、図７ないし図９ならびに
図１０ないし図１２から明らかなように、図２２に示し
た第１の実施例の第１の変形例すなわち有限レンズ８Ｂ
ａ，８Ｂｂに球面収差を持たせて１０８Ｂａ，１０８Ｂ
ｂとすることにより、改善の余地が残されていた主走査
方向の結像特性が改善される。すなわち、もともと、変
動幅の小さい副走査方向の変動値は、ほとんど変わら
ず、変動幅の大きい主走査方向の変動値は、その最大値
(主走査方向両端部で発生) が小さくなっていることが
認められる。また、フレア量も、主走査方向において、
全体レベルで改善されていることが認められる。

【０１１３】次に、図２２に示した光走査装置１０１に
組み込まれる、球面収差のある有限レンズ１０８Ｂａ，
１０８Ｂｂの球面収差の最適量に関し、波面収差から最
適化する方法について説明する。

【０１１４】一例として、像面でのｅ^-2ビーム直径が５
０μｍのガウス分布を有するレーザビームに関し、像面
から１７０ｍｍの位置を出射瞳と仮定し、この出射瞳上
での強度分布と波面係数に最適化した波面収差を加えた
場合の波面収差係数ならびに波面収差の状態を図２４
(ａ) ，図２５ (ａ) ，図２６ (ａ) ，図２７ (ａ) ，
図２８ (ａ) ，図２９ (ａ) ，図３０ (ａ) および図３
１ (ａ) に示す。なお、対比して用意した図２４ (ｂ)
，図２５ (ｂ) ，図２６ (ｂ) ，図２７ (ｂ) ，図２
８ (ｂ) ，図２９ (ｂ) ，図３０ (ｂ) および図３１
(ｂ) は、それぞれ、説明のため各波面収差をデフォー
カス量に置き換えたものである。

【０１１５】ここで、波面収差は、 ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ＋ｃ_３ｘ⁶ ＋ｃ_４ｘ⁸ ＋‥‥‥＋ｃ_８ｘ¹⁶ (ｒａｄ) 但し、ｘは、出射瞳での主光線からの距離を、出射瞳でのｅ^-2ビーム 半径で正規化した値、 絞り径は、ｅ^-2ビーム半径と等しい、 ‥‥‥ (10) とする条件下で示される。

【０１１６】図２４ (ａ) ，図２５ (ａ) ，図２６
(ａ) ，図２７ (ａ) ，図２８ (ａ) ，図２９ (ａ) ，
図３０ (ａ) および図３１ (ａ) のそれぞれは、波面収
差の次数を増大させた際のデフォーカス量±２．９ｍｍ
内での最小ビーム径および最大ビーム径にそれぞれ対応
され、図２４ (ａ) は、波面収差の次数を２次 (ｘ² )
までとした場合の最小ビーム径ならびに最大ビーム径が
５２．６０〜６０．９４μｍであることを、図２５
(ａ) は、同次数を４次 (ｘ⁴ ) までとした場合の最小
ビーム径および最大ビーム径が６０．３０〜６４．００
μｍであることを、図２６ (ａ) は、同次数を６次 (ｘ
⁶ ) までとした場合の最小ビーム径および最大ビーム径
が６２．２０〜６４．００μｍであることを、図２７
(ａ) は、同次数を８次 (ｘ⁸ ) までとした場合の最小
ビーム径および最大ビーム径が６１．５０〜６３．２０
μｍであることを、図２８ (ａ) は、同次数を１０次
(ｘ¹⁰) までとした場合の最小ビーム径および最大ビー
ム径が６１．２０〜６３．００μｍ、図２９ (ａ) は、
同次数を１２次 (ｘ¹²) までとした場合の最小ビーム径
ならびに最大ビーム径が６１．１０〜６２．９０μｍ、
図３０ (ａ) は、同次数を１４次(ｘ¹⁴) までとした場
合の最小ビーム径ならびに最大ビーム径が６０．７０〜
６２．７０μｍ、ならびに、図３１ (ａ) は、同次数を
１６次 (ｘ¹⁶) までとした場合の最小ビーム径および最
大ビーム径は、６０．５０〜６２．６０μｍであること
を、それぞれ、示している。

【０１１７】なお、図２４ (ａ) および図２４ (ｂ) の
それぞれにおけるｃ_１は、ｃ_１＝０．００５８７７７７
０１２８４８で、図２４ (ａ) における曲線Ｐ_１は、上
述した (９) 式から、 Ｐ_１＝ { (ｃ_１ｘ² ) ， (ｘ，−１，１) } となる。

【０１１８】また、図２５ (ａ) ならびに図２５ (ｂ)
のそれぞれにおけるｃ_１およびｃ_２は、ｃ_１＝−４．６
８０９５９８３５９９０６６９、ｃ_２＝６．５２４１６
１６３４３１１７８０で、図２５ (ａ) における曲線Ｐ
_２は、同 (９) 式から、 Ｐ_２＝ { (ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ) ， (ｘ，−１，１) } となる。

【０１１９】一方、図２６ (ａ) および図２６ (ｂ) の
それぞれにおけるｃ_１，ｃ_２およびｃ_３は、ｃ_１＝−
２．３２６９１３３８０５３９０７０、ｃ_２＝−０．１
８４６０５９４８４０１７５０、ｃ_３＝５．２１６１０
７６０８５０２０３２で、図２６ (ａ) における曲線Ｐ
_３は、同様に (９) 式から、 Ｐ_３＝ { (ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ＋ｃ_３ｘ⁶ ) ， (ｘ，−
１，１) } となる。

【０１２０】また、図２７ (ａ) および図２７ (ｂ) の
それぞれにおけるｃ_１，ｃ_２，ｃ_３およびｃ_４は、ｃ_１
＝−０．５５８６５９０５０２３３１１６、ｃ_２＝−
１．１７１６３２９４０３８８１９７、ｃ_３＝−０．９
８９３１９６２０３３７９８４、ｃ_４＝６．０３９４１
８１４８０６５４４２で、図２７ (ａ) における曲線Ｐ
_４は、 Ｐ_４＝ { (ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ＋ｃ_３ｘ⁶ ＋ｃ_４ｘ⁸ )
， (ｘ，−１，１) } となる。

【０１２１】同様に、図２８ (ａ) および図２８ (ｂ)
のそれぞれにおけるｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４およびｃ_５
は、ｃ_１＝−０．６６８７２６５７９７７１４２２、ｃ
_２＝−０．３０７７２６５６２０８６１６２、ｃ_３＝−
０．６９９５６３０８８１１８１２４、ｃ_４＝１．７７
４１２９０４８３５０７８４、ｃ_５＝３．２０６００３
８５４８３０９３２で、図２８ (ａ) における曲線Ｐ_５
は、 Ｐ_５＝ { (ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ＋ｃ_３ｘ⁶ ＋ｃ_４ｘ⁸ ＋
ｃ_５ｘ¹⁰) ， (ｘ，−１，１) } となる。

【０１２２】また、図２９ (ａ) ならびに図２９ (ｂ)
のそれぞれにおけるｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４，ｃ_５およ
びｃ_６は、ｃ_１＝−０．５１９０７６６７９７９６７９
５、ｃ_２＝−０．８３１５０９０７４６２０６６３、ｃ
_３＝０．５５３７５５８４８５４６２７２、ｃ_４＝１．
０１４４２６９８３０９５９６２、ｃ_５＝１．３１３２
３７３４０５９８５４０、ｃ_６＝１．７７０２００５７
７１６７８４４で、図２９ (ａ) における曲線Ｐ_６は、 Ｐ_６＝ { (ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ＋ｃ_３ｘ⁶ ＋ｃ_４ｘ⁸ ＋
ｃ_５ｘ¹⁰＋ｃ_６ｘ¹²)， (ｘ，−１，１) } となる。

【０１２３】さらに、図３０ (ａ) ならびに図３０
(ｂ) のそれぞれにおけるｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４，ｃ
_５，ｃ_６およびｃ_７は、ｃ_１＝−０．５０７８００４３
１４２４２４９、ｃ_２＝−０．３８８３７６１２３１６
２０９５、ｃ_３＝０．３６６１５７２０７１８０４０
２、ｃ_４＝０．４３３９４４３８０６６０２８１、ｃ_５
＝０．６５５７５０５８５２０４７５６、ｃ_６＝１．１
０４６１４１９５６０５６６１、ｃ_７＝１．６１５１３
５８８８８１８４９７で、図３０ (ａ) における曲線Ｐ
_７は、 Ｐ_７＝ { (ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ＋ｃ_３ｘ⁶ ＋ｃ_４ｘ⁸ ＋
ｃ_５ｘ¹⁰＋ｃ_６ｘ¹²＋ｃ_７ｘ¹⁴) ， (ｘ，−１，１) } となる。

【０１２４】さらに、図３１ (ａ) ならびに図３１
(ｂ) のそれぞれにおけるｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４，ｃ
_５，ｃ_６，ｃ_７およびｃ_８は、ｃ_１＝−０．４２２６１
５７５７３５０７２４、ｃ_２＝−０．３４６７８６１９
１７１５３３１、ｃ_３＝０．３２２２８２９２３３１０
８２３、ｃ_４＝０．３９６３９７９５３９９１１５７、
ｃ_５＝０．３９２１８１１２４７７９８６８、ｃ_６＝
０．６３９１５７４５５５３００５４、ｃ_７＝０．９６
８７２６８７５２２４１６８、ｃ_８＝１．３１１９９１
０８７４７９０７４で、図３１ (ａ) における曲線Ｐ_８
は、 Ｐ_８＝ { (ｃ_１ｘ² ＋ｃ_２ｘ⁴ ＋ｃ_３ｘ⁶ ＋ｃ_４ｘ⁸ ＋
ｃ_５ｘ¹⁰＋ｃ_６ｘ¹²＋ｃ_７ｘ¹⁴＋ｃ_８ｘ¹⁶) ， (ｘ，−
１，１) } となる。各グラフから、波面収差は、中心部から離れる
に従って小さくなる一方で、周辺部で次第に増大されて
中心部よりも大きな値を取ることが認められる。

【０１２５】このことは、幾何収差と波面収差との関係
が以下に示す数式 (11)

【数１３】

【０１２６】を満足することから、主光線近傍の光線の
結像位置 (波面収差として上述されている) が像面より
も物点側に規定される一方で、最外郭光線近傍の光線の
結像位置 (波面収差として上述されている) が、像面に
対して物点と反対側にある像面領域ならびに方向に規定
されることを表している (この (ｂ) 図では、＋側が物
体の方向を示す) 。

【０１２７】上述したように、有限レンズに、所定の球
面収差、たとえば、ｘ¹⁶ (１６次)を与えることによ
り、図３１ (ａ) に示されるように、デフォーカス量±
２．９ｍｍ内での最大ビーム径は、６２．６０μｍにま
で抑えることができる。

【０１２８】図３２は、比較のために、収差を持たない
ガウス (分布) ビームのビームウェスト径を変化させ、
デフォーカス量±２．９ｍｍ内での最大ビーム径の変化
を求めたものである。

【０１２９】図３２から明らかなように、収差を持たな
いガウスビームでは、デフォーカス量±２．９ｍｍ内で
の最大ビーム径を１００μｍ以下とすることはできない
ことが認められる。

【０１３０】従って、図２２を用いて説明した光走査装
置に見られるように、レーザからのレーザビームに所定
の収束特性を与える有限レンズに対して、最適化された
波面収差を与えることにより、デフォーカス時のビーム
径が不所望に拡大されることを防止できることがわか
る。

【０１３１】図３３ないし図３５は、図２２に示した光
走査装置に利用される有限レンズを単色 (モノカラー)
用の光走査装置に適用する例を示し、特許請求の範囲に
示す光源内のレーザビームの数Ｎ_ｉがＮ_ｉ＝２および光
源の数ＭがＭ＝１である場合に対応される。なお、図２
ないし図３あるいは図２２に示した構成と同様の構成に
は、同一の符号を附して詳細な説明を省略する。

【０１３２】図３３ないし図３５に示されるように、光
走査装置２０１は、Ｎ_ｉ (Ｎ_ｉは正の整数) ＝２を満た
す黒第１レーザ素子２０３Ｂａならびに黒第２レーザ素
子２０３Ｂｂのみを含み、レーザビームＬＢを発生する
Ｍ組み (ＭはＭ＝１すなわちモノカラー露光用) の光源
２０３を有する。

【０１３３】黒第１レーザ２０３Ｂａと光偏向装置５と
の間に配置され、レーザ２０３Ｂａからのレーザビーム
ＬＢａの断面ビームスポット形状を所定の形状に整える
偏向前光学系２０７ａ、黒第２レーザ２０３Ｂｂと光偏
向装置５との間に配置され、レーザ２０３Ｂｂからのレ
ーザビームＬＢｂのビームスポット形状を所定の形状に
整える偏向前光学系２０７ｂ、各レーザ２０３Ｂａ，２
０３Ｂｂのそれぞれと一体的に配置され、各レーザを出
射されたレーザビームＬＢａおよびＬＢｂに所定の収束
性を与える第１，第２の有限焦点レンズ１０８Ｂａ，１
０８Ｂｂ、ならびに、図２２を用いて既に説明したハー
フミラー１１１Ｂと実質的に同一の特性および配置が与
えられ、第１，第２の有限焦点レンズ１０８Ｂａ，１０
８Ｂｂにより所定の収束性が与えられたレーザビームＬ
ＢａおよびＬＢｂを、１本のレーザビームにまとめるハ
ーフミラー２１１を有している。なお、各偏向前光学系
２０７ａおよび２０７ｂは、それぞれ、ハーフミラー２
１１を透過するか、ハーフミラー２１１により反射され
るかにより識別される。また、ハーフミラー２１１と光
偏向装置５の間には、ハーフミラー２１１により合成さ
れたレーザビームＬＢを、副走査方向にのみ、さらに収
束させるシリンダレンズ１２Ｂおよび光偏向装置５の周
囲を取り巻く保持部材１５とこの保持部材１５と一体的
に利用されることで多面鏡５ａを密閉するとともに、レ
ーザビームＬＢａおよびＬＢｂを多面鏡５ａの各反射面
に向けて透過する防塵ガラス２１４が配置されている。

【０１３４】防塵ガラス２１４としては、ハーフミラー
２１１と同一の材料 (この場合、ＢＫ７) で、厚さｔｇ
が２．５ｍｍの平行平板が利用される。なお、図３３な
いし図３５に示されるように、光走査装置２０１におい
ては、ハーフミラー２１１が傾けられる方向を正 (＋)
とすると、防塵ガラス２１４が傾けられる方向および程
度は、 (６) 式より、−３０°となる。また、図２およ
び図３または図２２において既に説明したと同様に、防
塵ガラス２１４は、入射面と出射面が副走査方向に対し
て所定の角度で傾きを持っていてもよい。

【０１３５】次に、図３６を用いて、図２および図３に
示した光走査装置に適用される第１の実施例としての光
源 (すなわちレーザ素子) と光偏向装置との間の偏向前
光学系の第２の変形例について詳細に説明する。なお、
図２および図３を用いて既に説明したように、光走査装
置３０１は、Ｎ_ｉ (_ｉは正の整数) を満たす２つ (Ｎ_１
＝Ｎ_２＝Ｎ_３＝２) のレーザ素子 (イエロー、マゼン
タ、シアン) およびＮ_４＝４ (黒) のレーザ素子を含
み、色成分に色分解された画像データに対応するレーザ
ビームを発生するＭ組み (Ｍは正の整数で，Ｍ＝４) す
なわち第１ないし第４の光源３０３Ｙ，３０３Ｍ，３０
３Ｃおよび３０３Ｂを有するが、図２２に示した例と同
様に、簡略化のため、黒すなわちレーザビームＬＢに関
する構成を抜き出して説明する。また、図２ならびに図
３および図２２に示した構成と同様の構成には、３００
を付加した符号を附して詳細な説明を省略する。なお、
各有限レンズについては、図２２を用いて示した例と、
ならびに、偏向後光学系３２１については、図２および
図３を用いて既に説明した例と、それぞれ、実質的に、
同一であるから、特別な条件を除いて説明を省略する。

【０１３６】図３６に示されるように、光走査装置３０
１は、光源としての黒第１ないし黒第４のレーザ３０３
Ｂａ、３０３Ｂｂ、３０３Ｂｃおよび３０３Ｂｄを含む
光源３０３Ｂ、ならびに、図示しないイエロー第１レー
ザ３０３Ｙａ、同第２レーザ３０３Ｙｂ、マゼンタ第１
レーザ３０３Ｍａ、同第２レーザ３０３Ｍｂ、シアン第
１レーザ３０３Ｃａ、同第２レーザ３０３Ｃｂを有して
いる。

【０１３７】黒第１レーザ３０３Ｂａからのレーザビー
ムＬＢａは、偏向前光学系３０７Ｂａの有限焦点レンズ
３０８Ｂａにより所定の収束特性が与えられ、ミラー３
０９Ｂａにより反射されて、第１のハーフミラー３１１
Ｂ-1ならびにシリンダレンズ３１２Ｂのそれぞれを通過
されて、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面に案内さ
れる。

【０１３８】黒第２レーザ３０３Ｂｂからのレーザビー
ムＬＢｂは、偏向前光学系３０７Ｂｂの有限焦点レンズ
３０８Ｂｂにより所定の収束特性が与えられ、ミラー３
０９Ｂｂにより反射されて、第２のハーフミラー３１１
Ｂ-2に案内される。

【０１３９】第２のハーフミラー３１１Ｂ-2に案内され
たレーザビームＬＢｂは、ミラー３１１Ｂ-2を通過され
たのち第１のハーフミラー３１１Ｂ-1で反射され、シリ
ンダレンズ３１２Ｂを通過される。

【０１４０】黒第３レーザ３０３Ｂｃからのレーザビー
ムＬＢｃは、偏向前光学系３０７Ｂｃの有限焦点レンズ
３０８Ｂｃにより所定の収束特性が与えられ、ミラー３
０９Ｂｃにより反射されて、第３のハーフミラー３１１
Ｂ-3に案内される。

【０１４１】第３のハーフミラー３１１Ｂ-3に案内され
たレーザビームＬＢｃは、ミラー３１１Ｂ-3を通過され
たのち第２のハーフミラー３１１Ｂ-2ならびに第１のハ
ーフミラー３１１Ｂ-1で順に反射され、シリンダレンズ
３１２Ｂを通過される。

【０１４２】黒第４レーザ３０３Ｂｄからのレーザビー
ムＬＢｄは、偏向前光学系３０７Ｂｄの有限焦点レンズ
３０８Ｂｄにより所定の収束特性が与えられ、ミラー３
０９Ｂｄにより反射されて、第３のハーフミラー３１１
Ｂ-3に案内される。ただし、このレーザビームＬＢｄ
は、ハーフミラーで反射されるのみで、透過したビーム
は、光偏向装置５へは入射しない。なお、第３のハーフ
ミラー３１１Ｂ-3と有限焦点レンズ３０８Ｂｄとの間の
任意の位置、たとえば、有限焦点レンズ３０８Ｂｄとミ
ラー３０９Ｂｄとの間には、各レーザビームＬＢａ，Ｌ
ＢｂおよびＬＢｃのそれぞれがハーフミラーを通過され
ることに関連するコマ収差特性と同じコマ収差を発生さ
せるためのコマ収差補償板３１７が配置され、第３のハ
ーフミラー３１１Ｂ-3に案内されるレーザビームＬＢｄ
は、コマ収差補償板３１７を通過されたのち、第３のハ
ーフミラー３１１Ｂ-3に入射される。

【０１４３】第３のハーフミラー３１１Ｂ-3に入射され
たレーザビームＬＢｄは、ミラー３１１Ｂ-3により反射
され、第２のハーフミラー３１１Ｂ-2でさらに反射され
て、第１のハーフミラー３１１Ｂ-1に案内される。

【０１４４】第１のハーフミラー３１１Ｂ-1に案内され
たレーザビームＬＢｄは、ミラー３１１Ｂ-1によりさら
に反射されて、シリンダレンズ３１２Ｂに入射される。

【０１４５】シリンダレンズ３１２Ｂと光偏向装置５と
の間には、光偏向装置５の周囲を取り巻く保持部材３１
５とこの保持部材３１５と一体的に利用されることで多
面鏡５ａを密閉する一方で、全てのレーザビームＬＢ
ａ，ＬＢｂ，ＬＢｃ，ＬＢｄ，ＬＹａ，ＬＹｂ，ＬＭ
ａ，ＬＭｂ，ＬＣａおよびＬＣｂを多面鏡５ａの各反射
面に向けて透過する防塵ガラス３１４が配置され、シリ
ンダレンズ３１２Ｂにより副走査方向にのみさらに収束
性が与えられたそれぞれのレーザビームは、ガラス３１
４を通って、多面鏡５ａの各反射面に案内される。

【０１４６】以下、それぞれのハーフミラー３１１Ｂ-
1，３１１Ｂ-2，３１１Ｂ-3ならびに防塵ガラス３１４
およびコマ収差補償板３１７について詳細に説明する。

【０１４７】第１のハーフミラー３１１Ｂ-1は、厚さｔ
ｍ-1が５ｍｍに形成される。また、第１のハーフミラー
３１１Ｂ-1は、レーザビームＬＢａの点線で示した部分
が垂直入射時に比べて遅れて入射するように３０°傾け
られて配置される。

【０１４８】第２のハーフミラー３１１Ｂ-2は、厚さｔ
ｍ-2が５ｍｍに形成される。また、第２のハーフミラー
３１１Ｂ-2は、レーザビームＬＢｂの点線で示した部分
が垂直入射時に比べて遅れて入射するように、すなわち
ハーフミラー３１１Ｂ-2を透過するビームから見てハー
フミラー３１１Ｂ-1が傾けられる方向と同じ方向に、３
０°傾けられて配置される。

【０１４９】第３のハーフミラー３１１Ｂ-3は、厚さｔ
ｍ-3が５ｍｍに形成される。また、第３のハーフミラー
３１１Ｂ-3は、レーザビームＬＢｃの点線で示した部分
が垂直入射時に比べて遅れて入射するように、３０°す
なわちハーフミラー３１１Ｂ-3を透過するビームから見
て第１のハーフミラー３１１Ｂ-1と実質的に同様に傾け
られて配置される。

【０１５０】コマ収差補償板３１７は、各ハーフミラー
３１１Ｂ (-1，-2および-3) と実質的に等しい材質、た
とえば、ＢＫ７により厚さｔｐが５ｍｍに形成され、レ
ーザビームＬＢｄの点線で示した部分が垂直入射時に比
べて遅れて入射するように、３０°傾けられて配置され
る。すなわち、第１ないし第３のレーザビームＬＢａ，
ＬＢｂおよびＬＢｃは、シリンダレンズ３１２に入射さ
れるまでの間に、それぞれ、ハーフミラーを１回通過さ
れるに対し、第４のレーザビームＬＢｄは、全て反射
(平行平板を透過しない) でシリンダレンズ３１２に案
内されることから、第４のレーザビームＬＢｄを、ハー
フミラーに準じた特性が与えられた平行平板を透過させ
ることにより、第１ないし第３のレーザビームＬＢａ，
ＬＢｂおよびＬＢｃに対して各ハーフミラーから与えら
れるコマ収差と等しいコマ収差を与えることにより、す
べてのコマ収差を等しくしている。

【０１５１】防塵ガラス３１４は、厚さｔｇが５ｍｍに
且つ各ハーフミラー３１１Ｂ (-1，-2および-3) と等し
い材質 (たとえば、ＢＫ７) により形成され、第１のハ
ーフミラー３１１Ｂ-1が傾けられる方向に対して逆の方
向に、すなわち、点線で示した部分が垂直入射時に比べ
て進んで入射されるように、３０°傾けられて配置され
る。なお、防塵ガラス３１４は、既に説明した他の例に
準じて、副走査方向に、僅かに傾きを持つウェッジプレ
ートでもよい。

【０１５２】以下、防塵ガラス３１４によりもたらされ
る効果について、詳細に説明する。なお、比較のため、
第１の実施例の結像特性を示す図４ないし図６、図７な
いし図９ならびに図１０ないし図１２の各グラフに同一
スケールで、重ねて示す。

【０１５３】図４ないし図６ (図４ないし図６は、イエ
ロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａに関す
る結像特性を示すが、既に説明したように、黒第１レー
ザ３Ｂａにより出射レーザビームＬＢａは、上述したイ
エロー第１レーザ３Ｙａと実質的に等しい特性を有す
る) のそれぞれにおいて、曲線ＤＹＭＡＸｇは、主走査
方向の最大ビーム径の変化を、曲線ＤＹＭＩＮｇは、主
走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線ＤＺＭＡＸｇ
は、副走査方向の最大ビーム径の変化を、曲線ＤＺＭＩ
Ｎｇは、副走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線ＦＬ
ＲＹＭＡＸｇは、主走査方向の最大フレア量の変化を、
ならびに、曲線ＦＬＲＺＭＡＸｇは、副走査方向の最大
フレア量を、それぞれ、示す。また、図７ないし図９に
は、図４ないし図６と同一の条件に関し、図３６では図
示されていないマゼンタ第１レーザ３０３Ｍａからのレ
ーザビームＬＭａの特性を、図１０ないし図１２には、
図４ないし図６と同一の条件に関し、図３６では図示さ
れていないシアン第１レーザ３０３Ｃａのレーザビーム
ＬＣａの特性を、それぞれ、示すものである。なお、各
曲線の表示については、図４ないし図６と同様であるか
ら、詳細な説明は省略する。

【０１５４】以上説明したように、図３６に示した光走
査装置３０１によれば、図４ないし図６、図７ないし図
９ならびに図１０ないし図１２から明らかなように、第
１の実施例 (図２および図３) において改善の余地が残
されていた主走査方向の結像特性が改善される。また、
フレア量も、主走査方向および副走査方向の双方とも
に、全体レベルで改善されていることが認められる。

【０１５５】次に、図３７を用いて、図２および図３に
示した光走査装置に適用される第１の実施例としての光
源 (すなわちレーザ素子) と光偏向装置との間の偏向前
光学系の第３の変形例について詳細に説明する。なお、
図２および図３を用いて既に説明したように、光走査装
置４０１は、Ｎ_ｉ (_ｉは正の整数) を満たす２つ (Ｎ_１
＝Ｎ_２＝Ｎ_３＝２) のレーザ素子 (イエロー、マゼン
タ、シアン) およびＮ_４＝４ (黒) のレーザ素子を含
み、色成分に色分解された画像データに対応するレーザ
ビームを発生するＭ組み (Ｍは正の整数で，Ｍ＝４) す
なわち第１ないし第４の光源４０３Ｙ，４０３Ｍ，４０
３Ｃおよび４０３Ｂを有するが、図３６に示した例と同
様に、簡略化のため、黒すなわちレーザビームＬＢに関
する構成を抜き出して説明する。また、図２ならびに図
３および図２２または図３６に示した構成と同様の構成
には、４００を付加した符号を附して詳細な説明を省略
する。なお、各有限レンズについては、図２２を用いて
示した例と同一であるから、また、偏向後光学系３２１
については、図２および図３を用いて既に説明した例と
同一であるから、特別な条件を除いて説明を省略する。

【０１５６】図３７に示されるように、光走査装置４０
１は、光源としての黒第１ないし黒第４のレーザ４０３
Ｂａ、４０３Ｂｂ、４０３Ｂｃおよび４０３Ｂｄを含む
光源４０３Ｂ、ならびに、図示しないイエロー第１レー
ザ、同第２レーザ、マゼンタ第１レーザ、同第２レー
ザ、シアン第１レーザ、同第２レーザを有している。

【０１５７】黒第１レーザ４０３Ｂａからのレーザビー
ムＬＢａは、偏向前光学系４０７Ｂａの有限焦点レンズ
４０８Ｂａにより所定の収束特性が与えられ、コマ収差
補償板４１７-1を通過されて、ミラー４０９Ｂａに案内
される。ミラー４０９Ｂａに案内されたレーザビームＬ
Ｂａは、第１のハーフミラー４１１Ｂ-1ならびにシリン
ダレンズ４１２Ｂのそれぞれを通過されて、光偏向装置
５の多面鏡５ａの各反射面に案内される。

【０１５８】黒第２レーザ４０３Ｂｂからのレーザビー
ムＬＢｂは、偏向前光学系４０７Ｂｂの有限焦点レンズ
４０８Ｂｂにより所定の収束特性が与えられ、コマ収差
補償板４１７-2を通過されて、ミラー４０９ｂに案内さ
れる。ミラー４０９Ｂｂに案内されたレーザビームＬＢ
ｂは、ミラー４０９Ｂｂにより反射されて、第２のハー
フミラー４１１Ｂ-2に案内される。

【０１５９】第２のハーフミラー４１１Ｂ-2に案内され
たレーザビームＬＢｂは、ミラー４１１Ｂ-2を通過され
たのち第１のハーフミラー４１１Ｂ-1で反射され、シリ
ンダレンズ４１２Ｂを通過される。

【０１６０】黒第３レーザ４０３Ｂｃからのレーザビー
ムＬＢｃは、偏向前光学系４０７Ｂｃの有限焦点レンズ
４０８Ｂｃにより所定の収束特性が与えられ、コマ収差
補償板４１７-3を通過されたのちミラー４０９Ｂｃによ
り反射されて、第３のハーフミラー４１１Ｂ-3に案内さ
れる。

【０１６１】第３のハーフミラー４１１Ｂ-3に案内され
たレーザビームＬＢｃは、ミラー４１１Ｂ-3を通過さ
れ、第２のハーフミラー４１１Ｂ-2および第１のハーフ
ミラー４１１Ｂ-1のそれぞれにより、順に反射されて、
シリンダレンズ４１２Ｂを通過される。

【０１６２】黒第４レーザ４０３Ｂｄからのレーザビー
ムＬＢｄは、偏向前光学系４０７Ｂｄの有限焦点レンズ
４０８Ｂｄにより所定の収束特性が与えられ、ミラー４
０９Ｂｄ、第３のハーフミラー４１１Ｂ-3、第２のハー
フミラー４１１Ｂ-2ならびに第１のハーフミラー４１１
Ｂ-1のそれぞれで反射されて、シリンダレンズ４１２Ｂ
に入射される。従って、レーザ４０３Ｂｄからのレーザ
ビームＬＢｄは、コマ収差補償板およびハーフミラーを
１枚も透過されることなく光偏向装置５に案内される。

【０１６３】以下、それぞれのコマ収差補償板４１７Ｂ
-1，４１７Ｂ-2，４１７Ｂ-3およびハーフミラー４１１
Ｂ-1，４１１Ｂ-2，４１１Ｂ-3について詳細に説明す
る。

【０１６４】第１のコマ収差補償板４１７Ｂ-1は、厚さ
ｔｐ-1が５ｍｍに形成される。また、第１のコマ収差補
償板４１７Ｂ-1は、レーザビームＬＢａの点線部分が垂
直入射時に比べて早く到達する方向へ３０°傾けられて
配置される。

【０１６５】第２のコマ収差補償板４１７Ｂ-2は、厚さ
ｔｐ-2が５ｍｍに形成される。また、第２のコマ収差補
償板４１７Ｂ-2は、レーザビームＬＢｂの点線部分が垂
直入射時に比べて早く到達する方向、すなわち透過ビー
ムから見て第１のコマ収差補償板４１７Ｂ-1が傾けられ
る方向と同じ方向に３０°傾けられて配置される。

【０１６６】第３のコマ収差補償板４１７Ｂ-3は、厚さ
ｔｐ-3が５ｍｍに形成される。また、第３のコマ収差補
償板４１７Ｂ-3は、レーザビームＬＢｃの点線部分が垂
直入射時に比べて早く到達する方向へ３０°すなわち第
１のコマ収差補償板４１７Ｂ-1と同一方向に傾けられて
配置される。

【０１６７】第１のハーフミラー４１１Ｂ-1は、厚さｔ
ｍ-1が５ｍｍに形成される。また、第１のハーフミラー
４１１Ｂ-1は、これを透過するレーザビームＬＢａの点
線部分が垂直入射時に比べて遅く到達する方向に３０°
傾けられて配置される。従って、レーザ４０３Ｂａを出
射されたレーザビームＬＢａは、そのレーザビームＬＢ
ａから見て互いに逆向きの方向に傾けられたコマ収差補
償板４１７Ｂ-1とハーフミラー４１１Ｂ-1のそれぞれを
透過して光偏向装置５に案内される (コマ収差補償板４
１７Ｂ-1とハーフミラー４１１Ｂ-1の傾きの方向を明確
にするために、ミラー４０９Ｂａを取り除いた状態で展
開した位置を点線で示す) 。

【０１６８】第２のハーフミラー４１１Ｂ-2は、厚さｔ
ｍ-2が５ｍｍに形成される。また、第２のハーフミラー
４１１Ｂ-2は、レーザビームＬＢｂの点線部分が垂直入
射時に比べて遅く到達する方向、すなわち第１のハーフ
ミラー４１１Ｂ-1が傾けられる方向と同じ方向に３０°
傾けられて配置される。従って、レーザ４０３Ｂｂを出
射されたレーザビームＬＢｂは、互いに逆向きの方向に
傾けられたコマ収差補償板４１７Ｂ-2とハーフミラー４
１１Ｂ-2のそれぞれを透過し、さらにハーフミラー４１
１Ｂ-1で反射されて光偏向装置５に案内される (コマ収
差補償板４１７Ｂ-2とハーフミラー４１１Ｂ-2の傾きの
方向を明確にするために、ミラー４０９Ｂｂを取り除い
た状態で展開した位置を点線で示す) 。

【０１６９】第３のハーフミラー４１１Ｂ-3は、厚さｔ
ｍ-3が５ｍｍに形成される。また、第３のハーフミラー
４１１Ｂ-3は、レーザビームＬＢｃの点線部分が垂直入
射時に比べて遅く到達する方向へ３０°すなわち第１の
ハーフミラー４１１Ｂ-1と同一方向に傾けられて配置さ
れる。従って、レーザ４０３Ｂｃを出射されたレーザビ
ームＬＢｃは、互いに逆向きに傾けられたコマ収差補償
板４１７Ｂ-3とハーフミラー４１１Ｂ-3のそれぞれを透
過し、ハーフミラー４１１Ｂ-2および４１１Ｂ-1で反射
されて光偏向装置５に案内される (コマ収差補償板４１
７Ｂ-3とハーフミラー４１１Ｂ-3の傾きの方向を明確に
するために、ミラー４０９Ｂｃを取り除いた状態で展開
した位置を点線で示す) 。

【０１７０】次に、図３７に示した光走査装置４０１に
よりもたらされる効果について、詳細に説明する。

【０１７１】光走査装置４０１によれば、光偏向装置５
に案内されるそれぞれのレーザビームは、互いに逆向き
に傾けられたコマ収差補償板とハーフミラーのそれぞれ
を透過されることから、第１の実施例 (図２および図
３) において改善の余地が残されていた主走査方向の結
像特性を改善できる。また、フレア量も、主走査方向お
よび副走査方向の双方ともに、全体レベルで改善されて
いることが認められる。なお、光走査装置４０１により
提供される結像特性は、比較のため、第１の実施例の結
像特性を示す図４ないし図６、図７ないし図９ならびに
図１０ないし図１２の各グラフに同一スケールで、重ね
て示す。

【０１７２】図４ないし図６ (図４ないし図６は、イエ
ロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａに関す
る結像特性を示すが、既に説明したように、黒第１レー
ザ３Ｂａにより出射レーザビームＬＢａは、上述したイ
エロー第１レーザ３Ｙａと実質的に等しい特性を有す
る) のそれぞれにおいて、曲線ＤＹＭＡＸｈは、主走査
方向の最大ビーム径の変化を、曲線ＤＹＭＩＮｈは、主
走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線ＤＺＭＡＸｈ
は、副走査方向の最大ビーム径の変化を、曲線ＤＺＭＩ
Ｎｈは、副走査方向の最小ビーム径の変化を、曲線ＦＬ
ＲＹＭＡＸｈは、主走査方向の最大フレア量の変化を、
ならびに、曲線ＦＬＲＺＭＡＸｈは、副走査方向の最大
フレア量を、それぞれ、示す。また、図７ないし図９に
は、図４ないし図６と同一の条件に関し、図３７では図
示されていないマゼンタ第１レーザ３Ｍａからのレーザ
ビームＬＭａの特性を、図１０ないし図１２には、図４
ないし図６と同一の条件に関し、図３７では図示されて
いないシアン第１レーザ３ＣａのレーザビームＬＣａの
特性を、それぞれ、示すものである。なお、各曲線の表
示については、図４ないし図６と同様であるから、詳細
な説明は省略する。

【０１７３】図３８は、図２および図３に示した光走査
装置に適用される第１の実施例としての光源 (すなわち
レーザ素子) と光偏向装置との間の偏向前光学系の第４
の変形例について詳細に説明する。なお、図２および図
３を用いて既に説明したように、光走査装置５０１は、
Ｎ_ｉ (Ｎ_ｉは正の整数) を満たす２つ (Ｎ_１＝Ｎ_２＝Ｎ
_３＝２) のレーザ素子 (イエロー、マゼンタ、シアン)
およびＮ_４＝４ (黒)のレーザ素子を含み、色成分に色
分解された画像データに対応するレーザビームを発生す
るＭ組み (Ｍは正の整数で，Ｍ＝４) すなわち第１ない
し第４の光源５０３Ｙ，５０３Ｍ，５０３Ｃおよび５０
３Ｂを有するが、図２２に示した例と同様に、簡略化の
ため、黒すなわちレーザビームＬＢに関する構成を抜き
出して説明する。また、図２ならびに図３および図２２
に示した構成と同様の構成には、５００を付加した符号
を附して詳細な説明を省略する。なお、各有限レンズに
ついては、図２２を用いて示した例と、ならびに、偏向
後光学系５２１については、図２および図３を用いて既
に説明した例と、それぞれ、実質的に、同一であるか
ら、特別な条件を除いて説明を省略する。

【０１７４】光走査装置５０１は、光源としての黒第１
ないし黒第４のレーザ５０３Ｂａ、５０３Ｂｂ、５０３
Ｂｃおよび５０３Ｂｄを含む光源５０３Ｂ、ならびに、
図示しないイエロー第１レーザ５０３Ｙａ、同第２レー
ザ５０３Ｙｂ、マゼンタ第１レーザ５０３Ｍａ、同第２
レーザ５０３Ｍｂ、シアン第１レーザ５０３Ｃａ、同第
２レーザ５０３Ｃｂを有している。

【０１７５】黒第１レーザ５０３Ｂａからのレーザビー
ムＬＢａは、偏向前光学系５０７Ｂａの有限焦点レンズ
５０８Ｂａにより所定の収束特性が与えられ、ミラー３
０９Ｂａにより反射されて、第１のハーフミラー５１１
Ｂ-1ならびにシリンダレンズ５１２Ｂのそれぞれを通過
されて、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面に案内さ
れる。

【０１７６】黒第２レーザ５０３Ｂｂからのレーザビー
ムＬＢｂは、偏向前光学系５０７Ｂｂの有限焦点レンズ
５０８Ｂｂにより所定の収束特性が与えられ、ミラー５
０９Ｂｂにより反射されて、第２のハーフミラー５１１
Ｂ-2に案内される。

【０１７７】第２のハーフミラー５１１Ｂ-2に案内され
たレーザビームＬＢｂは、ミラー５１１Ｂ-2を通過され
たのち第１のハーフミラー５１１Ｂ-1で反射され、シリ
ンダレンズ５１２Ｂを通過される。

【０１７８】黒第３レーザ５０３Ｂｃからのレーザビー
ムＬＢｃは、偏向前光学系５０７Ｂｃの有限焦点レンズ
５０８Ｂｃにより所定の収束特性が与えられ、ミラー５
０９Ｂｃにより反射されて、第３のハーフミラー５１１
Ｂ-3に案内される。

【０１７９】第３のハーフミラー５１１Ｂ-3に案内され
たレーザビームＬＢｃは、ミラー５１１Ｂ-3を通過され
たのち第２のハーフミラー５１１Ｂ-2ならびに第１のハ
ーフミラー５１１Ｂ-1により順に反射され、シリンダレ
ンズ５１２Ｂを通過される。黒第４レーザ５０３Ｂｄか
らのレーザビームＬＢｄは、偏向前光学系５０７Ｂｄの
有限焦点レンズ５０８Ｂｄにより所定の収束特性が与え
られ、ミラー５０９Ｂｄにより反射されて、第３のハー
フミラー５１１Ｂ-3に案内される。

【０１８０】第３のハーフミラー５１１Ｂ-3に入射され
たレーザビームＬＢｄは、ミラー５１１Ｂ-3により反射
され、第２のハーフミラー５１１Ｂ-2でさらに反射され
て、第１のハーフミラー５１１Ｂ-1に案内される。

【０１８１】第１のハーフミラー５１１Ｂ-1に案内され
たレーザビームＬＢｄは、ミラー５１１Ｂ-1によりさら
に反射されて、シリンダレンズ５１２Ｂに入射される。

【０１８２】シリンダレンズ５１２Ｂと光偏向装置５と
の間には、光偏向装置５の周囲を取り巻く保持部材５１
５とこの保持部材５１５と一体的に利用されることで多
面鏡５ａを密閉する一方で、全てのレーザビームＬＢ
ａ，ＬＢｂ，ＬＢｃ，ＬＢｄ，ＬＹａ，ＬＹｂ，ＬＭ
ａ，ＬＭｂ，ＬＣａおよびＬＣｂを多面鏡５ａの各反射
面に向けて透過する防塵ガラス５１４が配置され、シリ
ンダレンズ５１２Ｂにより副走査方向にのみさらに収束
性が与えられたそれぞれのレーザビームは、ガラス５１
４を通って、多面鏡５ａの各反射面に案内される。

【０１８３】以下、それぞれのハーフミラー５１１Ｂ-
1，５１１Ｂ-2，５１１Ｂ-3ならびに防塵ガラス５１４
について詳細に説明する。

【０１８４】第１のハーフミラー５１１Ｂ-1は、厚さｔ
ｍ-1が５ｍｍに形成される。また、第１のハーフミラー
５１１Ｂ-1は、レーザビームＬＢａの点線部分が垂直入
射時に比べて遅く到達する方向へ３０°傾けられて配置
される。

【０１８５】第２のハーフミラー５１１Ｂ-2は、厚さｔ
ｍ-2が５ｍｍに形成される。また、第２のハーフミラー
５１１Ｂ-2は、レーザビームＬＢｂの点線部分が垂直入
射時に比べて遅く到達する方向、すなわち第１のハーフ
ミラー５１１Ｂ-1が傾けられる方向と同じ方向に３０°
傾けられて配置される。

【０１８６】第３のハーフミラー５１１Ｂ-3は、厚さｔ
ｍ-3が５ｍｍに形成される。また、第３のハーフミラー
５１１Ｂ-3は、レーザビームＬＢｃの点線部分が垂直入
射時に比べて遅く到達する方向へ３０°すなわち第１の
ハーフミラー５１１Ｂ-1と実質的に同様に傾けられて配
置される。

【０１８７】防塵ガラス５１４は、厚さｔｇが２．５ｍ
ｍで、各ハーフミラー５１１Ｂ-1，５１１Ｂ-2および５
１１Ｂ-3と等しい材質 (ＢＫ７) により形成され、第１
のハーフミラー５１１Ｂ-1が傾けられる方向に対して逆
の方向に、すなわち、点線部分が垂直入射時に比べて早
く防塵ガラス５１４に到達する方向に３０°傾けられて
配置される。すなわち、防塵ガラス５１４は、光偏向装
置５の多面鏡５ａとシリンダレンズ５１２との間に、既
に説明した (６) 式を満たすよう、配置される。なお、
防塵ガラス５１４は、既に説明した他の例に準じて、副
走査方向に、僅かに傾きをもつウェッジプレートでもよ
い。

【０１８８】なお、防塵ガラス５１４によりもたらされ
る結像特性は、図３６に示した光走査装置３０１により
提供される結像特性と概ね一致されることから、詳細な
説明を省略する。すなわち、図４ないし図６、図７ない
し図９および図１０ないし図１２のそれぞれにおいて、
主走査方向の最大ビーム径の変化は、曲線ＤＹＭＡＸｇ
で、主走査方向の最小ビーム径の変化は、曲線ＤＹＭＩ
Ｎｇで、副走査方向の最大ビーム径の変化は、曲線ＤＺ
ＭＡＸｇで、副走査方向の最小ビーム径の変化は、曲線
ＤＺＭＩＮｇで、主走査方向の最大フレア量の変化は、
曲線ＦＬＲＹＭＡＸｇで、ならびに、副走査方向の最大
フレア量は、曲線ＦＬＲＺＭＡＸｇで、それぞれ、示さ
れる。

【０１８９】次に、図２および図３に示した光走査装置
に適用される第２の実施例としての偏向後光学系の第１
の変形例について (識別のため各要素に６００を付加し
た符号を付して) 詳細に説明する。なお、第１および第
２の結像レンズ６３０ａおよび６３０ｂが配置される状
態は、図面上で、実質的に、図２および図３を用いて既
に説明した例と同様であるから、具体的な光学特性につ
いてのみ、表４および表５を用いて以下に説明する。

【０１９０】図示しない偏向後光学系６２１は、１組の
結像レンズ６３０を有している。

【０１９１】結像レンズ６３０は、第１および第２の結
像レンズ６３０ａ，６３０ｂを含む２枚組みレンズであ
って、表４および表５ならびに既に説明した (８) 式を
用いて以下に示す光学特性および形状が与えられてい
る。なお、それぞれの結像レンズ６３０ａおよび６３０
ｂは、いずれも、像面からの距離よりも光偏向装置の多
面鏡の各反射面の反射点からの距離が短くなるよう規定
された所定の位置に配置されている。

【０１９２】

【表４】

【０１９３】

【表５】

【０１９４】図３９ないし図４１は、表４および表５に
示した光学特性が与えられた偏向後光学系６２１により
レーザビームＬＣが結像される状態を示すグラフであ
る。なお、各グラフにおいては、図１０ないし図１２で
説明したと同様に、第１の結像レンズ６３０ａあるいは
第２の結像レンズ６３０ｂもしくはその双方を意図的に
取り除いて、各結像レンズ６３０ａ，６３０ｂにより結
像特性が改善される状態を示すグラフである。また、レ
ーザビームＬＢ，ＬＹおよびＬＭのそれぞれに関して
は、図１３ないし図１５および図１６ないし図１８に示
した第２の実施例に類似の結果となることから、詳細な
説明を省略する。

【０１９５】図３９は、レーザビームＬＭ (ＬＭａとＬ
Ｍｂとが所定の副走査方向に間隔で配列されている) に
関し、主走査方向のデフォーカス量 (結像位置の変化
量) と結像レンズ６３０を取り除いた状態の主走査方向
位置との関係を示し、曲線ＦＳＹ０は、第１および第２
の結像レンズ６３０ａおよび６３０ｂのそれぞれを取り
外した状態、曲線ＦＳＹ１は、第２の結像レンズ６３０
ｂのみを取り外した (同第１の結像レンズ６３０ａのみ
利用した) 状態ならびに曲線ＦＳＹ２は、２枚のレンズ
６３０ａおよび６３０ｂのそれぞれをセットした状態に
対応される。

【０１９６】図４０は、同レーザビームＬＭに関し、副
走査方向のデフォーカス量と主走査方向位置との関係を
示すものであって、曲線ＦＳＺ０は、第１および第２の
結像レンズ６３０ａ，６３０ｂのそれぞれを取り外した
状態、曲線ＦＳＺ１は、第２の結像レンズ６３０ｂのみ
を取り外した (第１の結像レンズ６３０ａのみをセット
した) 状態、ならびに、曲線ＦＳＺ２は、第１および第
２のレンズ６３０ａ，６３０ｂのそれぞれをセットした
状態の結像位置の変化に対応される。

【０１９７】図４１は、同レーザビームＬＭに関し、主
走査方向の実際の結像位置と理論上の結像位置との差を
ビーム位置修正量とした主走査方向の位置との関係を示
し、曲線Ｙ０は、第１および第２の結像レンズ６３０ａ
および６３０ｂのそれぞれを取り外した状態、曲線Ｙ１
は、第２の結像レンズ６３０ｂのみを取り外した (同第
１の結像レンズ６３０ａのみをセットした) 状態ならび
に曲線Ｙ２は、第１，第２のレンズ６３０ａ，６３０ｂ
のそれぞれをセットした状態に対応される。

【０１９８】図３９に示されるように、偏向後光学系６
２１の結像レンズ６３０を意図的に外すと、光源から出
射されたレーザビームは、それぞれ、偏向前光学系６０
７により、主走査方向に関し、像面よりも遠方に結像さ
れる (ＦＳＹ０) 。ここで、第１の結像レンズ６３０ａ
のみを挿入すると、結像レンズ６３０ａの中央付近を通
過されるレーザビームは、ＦＹ０よりも光偏向装置５寄
りに結像される。一方、結像レンズ６３０ａの端部付近
を通過されるレーザビームは、ＦＳＹ０よりも、光偏向
装置５の反対側に結像される。すなわち、第１の結像レ
ンズ６３０ａは、レンズ中央付近においては、主走査方
向の結像位置を光偏向装置側に移動させることのできる
パワーを有し、レンズ端部付近では、結像位置を光偏向
装置と反対側に動かす作用を有する (ＦＳＹ１) 。ま
た、第２の結像レンズ６３０ｂをセットすると、第１の
結像レンズ６３０ａの中央付近を通過されたレーザビー
ムおよび端部付近を通過されたレーザビームのそれぞれ
は、所定の像面に、実質的に、直線状に結像される。す
なわち、第２の結像レンズ６３０ｂは、レンズ中央付近
において、主走査方向の結像位置を光偏向装置と反対側
に移動させることのできるパワーを有し、レンズ端部付
近では、結像位置を光偏向装置側に動かす作用を有す
る。換言すると、第２の結像レンズ６３０ｂは、主走査
方向に関し、レンズ中心から離れるに従ってパワーが増
大されるよう形成されている (ＦＳＹ２) 。

【０１９９】これにより、温度および湿度が変動した場
合であっても、結像位置の変動の少ない偏向後光学系が
提供される。

【０２００】図４０に示されるように、偏向後光学系６
２１の結像レンズ６３０を意図的に外すと、光源から出
射されたレーザビームは、それぞれ、偏向前光学系によ
り、主走査方向と直交する副走査方向に関し、光偏向装
置５の多面鏡５ａの各反射面の反射点近傍に結像される
(ＦＳＺ０) 。このとき、第１の結像レンズ６３０ａの
みを挿入すると、レンズの概ね中央を通過されるレーザ
ビームは、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面の反射
点よりもさらに偏向前光学系寄り (偏向前結像光学系
内) に結像される。換言すると、第１の結像レンズ６３
０ａは、結像位置を像面から遠のく方向に移動させる作
用を有する。なお、第１の結像レンズ６３０ａの副走査
方向の結像位置の移動作用は、レンズの端部付近に比較
して (レンズ) 中央付近で強められている (ＦＳＺ１)
。また、第２の結像レンズ６３０ｂが挿入されること
で、第１の結像レンズの中央付近ならびに端部付近を通
過されたレーザビームのそれぞれは、所定の像面に、実
質的に、直線状に結像される。すなわち、第２の結像レ
ンズ６３０ｂは、レンズの主走査方向の全域において、
副走査方向の結像位置を像面側に移動させることのでき
るパワーを有する。換言すると、第２の結像レンズ６３
０ｂの副走査方向のパワーは、レンズの端部付近に比較
して中央付近が強く設定されている (ＦＳＺ２) 。これ
により、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面の角度の
設定値からの変動すなわち面倒れに対する補正量が大き
く、温度および湿度が変動した場合であっても、結像位
置の変動の少ない偏向後光学系が提供される。

【０２０１】図４１に示されるように、偏向後光学系の
結像レンズを意図的に外すと、光源から出射されたレー
ザビームは、それぞれ、偏向前光学系により、結像レン
ズ６３０が存在する場合に、概ね、レンズの中心付近に
対応される位置を通過するレーザビームに関しては、概
ね、所定の像面に結像される (Ｙ０) 。ここで、第１の
結像レンズ６３０ａのみを挿入すると、レンズの中央付
近を通過されるレーザビームは、レンズの主走査方向に
関して概ね等しい位置に結像され、端部付近を通過され
るレーザビームは、レーザビームが通過された主走査方
向の位置とレンズの主走査方向の中心との間の間隔に概
ね比例して、レンズの中央に向けてシフトされて結像さ
れる (Ｙ１) 。また、第２の結像レンズ６３０ｂをさら
に挿入すると、レンズの中央付近を通過されるレーザビ
ームは、同様に、主走査方向に関して概ね等しい位置に
結像され、一方で、端部付近を通過されるレーザビーム
は、レーザビームが通過された主走査方向の位置とレン
ズの主走査方向の中心との間の間隔に概ね比例して、レ
ンズの中央に向けて、さらにシフトされる (Ｙ２) 。す
なわち、第１，第２の結像レンズ６３０ａ，６３０ｂ
は、いづれも、レンズの中心からの主走査方向の距離が
増大されるにつれて、主走査方向に関し、レーザビーム
を主走査方向の中心に向けて移動させる作用を有する。
このレーザビームを移動させる作用は、レンズの中心か
らの主走査方向の距離が増大されるにつれて、所定の関
数で増大される。従って、レーザビームが主走査方向に
偏向される際の等速性に優れ、温度および湿度の変動に
よる主走査方向の位置の変動が低減される。

【０２０２】以上説明したように、図２および図３に示
した光走査装置に類似した光学要素を含む光走査装置６
０１における結像レンズ６３０に、表４および表５に示
した光学特性を与えることにより、図３９ないし図４１
に詳述したように、２枚組みのプラスチックレンズによ
っても、温度および湿度の変動に依存して主走査方向の
デフォーカス量、副走査方向のデフォーカス量ならびに
主走査方向のレーザビームの位置が変動しない偏向後光
学系を提供できる。

【０２０３】また、上述した結像レンズ６３０すなわち
第１および第２の結像レンズ６３０ａ，６３０ｂは、そ
れぞれ、像面からの距離に比較して光偏向装置５の多面
鏡５ａの各反射面の反射点からの距離が短くなるよう規
定された位置すなわち光偏向装置５の多面鏡５ａの各反
射面の反射点と像面との間の距離の中心よりも光偏向装
置５寄りに配置されていることから、光走査装置の大き
さを低減できる。

【０２０４】次に、図２および図３に示した光走査装置
に適用される第２の実施例としての偏向後光学系の第２
の変形例について (識別のため各要素に７００を付加し
た符号を付して) 詳細に説明する。なお、第１および第
２の結像レンズ７３０ａおよび７３０ｂが配置される状
態は、図面上で、実質的に、図２および図３を用いて既
に説明した例と同様であるから、具体的な光学特性につ
いてのみ、表６および表７を用いて以下に説明する。

【０２０５】図示しない偏向後光学系７２１は、１組の
結像レンズ７３０を有している。

【０２０６】結像レンズ７３０は、第１および第２の結
像レンズ７３０ａ，７３０ｂを含む２枚組みレンズであ
って、表６および表７ならびに既に説明した (８) 式を
用いて以下に示す光学特性および形状が与えられてい
る。なお、それぞれの結像レンズ７３０ａおよび７３０
ｂは、いずれも、像面からの距離よりも光偏向装置の多
面鏡の各反射面の反射点からの距離が短くなるよう規定
された所定の位置に配置されている。

【０２０７】

【表６】

【０２０８】

【表７】

【０２０９】図４２ないし図４４は、表６および表７に
示した光学特性が与えられた偏向後光学系７２１により
レーザビームＬＭが結像される状態を示すグラフであ
る。なお、各グラフにおいては、図１０ないし図１２で
説明したと同様に、第１の結像レンズ７３０ａあるいは
第２の結像レンズ７３０ｂもしくはその双方を意図的に
取り除いて、各結像レンズ７３０ａ，７３０ｂにより結
像特性が改善される状態を示すグラフである。また、レ
ーザビームＬＢ，ＬＹおよびＬＣのそれぞれに関して
は、図１３ないし図１５および図１６ないし図１８に示
した第２の実施例に類似の結果となることから、詳細な
説明を省略する。

【０２１０】図４２は、レーザビームＬＭ (ＬＭａとＬ
Ｍｂとが所定の副走査方向に間隔で配列されている) に
関し、主走査方向のデフォーカス量 (結像位置の変化
量) と結像レンズ７３０を取り除いた状態の主走査方向
位置との関係を示し、曲線ＦＳＹ０は、第１および第２
の結像レンズ７３０ａおよび７３０ｂのそれぞれを取り
外した状態、曲線ＦＳＹ１は、第２の結像レンズ７３０
ｂのみを取り外した (同第１の結像レンズ７３０ａのみ
利用した) 状態ならびに曲線ＦＳＹ２は、２枚のレンズ
７３０ａおよび７３０ｂのそれぞれをセットした状態に
対応される。

【０２１１】図４３は、同レーザビームＬＭに関し、副
走査方向のデフォーカス量と主走査方向位置との関係を
示すものであって、曲線ＦＳＺ０は、第１および第２の
結像レンズ７３０ａ，７３０ｂのそれぞれを取り外した
状態、曲線ＦＳＺ１は、第２の結像レンズ７３０ｂのみ
を取り外した (第１の結像レンズ７３０ａのみをセット
した) 状態、ならびに、曲線ＦＳＺ２は、第１および第
２のレンズ７３０ａ，７３０ｂのそれぞれをセットした
状態の結像位置の変化に対応される。

【０２１２】図４４は、同レーザビームＬＹに関し、主
走査方向の実際の結像位置と理論上の結像位置との差を
ビーム位置修正量とした主走査方向の位置との関係を示
し、曲線Ｙ０は、第１および第２の結像レンズ７３０ａ
および７３０ｂのそれぞれを取り外した状態、曲線Ｙ１
は、第２の結像レンズ７３０ｂのみを取り外した (同第
１の結像レンズ７３０ａのみをセットした) 状態ならび
に曲線Ｙ２は、第１，第２のレンズ７３０ａ，７３０ｂ
のそれぞれをセットした状態に対応される。

【０２１３】図４２に示されるように、偏向後光学系７
２１の結像レンズ７３０を意図的に外すと、光源から出
射されたレーザビームは、それぞれ、偏向前光学系７０
７により、主走査方向に関し、像面よりも遠方に結像さ
れる (ＦＳＹ０) 。ここで、第１の結像レンズ７３０ａ
のみを挿入すると、結像レンズ７３０ａの中央付近を通
過されるレーザビームは、ＦＳ０よりも光偏向装置５寄
りに結像される。一方、結像レンズ７３０ａの端部付近
を通過されるレーザビームは、ＦＳＹ０よりも光偏向装
置と反対側へシフトに結像される。すなわち、第１の結
像レンズ７３０ａは、レンズ中央付近においては、主走
査方向の結像位置を光偏向装置側に移動させることので
きるパワーを有し、レンズ端部付近では、結像位置を光
偏向装置と反対側に動かす作用を有する (ＦＳＹ１) 。
また、第２の結像レンズ７３０ｂをセットすると、第１
の結像レンズ７３０ａの中央付近を通過されたレーザビ
ームおよび端部付近を通過されたレーザビームのそれぞ
れは、所定の像面に、実質的に、直線状に結像される。
すなわち、第２の結像レンズ７３０ｂは、レンズ中央付
近において、主走査方向の結像位置を像面側に移動させ
ることのできるパワーを有し、レンズ端部付近では、結
像位置を光偏向装置側に動かす作用を有する。換言する
と、第２の結像レンズ７３０ｂは、主走査方向に関し、
レンズ中心から離れるに従ってパワーが増大されるよう
形成されている (ＦＳＹ２) 。これにより、温度および
湿度が変動した場合であっても、結像位置の変動の少な
い偏向後光学系が提供される。

【０２１４】図４３に示されるように、偏向後光学系７
２１の結像レンズ７３０を意図的に外すと、光源から出
射されたレーザビームは、それぞれ、偏向前光学系によ
り、主走査方向と直交する副走査方向に関し、光偏向装
置５の多面鏡５ａの各反射面の反射点近傍に結像される
(ＦＳＺ０) 。このとき、第１の結像レンズ７３０ａの
みを挿入すると、レンズの概ね中央を通過されるレーザ
ビームは、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面の反射
点よりもさらに偏向前光学系寄り (偏向前結像光学系
内) に結像される。換言すると、第１の結像レンズ７３
０ａは、結像位置を像面から遠のく方向に移動させる作
用を有する。なお、第１の結像レンズ７３０ａの副走査
方向の結像位置の移動作用は、レンズの端部付近に比較
して (レンズ) 中央付近で強められている (ＦＳＺ１)
。また、第２の結像レンズ７３０ｂが挿入されること
で、第１の結像レンズの中央付近ならびに端部付近を通
過されたレーザビームのそれぞれは、所定の像面に、実
質的に、直線状に結像される。すなわち、第２の結像レ
ンズ７３０ｂは、レンズの主走査方向の全域において、
副走査方向の結像位置を像面側に移動させることのでき
るパワーを有する。換言すると、第２の結像レンズ７３
０ｂの副走査方向のパワーは、レンズの端部付近に比較
して中央付近が強く設定されている (ＦＳＺ２) 。これ
により、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面の角度の
設定値からの変動すなわち面倒れに対する補正量が大き
く、温度および湿度が変動した場合であっても、結像位
置の変動の少ない偏向後光学系が提供される。

【０２１５】図４４に示されるように、偏向後光学系の
結像レンズを意図的に外すと、光源から出射されたレー
ザビームは、それぞれ、偏向前光学系により、結像レン
ズ７３０が存在する場合に、概ね、レンズの中心付近に
対応される位置を通過するレーザビームに関しては、概
ね、所定の像面に結像される (Ｙ０) 。ここで、第１の
結像レンズ７３０ａのみを挿入すると、レンズの中央付
近を通過されるレーザビームは、レンズの主走査方向に
関して概ね等しい位置に結像され、端部付近を通過され
るレーザビームは、レーザビームが通過された主走査方
向の位置とレンズの主走査方向の中心との間の間隔に概
ね比例して、レンズの中央に向けてシフトされて結像さ
れる (Ｙ１) 。また、第２の結像レンズ７３０ｂをさら
に挿入すると、レンズの中央付近を通過されるレーザビ
ームは、同様に、主走査方向に関して概ね等しい位置に
結像され、一方で、端部付近を通過されるレーザビーム
は、レーザビームが通過された主走査方向の位置とレン
ズの主走査方向の中心との間の間隔に概ね比例して、レ
ンズの中央に向けて、さらにシフトされる (Ｙ２)。す
なわち、第１，第２の結像レンズ７３０ａ，７３０ｂ
は、いづれも、レンズの中心からの主走査方向の距離が
増大されるにつれて、主走査方向に関し、レーザビーム
を主走査方向の中心に向けて移動させる作用を有する。
このレーザビームを移動させる作用は、レンズの中心か
らの主走査方向の距離が増大されるにつれて、所定の関
数で増大される。従って、レーザビームが主走査方向に
偏向される際の等速性に優れ、温度および湿度の変動に
よる主走査方向の位置の変動が低減される。

【０２１６】以上説明したように、図２および図３に示
した光走査装置に類似した光学要素を含む光走査装置７
０１における結像レンズ７３０に、表６および表７に示
した光学特性を与えることにより、図４２ないし図４４
に詳述したように、２枚組みのプラスチックレンズによ
っても、温度および湿度の変動に依存して主走査方向の
デフォーカス量、副走査方向のデフォーカス量ならびに
主走査方向のレーザビームの位置が変動しない偏向後光
学系を提供できる。

【０２１７】また、上述した結像レンズ７３０すなわち
第１および第２の結像レンズ７３０ａ，７３０ｂは、そ
れぞれ、像面からの距離に比較して光偏向装置５の多面
鏡５ａの各反射面の反射点からの距離が短くなるよう規
定された位置すなわち光偏向装置５の多面鏡５ａの各反
射面の反射点と像面との間の距離の中心よりも光偏向装
置５寄りに配置されていることから、光走査装置の大き
さを低減できる。

【０２１８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のマルチビ
ーム露光装置によれば、ハーフミラーで発生するコマ収
差は、ハーフミラーが傾けられる方向に対して逆向きに
傾けられた平行平板が光源とポリゴンミラーの光路中に
配置されることにより、絶対量が低減される。すなわ
ち、ある光線がｉ番目のハーフミラーを通過する場合に
生ずるコマ収差をＦｉとし、全部でａ個のハーフミラー
を通過するとすると、 −ｔｇ×ｕｇ³ × (ｎｇ² −１) ／ｎｇ³ ＝ − (Ｆ_１
＋Ｆ_２＋‥‥‥Ｆ_ａ) を満たす厚みｔｇの平行平板に、入射角ｕｇで光線を入
射させることにより、コマ収差をキャンセルさせること
ができる。

【０２１９】一方、平行平板の枚数を最小にしたい場合
には、コマ収差が最大の光線とコマ収差が最小の光線に
対するコマ収差絶対値を同じにすることにより、例え
ば、コマ収差が最大の光線が (Ｆ_１＋Ｆ_２＋‥‥‥
Ｆ_ａ) で示され、最小の光線が０である場合、 −ｔｇ×ｕｇ³ × (ｎｇ² −１) ／ｎｇ³ ＝ − (Ｆ_１
＋Ｆ_２＋‥‥‥Ｆ_ａ) ／２ を満たす厚みｔｇの平行平板に、入射角ｕｇで光線を入
射させることにより、最大のコマ収差絶対値を (Ｆ_１＋
Ｆ_２＋‥‥‥Ｆ_ａ) ／２から明らかなように、平行平板
を入れない場合の半分にすることができる。

【０２２０】ここで、ハーフミラーにより発生するコマ
収差をＦ_１とするとき、 −ｔｇ×ｕｇ₃ × (ｎｇ₂ −１) ／ｎｇ₂ ＝ −Ｆ_１
／２ を満たす厚みｔｇの平行平板に、入射角ｕｇで光線を入
射させることにより、最大のコマ収差の絶対値を、Ｆ_１
／２で示されるように、平行平板を入れない場合の半分
にすることができる。

【０２２１】なお、平行平板は、ポリゴンミラーの周囲
を防塵する防塵ガラスと一体に形成されることから、ポ
リゴンミラーの各反射面の風損および騒音の発生あるい
は各反射面に不所望なごみもしくはほこりが付着するこ
とが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態としてのマルチビーム光
走査装置が利用される画像形成装置の概略断面図。

【図２】図１に示した画像形成装置に組み込まれる光走
査装置の実施の形態を示す概略平面図。

【図３】図２に示した光走査装置において、光偏向装置
により偏向されたレーザビームが最小の距離で結像され
る状態で切断した概略断面図。

【図４】図２および図３に示した光走査装置によりレー
ザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラフ
であって、レーザビームＬＹａに関し、像面位置を設計
値より±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の最大ビーム
径および最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置との
関係を表すグラフ。

【図５】図２および図３に示した光走査装置によりレー
ザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラフ
であって、レーザビームＬＹａに関し、像面位置を設計
値より±２ｍｍ間移動した際の副走査方向の最大ビーム
径および最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置との
関係を表すグラフ。

【図６】図２および図３に示した光走査装置によりレー
ザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラフ
であって、レーザビームＬＹａに関し、像面位置を設計
値より±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の最大フレア
量および副走査方向最大フレア量のそれぞれと主走査方
向位置との関係を表すグラフ。

【図７】図２および図３に示した光走査装置によりレー
ザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラフ
であって、レーザビームＬＭａに関し、像面位置を設計
値より±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の最大ビーム
径および最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置との
関係を表すグラフ。

【図８】図２および図３に示した光走査装置によりレー
ザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラフ
であって、レーザビームＬＭａに関し、像面位置を設計
値より±２ｍｍ間移動した際の副走査方向の最大ビーム
径および最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置との
関係を表すグラフ。

【図９】図２および図３に示した光走査装置によりレー
ザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラフ
であって、レーザビームＬＭａに関し、像面位置を設計
値より±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の最大フレア
量および副走査方向最大フレア量のそれぞれと主走査方
向位置との関係を表すグラフ。

【図１０】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラ
フであって、レーザビームＬＣａに関し、像面位置を設
計値より±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の最大ビー
ム径および最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置と
の関係を表すグラフ。

【図１１】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラ
フであって、レーザビームＬＣａに関し、像面位置を設
計値より±２ｍｍ間移動した際の副走査方向の最大ビー
ム径および最小ビーム径のそれぞれと主走査方向位置と
の関係を表すグラフ。

【図１２】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームの結像特性が改善された状態を説明するグラ
フであって、レーザビームＬＣａに関し、像面位置を設
計値より±２ｍｍ間移動した際の主走査方向の最大フレ
ア量および副走査方向最大フレア量のそれぞれと主走査
方向位置との関係を表すグラフ。

【図１３】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＹ (ＬＹａとＬＹｂとが所定の副走査方向
に間隔で配列されている) に関し、主走査方向のデフォ
ーカス量 (結像位置の変化量) と結像レンズを取り除い
た状態の主走査方向位置との関係を示すグラフ。

【図１４】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＹに関し、副走査方向のデフォーカス量と
結像レンズを取り除いた状態の主走査方向位置との関係
を示すグラフ。

【図１５】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＹに関し、主走査方向の実際の結像位置と
理論上の結像位置との差をビーム位置修正量とした主走
査方向の位置との関係を示すグラフ。

【図１６】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＭに関し、主走査方向のデフォーカス量と
結像レンズを取り除いた状態の主走査方向位置との関係
を示すグラフ。

【図１７】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＭに関し、副走査方向のデフォーカス量と
結像レンズを取り除いた状態の主走査方向位置との関係
を示すグラフ。

【図１８】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＭに関し、主走査方向の実際の結像位置と
理論上の結像位置との差をビーム位置修正量とした主走
査方向の位置との関係を示すグラフ。

【図１９】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＣに関し、主走査方向のデフォーカス量と
結像レンズを取り除いた状態の主走査方向位置との関係
を示すグラフ。

【図２０】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＣに関し、副走査方向のデフォーカス量と
結像レンズを取り除いた状態の主走査方向位置との関係
を示すグラフ。

【図２１】図２および図３に示した光走査装置によりレ
ーザビームＬＣに関し、主走査方向の実際の結像位置と
理論上の結像位置との差をビーム位置修正量とした主走
査方向の位置との関係を示すグラフ。

【図２２】図２および図３に示した光走査装置の偏向前
光学系の第１の変形例を示す概略平面図。

【図２３】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を与えることにより、
像面位置 (感光体ドラム表面上) を０とした状態の主光
線近傍の光線の結像位置および最外郭光線近傍の光線の
結像位置を示すグラフ。

【図２４】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を２次まで与えた場合
の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示すグ
ラフ。

【図２５】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を４次まで与えた場合
の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示すグ
ラフ。

【図２６】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を６次まで与えた場合
の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示すグ
ラフ。

【図２７】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を８次まで与えた場合
の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示すグ
ラフ。

【図２８】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を１０次まで与えた場
合の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示す
グラフ。

【図２９】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を１２次まで与えた場
合の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示す
グラフ。

【図３０】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を１４次まで与えた場
合の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示す
グラフ。

【図３１】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに、表３の球面収差を１６次まで与えた場
合の波面収差の形および対応するデフォーカス量を示す
グラフ。

【図３２】図２２に示した光走査装置の第１，第２の有
限焦点レンズに球面収差を与えない場合の各ビームウエ
スト径時の所定のデフォーカス内での最大ビーム径を示
すグラフ。

【図３３】図２２に示した光走査装置に利用される有限
レンズを単色 (モノカラー) 用の光走査装置に適用する
例を示す概略平面図。

【図３４】図３３に示した光走査装置の偏向後光学系の
概略断面図。

【図３５】図３３に示した光走査装置の偏向前光学系の
概略断面図。

【図３６】図２および図３に示した光走査装置の偏向前
光学系の第２の変形例を示す概略平面図。

【図３７】図２および図３に示した光走査装置の偏向前
光学系の第３の変形例を示す概略平面図。

【図３８】図２および図３に示した光走査装置の偏向前
光学系の第４の変形例を示す概略平面図。

【図３９】図２および図３に示した光走査装置に表４お
よび表５を用いて詳述した偏向後光学系を組み合わせた
光走査装置におけるレーザビームＬＭに関し、主走査方
向のデフォーカス量と結像レンズを取り除いた状態の主
走査方向位置との関係を示すグラフ。

【図４０】図２および図３に示した光走査装置に表４お
よび表５を用いて詳述した偏向後光学系を組み合わせた
光走査装置におけるレーザビームＬＭに関し、副走査方
向のデフォーカス量と結像レンズを取り除いた状態の主
走査方向位置との関係を示すグラフ。

【図４１】図２および図３に示した光走査装置に表４お
よび表５を用いて詳述した偏向後光学系を組み合わせた
光走査装置におけるレーザビームＬＭに関し、主走査方
向の実際の結像位置と理論上の結像位置との差をビーム
位置修正量とした主走査方向の位置との関係を示すグラ
フ。

【図４２】図２および図３に示した光走査装置に表６お
よび表７を用いて詳述した偏向後光学系を組み合わせた
光走査装置におけるレーザビームＬＭに関し、主走査方
向のデフォーカス量と結像レンズを取り除いた状態の主
走査方向位置との関係を示すグラフ。

【図４３】図２および図３に示した光走査装置に表６お
よび表７を用いて詳述した偏向後光学系を組み合わせた
光走査装置におけるレーザビームＬＭに関し、副走査方
向のデフォーカス量と結像レンズを取り除いた状態の主
走査方向位置との関係を示すグラフ。

【図４４】図２および図３に示した光走査装置に表６お
よび表７を用いて詳述した偏向後光学系を組み合わせた
光走査装置におけるレーザビームＬＭに関し、主走査方
向の実際の結像位置と理論上の結像位置との差をビーム
位置修正量とした主走査方向の位置との関係を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１ …マルチビーム光走査装置、 ３ …光源、 ５ …光偏向装置、 ７ …偏向前光学系、 ８ …、 ９ …ミラー、 １１ …ハーフミラー、 １２ …シリンダレンズ、 １３ …合成ミラーユニット、 １４ …平行平板、 １５ …保持部材 (ユニットハウジング) 、 １６ …防塵ガラス (平行平板) 、 ２１ …偏向後光学系、 ２３ …水平同期用光検出器、 ２５ …水平同期用折り返しミラー、 ３０ …結像レンズ、 ５０ …画像形成部、 ５８ …感光体ドラム、 ６０ …帯電装置、 ６２ …現像装置、 ６４ …転写装置、 ６６ …クリーナ、 ６８ …除電装置、 ７２ …送り出しローラ、 ７４ …レジストローラ、 ７６ …吸着ローラ、 ８２ …搬送ベルトクリーナ、 ８４ …定着装置、 １００ …画像形成装置。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 【数１】
2. 【請求項２】Ｎ_ｉの最大値が２であり、前記偏向手段に
   より偏向された光線の光路中に、前記第１の合成用反射
   ミラーを透過する光線から見た傾きが前記第１の合成用
   反射ミラーと反対となるよう固定部材により固定配置さ
   れ、前記偏向手段を前記固定部材と共に密封する平行平
   板を有す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。
3. 【請求項３】Ｎ_ｉの最大値が３以上であり、各光線が前
   記第１の合成用反射ミラーを透過する回数が１または０
   回で、前記第１の合成用反射ミラーを透過する光線から
   見た傾き方向が全て同一の方向に向けられ、かつ、前記
   光路中で、最も前記偏向手段側に位置する第１の合成用
   反射ミラーと、前記偏向手段との間の光路中に位置し、
   前記第１の合成用反射ミラーを透過する光線から見て、
   前記第１の合成用反射ミラーと反対側に傾けられた平行
   平板を有す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。
4. 【請求項４】Ｍが２以上の整数であり、各光線が第１の
   合成用反射ミラーを透過する回数を１または０回とし、
   前記第１の合成用反射ミラーを透過する光線から見た傾
   き方向が全て同一の方向に向けられた前記第１の合成用
   反射ミラーと、第２の合成用反射ミラーと前記偏向手段
   の間の光路中に位置し、前記第１の合成用反射ミラーを
   透過する光線から見て、前記第１の合成用反射ミラーと
   反対側に傾けられた平行平板を有す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。
5. 【請求項５】各光線が前記第１の合成用反射ミラーを透
   過する回数を１または０回とし、前記第１の合成用反射
   ミラーを透過する回数が１の各光線に関し、光路中最も
   光源側に位置する前記第１の合成用反射ミラーよりも光
   路上の上流側すなわち前記光源側に位置され、前記第１
   の合成用反射ミラーを透過する光線から見て、前記第１
   の合成用反射ミラーと反対側に傾けられた平行平板を通
   過させ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。
6. 【請求項６】各光線が前記第１の合成用反射ミラーを透
   過する回数を１または０回とし、前記第１の合成用反射
   ミラーを透過する回数が０の各光線に関し、光路中最も
   光源側に位置する前記第１の合成用反射ミラーよりも光
   路上の上流側すなわち前記光源側に、前記第１の合成用
   反射ミラーを透過する光線から見た傾きが前記第１の合
   成用反射ミラーと同じ側に傾けられた平行平板を配置
   し、最も前記偏向手段側に位置する第１の合成用反射ミ
   ラーと前記偏向手段との間の光路中に位置し、前記第１
   の合成用反射ミラーを透過する光線から見て、前記第１
   の合成用反射ミラーと反対側に傾けられた第２の平行平
   板を配置した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. 【請求項７】光源または物点と、結像光学系と、からな
   るマルチビーム露光装置であって、 主光線近傍の光線の結像位置が、像面よりも物点側にあ
   り、最外郭光線近傍の光線の結像位置が、像面よりも物
   点と反対側にある像面領域及び方向を持つことを特徴と
   するマルチビーム露光装置。
8. 【請求項８】 【数２】
9. 【請求項９】 【数３】
10. 【請求項１０】 【数４】
11. 【請求項１１】 【数５】