JPH11237568A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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重ね合わせ、
色ずれまたは線画のぼけおよびにじみの生じない露光装
置を提供する 【解決手段】この発明の露光装置１は、各ビームの像面
における光強度の変動が設計値に対して２％ないし−２
％で、像面における各ビームのビーム径の変動が設計値
に対して１０％ないし−１０％であり、ビーム相互間の
ビーム径の偏差、および光強度の偏差に起因する画質の
劣化である解像度の低下および細線の間隔が不均一とな
る現象等の発生を、防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数ドラム方式
のカラープリンタ装置あるいはカラー複写装置、多色カ
ラープリンタ装置あるいはカラー複写装置、および複数
露光ビームによる単色の高速レーザプリンタあるいは高
速デジタル複写装置等に使用され、複数の光ビームを一
括して露光走査する露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、複数の感光体ドラムを含む画像
形成ユニットを用いたカラー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
成ユニットの数に等しい複数の光ビームを提供する露光
装置が利用されている。

【０００３】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
れた各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
ることで偏向する偏向装置および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。

【０００４】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、各光ビームを１つの露
光装置で提供可能とした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、高速度に、画像形成が可能な
高速プリンタ装置も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した露
光装置においては、複数の光ビームを用いることから、
各光ビームの断面ビーム径および各レーザ素子から放射
される光ビームの波長および光強度を均一にする必要が
ある。

【０００６】しかしながら、各光ビームの断面ビーム径
は、各レーザ素子と記録媒体との間に位置される第１お
よび第２のレンズ群の光学要素の特性のばらつき（偏
差）やレーザ素子が放射する光ビームの放射（発散）角
のばらつき（偏差）に関連して、各レーザ素子毎に異な
ることが知られている。

【０００７】また、各レーザ素子から放射される光ビー
ムの波長および光強度も、各レーザ素子毎に異なること
が知られている。なお、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変化するとともに温度変化に対する
変動量（モードホッピング）がレーザ素子毎に異なるこ
とも知られている。

【０００８】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、解像度の低下
や、ジッタを生じさせるとともに、細線の間隔を不均一
とする等の問題を引き起こす。

【０００９】この発明の目的は、複数のビームを露光す
るマルチビーム露光装置において、光ビーム相互の断面
ビーム径の偏差、各レーザ素子から放射される光ビーム
の光強度および波長の変動の影響を受けにくく、色ずれ
あるいは解像度の低下および細線の間隔が不均一となる
等の現象を生じない露光装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、複数の光源と、この複数
の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光学手段
と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向す
る偏向手段と、この偏向手段によって偏向された光を所
定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有する露光
装置において、前記複数の光源のそれぞれが放射する光
の像面での光強度の変動の偏差を所定の範囲としたこと
を特徴とする露光装置を提供するものである。

【００１１】また、この発明は、複数の光源と、この複
数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光学手段
と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向す
る偏向手段と、この偏向手段によって偏向された光を所
定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有する露光
装置において、前記複数の光源のそれぞれが放射する光
の発散角の変動の偏差を所定の範囲としたことを特徴と
する露光装置を提供するものである。

【００１２】さらに、この発明は、複数の光源と、この
複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光学手
段と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向
する偏向手段と、この偏向手段によって偏向された光を
所定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有する露
光装置において、前記偏向前光学手段の前記複数の光源
のそれぞれに対して設けられるレンズの焦点距離の変動
の偏差を所定の範囲としたことを特徴とする露光装置を
提供するものである。

【００１３】またさらに、この発明は、複数の光源と、
この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
学手段と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ
偏向する偏向手段と、この偏向手段によって偏向された
光を所定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有す
る露光装置において、前記複数の光源のそれぞれが放射
する光の像面での光強度の変動の偏差の上限値を２％、
下限値を−２％としたことを特徴とする露光装置を提供
するものである。

【００１４】さらにまた、この発明は、複数の光源と、
この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
学手段と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ
偏向する偏向手段と、この偏向手段によって偏向された
光を所定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有す
る露光装置において、前記複数の光源のそれぞれが放射
する光の発散角の変動の偏差の上限値を１０％、下限値
を−１０％としたことを特徴とする露光装置を提供する
ものである。

【００１５】またさらに、この発明は、複数の光源と、
この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
学手段と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ
偏向する偏向手段と、この偏向手段によって偏向された
光を所定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有す
る露光装置において、前記偏向前光学手段の前記複数の
光源のそれぞれに対して設けられるレンズの焦点距離の
変動の偏差の上限値を１０％、下限値を−１０％とした
ことを特徴とする露光装置を提供するものである。

【００１６】さらにまた、この発明は、複数の光源と、
この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
学手段と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ
偏向する偏向手段と、この偏向手段によって偏向された
光を所定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有す
る露光装置において、前記複数の光源のそれぞれが放射
する光の像面位置におけるビーム径の変動の偏差を所定
の範囲としたことを特徴とする露光装置を提供するもの
である。

【００１７】またさらに、この発明は、複数の光源と、
この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
学手段と、この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ
偏向する偏向手段と、この偏向手段によって偏向された
光を所定の像面に等速度で結像させるレンズと、を有す
る露光装置において、前記複数の光源のそれぞれが放射
する光の像面位置におけるビーム径の変動の偏差の上限
値を１０％、下限値を−１０％としたことを特徴とする
露光装置を提供するものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を詳細に説明する。図１には、この発明の実
施の形態である露光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
においては、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組ずつ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。

【００１９】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。

【００２０】各画像形成部５０（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）
は、図２および図５を用いて後段に説明する露光装置１
内の黒（ブラック）画像の露光に利用される第１ミラー
３３Ｂ、イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの
画像の露光に利用される第３ミラー３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃにより露光装置１から外部に出射された画像光
としての４組のレーザビームＬ（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）
のそれぞれに対応する位置に、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ
および５０Ｂの順で直列に配置されている。

【００２１】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）により形成された画像が転写される転写材とし
ての被転写体例えば記録用紙を搬送する搬送ベルト５２
が配置されている。

【００２２】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並び
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。

【００２３】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、露光装置
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。

【００２４】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）並
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。

【００２５】なお、露光装置１の各ミラー３７Ｙ，３７
Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂにより、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（Ｎ₁ ＝Ｎ₂ ＝Ｎ₃ ＝Ｎ₄ ＝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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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の先端と黒画像形成部５０Ｂの感光体ドラム５８Ｂに
形成されたトナー像の先端を整合させるためのアライニ
ングローラ７４が配置されている。

【００２９】アライニングローラ７４と第１の画像形成
部５０Ｙの間のテンションローラ５４の近傍であって、
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、アライニングローラ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。

【００３０】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）。

【００３１】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。

【００３２】搬送ベルト５２により搬送された用紙Ｐが
テンションローラ５６（搬送ベルト５２）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。

【００３３】次に、図１に示した画像形成装置に利用さ
れる露光装置を詳細に説明する。図２は、図１に示した
露光装置の光路を展開して平面方向から見た概略を示
し、図３は、露光装置１の偏向装置５から各感光体ドラ
ム５８すなわち像面までの間に配置される光学部材に関
し、偏向装置５の偏向角が０°の位置で、副走査方向か
ら見た状態を示している。

【００３４】図２に示されるように、露光装置１は、光
源としての２×４＝８のレーザ素子から出射されたレー
ザビームを、所定の位置に配置された像面すなわち図１
に示した第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，
５０Ｃおよび５０Ｂのそれぞれの感光体ドラム５８Ｙ，
５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂ（図２では、各感光体へ各
レーザビームを案内する第１ないし第３ミラーを省略
し、任意の色に対応する感光体ドラムとして代表的に示
している）の所定の位置に向けて所定の線速度で偏向す
る偏向手段としてのただ１つの偏向装置５を有してい
る。なお、以下、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、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。

【００３５】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５
ａ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、
例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）等の表面保護層が蒸着
されることで提供される。

【００３６】偏向装置５と像面との間には、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。

【００３７】偏向後光学系２１は、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
用ミラー２５、第１，第２の結像レンズ３０ａ，３０ｂ
を含み、多面鏡５ａの各反射面により偏向されたレーザ
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を有している。

【００３８】また、図３に示すように、２枚組み結像レ
ンズ３０の第２の結像レンズ３０ｂと、各感光体ドラム
５８（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）との間には、結像レンズ３
０ｂを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）、３
７Ｙ（イエロー第３）、３３Ｍ（マゼンタ第１）、３５
Ｍ（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（黒用）並びに上述した多くの光学要
素を含む露光装置１を防塵する防塵ガラス３９（Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＭ）が設けられている。

【００３９】より詳細には、偏向後光学系２１の第２の
結像レンズ３０ｂと像面との間には、レンズ３０ｂを通
過された２＋２＋２＋２＝８本のレーザビームＬ（Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ）を像面に向かって折り曲げる第１のミ
ラー３３（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）、第１のミラー３３
Ｙ，３３Ｍおよび３３Ｃにより折り曲げられたレーザビ
ームＬＹ，ＬＭおよびＬＣを、さらに折り返す第２およ
び第３のミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃ並びに３７
Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃが配置されている。なお、黒
（ブラック）画像Ｂに対応するレーザビームＬＢは、第
１のミラー３３Ｂにより折り返されたのち、他のミラー
を経由せずに、像面に案内される。

【００４０】第１および第２の結像レンズ３０ａおよび
３０ｂ、第１のミラー３３（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）、及
び、第２のミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃは、それ
ぞれ、露光装置１の中間ベース１ａに、たとえば、一体
成型により形成された図示しない複数の固定部材に、接
着などにより固定される。また、第３のミラー３７Ｙ，
３７Ｍおよび３７Ｃは、図９を用いて後段に説明する固
定用リブと傾き調整機構により、ミラー面と垂直な方向
に関連した少なくとも１方向に関し、移動可能に配置さ
れる。

【００４１】次に、図２を用いて光源（すなわちレーザ
素子）と偏向装置の間に設けられる偏向前光学系につい
て詳細に説明する。露光装置１は、既に説明したよう
に、Ｎ_i（ｉは正の整数）を満たす第１，第２の２つ
（Ｎ₁ ＝Ｎ₂ ＝Ｎ₃ ＝Ｎ₄ ＝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。

【００４２】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、並びに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および黒第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ＬＣｂ
並びにＬＢａおよびＬＢｂが出射される。

【００４３】それぞれのレーザ素子３Ｙａ，３Ｍａ，３
Ｃａ並びに３Ｂａおよび３Ｙｂ，３Ｍｂ，３Ｃｂ並びに
３Ｂｂと偏向装置５との間には、それぞれのレーザ素子
３Ｙａ，３Ｍａ，３Ｃａ並びに３Ｂａからのレーザビー
ムＬＹａ，ＬＭａ，ＬＣａ並びに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。

【００４４】以下、偏向前光学系７Ｂを代表例とし、黒
第１レーザ３Ｂａから偏向装置５に案内されるレーザビ
ームＬＢａと黒第２レーザ３Ｂｂから偏向装置５に案内
されるレーザビームＬＢｂのそれぞれのレーザビーム
と、シリンダレンズ１２Ｂおよびハーフミラー１１Ｂの
関係について説明する。

【００４５】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９Ｂａにより
所定の収束性が与えられる。レーザビームＬＢａは、絞
り１０Ｂａにより断面ビーム形状が所定の形状に整形さ
れて、ハーフミラー１１Ｂに案内される。このレーザビ
ームＬＢａは、ハーフミラー１１Ｂを透過して、シリン
ダレンズ１２Ｂに入射される。このシリンダレンズ１２
Ｂ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、偏向装置５に
案内される。

【００４６】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９Ｂ
ｂにより所定の収束性が与えられる。レーザビームＬＢ
ｂは、絞り１０Ｂｂにより断面ビーム形状が所定形状に
整形されて、ハーフミラー１１Ｂに向けて案内される。
このレーザビーム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。

【００４７】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、偏向装
置５に案内される。

【００４８】有限焦点レンズ９Ｂａおよび９Ｂｂは、図
４に示すように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９Ｂａおよび９Ｂｂのそ
れぞれには、表１ないし表３を用いて後段に説明するよ
うに、実質的に同一の特性が与えられている。なお、各
レーザ素子に対して設けられる有限焦点レンズは、９Ｂ
ａおよび９Ｂｂ，９Ｙａおよび９Ｙｂ，９Ｍａおよび９
Ｍｂ並びに９Ｃａおよび９Ｃｂの合計８個であり、表２
を用いて後段に説明する条件を満足するように、焦点距
離が基本とする特性（設計値）に対して上限（＋）１０
％、下限（−）１０％の範囲内となるように設定されて
いる。

【００４９】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。

【００５０】シリンダレンズ１２Ｂは、例えばＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレート）製であって、空気と接す
る面（光源側面）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たプラスチック
シリンダレンズ１７Ｂと、例えばＦＤ６０（低分散光学
ガラス）により形成されるガラスシリンダレンズ１９Ｂ
が、接着により、または図示しない位置決め部材に向か
って所定の方向から押圧されることで一体に形成された
ハイブリッドレンズである。このため、プラスチックシ
リンダレンズ１７Ｂとガラスシリンダレンズ１９Ｂが接
する面の副走査方向の曲率は、等しく設定される。な
お、ガラスシリンダレンズ１９Ｂにプラスチックシリン
ダレンズ１７Ｂが一体に成型されてもよい。

【００５１】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
ら偏向装置５に向かうレーザビームＬＢａ，ＬＢｂが、
偏向後光学系２１の２枚組結像レンズ３０の第１，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。

【００５２】ハーフミラー１１Ｂにより副走査方向に所
定のビーム間隔が与えられて実質的に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
ＬＢｂは、レーザ合成ミラー１３の偏向装置５に最も近
接した反射面１３Ｂにより反射されて偏向装置５に案内
される。

【００５３】なお、各レーザビームのうちのイエローレ
ーザビームＬＹａおよびＬＹｂは、図７を用いて後段に
説明する合成ミラー１３の非反射領域１３Ｙを通過さ
れ、偏向装置５に、直接案内される。また、各レーザビ
ームのうちのマゼンタレーザビームＬＭａおよびＬＭｂ
は、図７を用いて後段に説明する合成ミラー１３の偏向
装置５から最も離れた位置に設けられた反射面１３Ｍに
より反射されて偏向装置５に案内される。一方、シアン
レーザビームＬＣａおよびＬＣｂは、同反射面１３Ｍと
反射面１３Ｂとの間に設けられた反射面１３Ｃ反射され
て偏向装置５に案内される。以下、表１に、偏向前光学
系７の光学的数値データを示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１から明らかなように、それぞれの色成
分に対応される有限焦点レンズ９およびシリンダレンズ
１２は、単体では、どの色成分に関しても同一のレンズ
が利用される。

【００５６】図５は、偏向前光学系７（Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ）を通ったレーザビームＬ（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）
の偏向装置５の各反射面での副走査方向の位置関係を説
明する概略図である。

【００５７】図５から明らかなように、それぞれのレー
ザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、偏向装置５の
反射面の回転軸と平行な方向に、相互に異なる間隔で、
偏向装置５に案内される。なお、偏向装置５の各反射面
上でのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ相互の
間隔は、ＬＹ−ＬＭ間で３．２０ｍｍ、ＬＭ−ＬＣ間で
２．７０ｍｍおよびＬＣ−ＬＢ間で２．３０ｍｍであ
る。このことは、表１ないし表３に示した結果とも一致
している。

【００５８】次に、偏向後光学系２１について説明す
る。偏向装置５に案内されたレーザビームＬＢａおよび
ＬＢｂは、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３０ａ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並びに
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５８
Ｂに照射される。

【００６０】次に、シリンダレンズ１２と偏向後光学系
との間の光学特性について詳細に説明する。偏向後光学
系２１すなわち２枚組みレンズ３０の第１，第２の結像
レンズ３０ａ，３０ｂは、プラスチック、例えばＰＭＭ
Ａにより形成されることから、周辺温度が、例えば０°
Ｃから５０°Ｃの間で変化することで、屈折率ｎが、
１．４８７６から１．４７８９まで変化することが知ら
れている。この場合、第１，第２のレンズ３０ａ，３０
ｂを通過されたレーザビームが実際に集光される結像
面、すなわち、副走査方向における結像位置は、±１２
ｍｍ程度変動してしまう。

【００６１】これに対して、図４に示した偏向前光学系
７に、偏向後光学系２１に利用されるレンズの材質と同
一の材質のレンズを、曲率を最適化した状態で組み込む
ことで、温度変化による屈折率ｎの変動に伴って発生す
る結像面の変動を、±０．５ｍｍ程度に抑えることがで
きる。すなわち、偏向前光学系７のシリンダレンズ１２
がガラスレンズで、偏向後光学系２１がプラスチックレ
ンズにより構成される従来の光学系に比較して、偏向後
光学系２１のレンズの温度変化による屈折率の変化に起
因して発生する副走査方向の色収差が補正できる。

【００６２】しかしながら、補正可能な色収差の補正量
は、プラスチックシリンダレンズ１７のパワーに比例す
る。すなわち、補正可能な色収差の量は、プラスチック
シリンダレンズ１７の入射面曲率と出射面曲率との差に
応じて決まることから、プラスチックシリンダレンズ１
７の入射面を平面とすれば、このことにより、ガラスシ
リンダレンズ１９の曲率が特定される。従って、ガラス
シリンダレンズ１９に利用される材料が特定されるとシ
リンダレンズ１２の焦点距離が決定される。

【００６３】このことから、偏向後光学系の光学特性が
特定された場合には、副走査方向のビームの最小径は、
シリンダレンズ１２の焦点距離のみによって、設定可能
となる。この場合、設計自由度が確保できなくなり、目
標とするビーム径を得ることと色消しとが両立しなくな
る虞れがある。

【００６４】なお、ガラス材料を変更することにより屈
折率を変えてガラスシリンダレンズ１９の焦点距離を調
整することで、シリンダレンズ１２としての焦点距離を
設定する方法もあるが、ガラスの材質によっては、研削
性、保管または運送に際して必ずしも有益とは限らず、
自由度が低くなることは避けられない。

【００６５】また、ガラスシリンダレンズ１９の入射面
および出射面のそれぞれに曲率を与え、プラスチックシ
リンダレンズ１７のパワーと、シリンダレンズ１２のパ
ワーを独立の関数とする方法もことも可能である。

【００６６】しかしながら、成型により作成するプラス
チックシリンダレンズ１７の両側に曲率を与え、プラス
チックシリンダレンズ１７のパワーとシリンダレンズ１
２のパワーを独立の関数とする上記方法により最もコス
トを低減できる。また、上記方法によれば、加工精度お
よび形状精度を容易に確保できる。

【００６７】図６には、偏向装置５と像面との間を通過
する第１ないし第４の合成されたレーザビームＬ（Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ）と露光装置１の副走査方向の系の光軸
との関係が示されている。

【００６８】図６に示されるように、偏向装置５の反射
面で反射された第１ないし第４の合成されたレーザビー
ムＬ（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）は、それぞれ、第１の結像
レンズ３０ａと第２の結像レンズ３０ｂとの間で、副走
査方向に関し、系の光軸と交差して、像面に案内され
る。

【００６９】図７には、第１ないし第４の合成されたレ
ーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの束の
レーザビームとして、偏向装置５の各反射面に案内すレ
ーザ合成ミラー１３が示されている。

【００７０】レーザ合成ミラー１３は、画像形成可能な
色成分の数（色分解された色の数）よりも「１」だけ少
ない数だけ配置される第１ないし第３のミラー１３Ｍ，
１３Ｃおよび１３Ｂと、それぞれのミラー１３Ｍ，１３
Ｃおよび１３Ｂを保持する第１ないし第３のミラー保持
部１３α，１３βおよび１３γ並びにそれぞれの保持部
１３α，１３βおよび１３γを支持するベース１３ａに
より構成される。なお、ベース１３ａ並びにそれぞれの
保持部１３α，１３βおよび１３γは、熱膨脹率が小さ
い、たとえば、アルミニウム合金などにより一体的に形
成されている。

【００７１】このとき、光源３Ｙすなわちイエロー第１
レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３Ｙｂからのレ
ーザビームＬＹは、既に説明したように、偏向装置５の
各反射面に直接案内される。この場合、レーザビームＬ
Ｙは、露光装置１の系の光軸よりもベース１３ａ側すな
わち第１の保持部１３αに固定されるミラー１３Ｍとベ
ース１３ａとの間の通過領域１３Ｙを通過される。

【００７２】次に、合成ミラー１３のそれぞれのミラー
１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂにより反射されて偏向装置
５に案内される各レーザビームＬ（Ｍ，ＣおよびＢ）並
びに偏向装置５に直接案内されるレーザビームＬＹの光
強度（光量）について考察する。

【００７３】合成ミラー１３によれば、それぞれのレー
ザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、偏向装置５の各反射
面に入射する前段の各レーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬ
Ｂが副走査方向に分離している領域で、通常のミラー
（１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ）によって折り返され
る。従って、各反射面（１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ）
で反射されたのち多面鏡本体５ａに向けて供給される各
レーザビームＬ（Ｍ，ＣおよびＢ）の光量は、各シリン
ダレンズ１２からの出射光量のおおむね９０％以上に維
持できる。各レーザ素子の出力を低減できるばかりでな
く、傾いた平行平板による収差が発生しないため、像面
に到達される光の収差を均一に補正できる。これによ
り、それぞれのレーザビームのビーム径を小さく絞るこ
とが可能となり、結果として、高精細化への対応を可能
とする。なお、Ｙ（イエロー）に対応するレーザ素子３
Ｙは、合成ミラー１３のいづれのミラーにも関与される
ことなく、直接、偏向装置５の各反射面に案内されるこ
とから、レーザの出力容量が低減できるばかりでなく、
（合成ミラーにより反射される他のレーザビームに生じ
る虞れのある）ミラー（１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ）
で反射されることによる各反射面への入射角の誤差が除
去される。

【００７４】次に、偏向装置の各反射面で反射されたレ
ーザビームＬ（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）と偏向後光学系２
１を通って露光装置１から外部へ出射されるレーザビー
ムＬ（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）の傾きとミラー３３Ｂ，３
７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃとの関係について説明する。

【００７５】既に説明したように、偏向装置５の多面鏡
５ａで反射され、第１ないし第２の結像レンズ３０ａお
よび３０ｂにより所定の収差特性が与えられた各レーザ
ビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、第１
のミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂにより所
定の方向に折り返される。

【００７６】このとき、レーザビームＬＢは、第１のミ
ラー３３Ｂで反射されたのち、そのまま防塵ガラス３９
Ｂを通って感光体ドラム５８ｂに案内される。これに対
し、残りのレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、それ
ぞれ、第２のミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃに案内
され、第２のミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃによっ
て、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃに向かっ
て反射され、さらに、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃで反射されたのち、それぞれ、防塵ガラス３９
Ｙ，３９Ｍおよび３９Ｃにより、おおむね等間隔でそれ
ぞれの感光体ドラムに結像される。この場合、第１のミ
ラー３３Ｂで出射されたレーザビームＬＢとレーザビー
ムＬＢに隣り合うレーザビームＬＣも、おおむね等間隔
で感光体ドラム５８Ｂおよび５８Ｃのそれぞれに結像さ
れる。

【００７７】ところで、レーザビームＬＢは、多面鏡５
ａの各反射面で偏向された後は、ミラー３３Ｂで反射さ
れるのみで、露光装置１から感光体ドラム５８に向かっ
て出射される。

【００７８】このレーザビームＬＢは、光路中に複数の
ミラーが存在する場合に、ミラーの数に従って増大（逓
倍）される結像面での像のさまざまな収差特性の変動あ
るいは主走査線曲がりなどに関し、残りのレーザビーム
Ｌ（Ｙ，ＭおよびＣ）を相対的に補正する際の基準光線
として有益である。

【００７９】なお、光路中に複数のミラーが存在する場
合には、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよ
びＬＢごとに利用されるミラーの枚数を奇数または偶数
に揃えることが好ましい。すなわち、図３から明らかな
ように、レーザビームＬＢに関与する偏向後光学系２１
のミラーの枚数は、偏向装置５の多面鏡５ａを除いて１
枚（奇数）で、レーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関
与する偏向後光学系２１のミラーの枚数は、それぞれ、
多面鏡５ａを除いて３枚（奇数）である。ここで、いづ
れか１つのレーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関し、
第２のミラー３５が省略されたと仮定すれば、第２のミ
ラー３５が省略された光路（ミラーの枚数は偶数）を通
るレーザビームのレンズなどの傾きなどによる主走査線
曲がりの方向は、他のレーザビームすなわちミラーの枚
数が奇数のレンズなど傾きなどによる主走査線曲がりの
方向と逆になり、所定の色を再現する際に有害な問題で
ある色ズレを引き起こす。

【００８０】従って、２＋２＋２＋２＝８本のレーザビ
ームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを重ねて所定の色を再
現する際には、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよび
ＬＢの偏光後光学系２１の光路中に配置されるミラーの
枚数は、実質的に、奇数または偶数に統一される。

【００８１】図８には、水平同期用ミラーが詳細に示さ
れている。図８によれば、水平同期用ミラー２５は、そ
れぞれの合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよ
びＬＢを、主走査方向には水平同期検出器２３に異なる
タイミングで反射させるとともに、副走査方向には水平
同期検出器２３上で実質的に同一の高さを提供できるよ
う、主走査方向および副走査方向ともに異なる角度に形
成された第１ないし第４のミラー面２５Ｙ，２５Ｍ，２
５Ｃおよび２５Ｂ、及び、それぞれのミラー２５（Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ）を一体に保持するミラーブロック２５
ａを有している。

【００８２】ミラーブロック２５ａは、たとえば、ガラ
ス入りＰＣ（ポリカーボネイト）などにより成型され
る。また、各ミラー２５（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）は、所
定の角度で成型されたブロック２５ａの対応する位置
に、例えばアルミニウム等の反射率の高い金属が蒸着さ
れて形成される。

【００８３】このようにして、偏向装置５で偏向された
各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの
検出器２３の同一の検出位置に入射させることが可能と
なるばかりでなく、たとえば、検出器が複数個配置され
る際に問題となる各検出器の感度あるいは位置ずれに起
因する水平同期信号のずれが除去できる。なお、水平同
期検出器２３には、水平同期用ミラー２５により主走査
方向１ラインあたりレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣお
よびＬＢが合計４回入射され、１つのビームにつきＮｉ
回づつ（各２回）の水平同期信号が得られることはいう
までもない。また、ミラーブロック２５ａは、型のミラ
ー面が１つにブロックから切削加工により作成可能に設
計され、アンダーカットを必要とせずに、型から抜ける
よう工夫されている。

【００８４】図９は、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃを支持機構を示す概略斜視図である。図９によ
れば、第３のミラー３７（Ｙ，ＭおよびＣ）は、それぞ
れ、露光装置１の中間ベース１ａの所定の位置に、中間
ベース１ａと一体的に形成された固定部４１（Ｙ，Ｍお
よびＣ）、及び、固定部４１（Ｙ，ＭおよびＣ）に対
し、対応するミラーを挟んで対向されるミラー押さえ板
ばね４３（Ｙ，ＭおよびＣ）により保持される。

【００８５】固定部４１（Ｙ，ＭおよびＣ）は、各ミラ
ー３７（Ｙ，ＭおよびＣ）の両端部（主走査方向）に一
対形成されている。一方の固定部４１（Ｙ，Ｍおよび
Ｃ）には、それぞれ、ミラー３７（Ｙ，ＭおよびＣ）を
２点で保持するための２つの突起４５（Ｙ，Ｍおよび
Ｃ）が形成されている。また、他の一方の固定部４１
（Ｙ，ＭおよびＣ）には、突起４５（Ｙ，ＭおよびＣ）
で保持されているミラーを垂直方向または光軸に沿って
移動可能に支持する止めねじ４７（Ｙ，ＭおよびＣ）が
配置されている。

【００８６】図９に示されるように、それぞれのミラー
３７（Ｙ，ＭおよびＣ）は、止めねじ４７（Ｙ，Ｍおよ
びＣ）が所定の方向に移動されることで、突起４５
（Ｙ，ＭおよびＣ）を支点として、ミラー面に垂直方向
または光軸方向に移動されるので、主走査方向の傾きす
なわち主走査線の曲りが補正される。

【００８７】図１０は、半導体レーザ素子が放射するレ
ーザビームの波長と発光角、並びに有限焦点レンズ９の
焦点距離と像面でのビーム絞り径（断面ビーム径）との
関係を説明するための概略図である。なお、図１０は、
主走査方向に関するもので副走査方向については, 実質
的に同一であるから、説明を省略する。

【００８８】図１０に示されるように、各レーザ素子か
ら出射されたレーザビームは、発光角θで有限焦点レン
ズ９に入射される。このとき、有限焦点レンズ９の前側
主平面とレーザ素子の発光点との間の距離は、Ｓ´であ
る。一方、有限焦点レンズ９の後側主平面から出射され
たレーザビームは、角度αで、像面との間の距離Ｓで収
束される。

【００８９】以下、レーザ素子が放射するレーザビーム
の波長をλ、有限焦点レンズ９の焦点距離をｆとする
と、像面でのビーム絞り径ωｏは、 と表される。

【００９０】この場合、式（１）でＳ′がｆに比べて十
分大きいならば、 ｆ／ (Ｓ′−ｆ) ＜１ となり、よって ｔａｎ^-1 (ｆ／ (Ｓ′−ｆ) ×ｔａｎθ) ＝ｆ／ (Ｓ′
−ｆ) ×ｔａｎθ となるので、ωｏは、θに、ほぼ反比例することにな
る。

【００９１】各レーザ素子の発光角θ（主走査方向）の
設計値は、５１°で、基準温度での発光波長は、６８０
ｎｍ（ナノメートル）であるが、製造誤差等により、個
々のレーザ素子により異なる。また、有限焦点レンズの
焦点距離ｆは、１６．７１９ｍｍである。

【００９２】これもまた、製造誤差等により、個々の有
限焦点レンズによって異なる。よって、レーザビームの
波長（レーザ素子の発光波長）、発光角のばらつき、有
限焦点レンズの焦点距離のばらつきにより、像面でのビ
ーム径にばらつきが生じる。

【００９３】ビーム径のばらつきにより、感光体ドラム
上に形成される潜像の１ドットの大きさが変化し、結果
的に、画質が劣化する。像面でのビーム径の変動が設計
値に対し、上限１０％、下限−１０％の範囲内であれ
ば、画質の劣化が許容範囲内に収まることが後述するよ
うにわかっているので、この範囲に入るように、レーザ
ビームの波長、発光角のばらつき、有限焦点レンズのば
らつきを管理すれば、画質の劣化を防ぐことができる。

【００９４】複数の半導体レーザ素子を用いるマルチビ
ーム露光装置においては、図２ないし図７および表１に
示した偏向前光学系（すなわち有限焦点レンズ、ハーフ
ミラー、シリンダレンズ、合成ミラー）、偏向装置（多
面鏡の各反射面）、および偏向後光学系（すなわち２枚
組レンズ、第１〜第３のミラー、防塵ガラス）のそれぞ
れにより生じるレーザビームの光強度の変動（主として
減少）等により、感光体ドラムに形成される潜像毎に、
現像装置と感光体ドラムとが対向される位置での画像電
位が異なることが知られている。すなわち、潜像１ドッ
トの濃度のばらつき（偏差）が発生し、結果的に、画質
が劣化することになる。

【００９５】像面でのレーザビームの光強度が設計値に
対し、上限２％、下限−２％の範囲内であれば、画質の
劣化が許容範囲に収まることが後述するようにわかって
いるので、レーザ駆動回路の駆動電流を調整して、像面
でのレーザビームの光強度が設計値に対し、上述した範
囲内に入るようにしてやれば、画質の劣化を防ぐことが
できる。

【００９６】なお、光強度の基準値は、感光体ドラムの
外周上での照度（所定の表面電位を目的の画像電位に減
衰させることのできる明るさ）を達成するために、例え
ば３００μＷ（マイクロワット）に設定されている。

【００９７】表２は、上述した感光体ドラムの外周面で
のビーム絞り径ωｏのばらつき（偏差）およびレーザビ
ームの光強度の変動と画質の影響に関する確認試験の結
果を示すもので、２本のレーザビームのビーム径、ビー
ム強度およびビーム発光角のそれぞれについて、有限焦
点レンズの焦点距離を変化させたときの画像を目視で評
価している。

【００９８】

【表２】

【００９９】表２に示されるように、各レーザ素子を放
射されたレーザビームの断面ビーム径が感光体ドラム上
で、設計値に対して最大で１０％（上限）、最小で−１
０％（下限）の範囲内に収まる場合に、画質の劣化すな
わちが解像度の低下および細線の間隔の変動等が許容範
囲内となることが認められる。

【０１００】図１１は、各レーザ素子が放射するレーザ
ビームの波長とレーザ素子が設けられる位置の温度との
関係（モードホッピング）の一例を示すグラフである。
図１１に示されるように、レーザ素子は、任意の環境温
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１０°Ｃ上昇する毎に、概ね２ｎｍ
長くなる（発振周波数が、下がる）ことが認められる。

【０１０１】しかしながら、図１１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１ｎｍ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、個々のレー
ザ素子により異なり、現在のところ特定されていない。

【０１０２】各レーザ素子の発光出力（光強度）すなわ
ち駆動電流の大きさを大きく変化することは、温度上昇
等の要因により各レーザ素子から放射されるレーザビー
ムの波長を変動させる（上述したモードホッピングが誘
発される）虞れがある。従って、各レーザ素子に供給す
る駆動電流の大きさの設計値（基準値）は一定に設定さ
れ、例えば偏向前光学系のハーフミラーや偏向後光学系
の各ミラーの反射率のばらつきに対して駆動電流の補正
（調整）を行うようにしている。

【０１０３】また、表２に示されるように、各レーザ素
子が放射するレーザビームの波長、各有限焦点レンズの
焦点距離のばらつきがないようにした場合、各レーザの
発光角のばらつきが設計値に対して最大で１０％、最小
で−１０％の範囲内に収まる場合に、画質の劣化が許容
範囲内となることが認められる。よって、各レーザ素子
が放射するレーザビームの波長、各有限焦点レンズの焦
点距離のばらつきがない場合、各レーザ素子がレーザビ
ームを放射する際の発光角のばらつきが設計値（５１
°）に対して最大で１０％、最小で−１０％の範囲内に
収まるようにすれば、ビーム径の変動による画質の劣化
を防止できる。

【０１０４】また、表２に示されるように、各レーザ素
子が放射するレーザビームの波長、発光角のばらつきが
ないようにした場合、各有限焦点レンズの焦点距離のば
らつきが設計値（１６．７１９ｍｍ）に対して最大で１
０％、最小で−１０％の範囲内に収まる場合に、画質の
劣化が許容範囲内となることが認められる。よって、各
有限焦点レンズの焦点距離のばらつきが設計値に対して
最大で１０％、最小で−１０％の範囲内に収まるように
すれば、ビーム径の変動による画質の劣化を防止でき
る。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の露光装置
は、潜像１ドットの大きさおよび濃度のばらつきを抑え
ることができ、複数の光ビームを用いて画像を露光する
場合に生じる光ビーム相互間の断面ビーム径の偏差およ
び光強度の偏差に起因する画質の劣化すなわち解像度の
低下および細線の間隔が不均一となる現象等の発生を、
防ぐことができる。従って、色ずれのないカラー画像を
提供可能なカラー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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態としての露光装置が組み
込まれる画像形成装置の一例を示す概略図。

【図２】図１に示した画像形成装置の露光装置の概略平
面図。

【図３】図２に示した露光装置を、偏向装置の反射点を
含む副走査断面で切断した概略断面図。

【図４】図２に示した露光装置における偏向前光学系の
要部を説明する概略図。

【図５】図２に示した露光装置の偏向装置に入射する光
ビームの副走査方向の間隔を示す概略図。

【図６】図２に示した露光装置における偏向後光学系内
の副走査方向の光ビームの関係を説明する概略図。

【図７】図２に示した露光装置の合成ミラーの一例を説
明する概略図。

【図８】図２に示した露光装置の水平同期検出器用の反
射ミラーの一例を説明する概略図。

【図９】図２に示した露光装置において、ミラーを保持
する機構を説明する概略図。

【図１０】図２に示した露光装置に組み込まれる半導体
レーザ素子から放射されるレーザビームの波長と主走査
方向の発光角、並びに有限焦点レンズの焦点距離と像面
でのビーム絞り径（断面ビーム径）との関係を示す概略
図である。

【図１１】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。

【符号の説明】

１ ・・・露光装置、 ３ ・・・光源、 ５ ・・・偏向装置、 ７ ・・・偏向前光学系、 ９ ・・・有限焦点レンズ、 １０ ・・・絞り、 １１ ・・・シリンダレンズ、 １２ ・・・ハーフミラー、 １３ ・・・合成ミラー、 ２１ ・・・偏向後光学系、 ２３ ・・・ビーム位置検出器（水平同期用光検出
器）、 ２５ ・・・水平同期検出用ミラー、 ３０ａ・・・第１の結像レンズ、 ３０ｂ・・・第２の結像レンズ、 ３３ ・・・第１ミラー、 ３５ ・・・第２ミラー、 ３７ ・・・第３ミラー、 ３９ ・・・防塵ガラス、 ４０ ・・・平行度調整機構 １００ ・・・画像形成装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記複数の光源のそれぞれが放射する光の像面での光強
   度の変動の偏差を所定の範囲としたことを特徴とする露
   光装置。
2. 【請求項２】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記複数の光源のそれぞれが放射する光の発散角の変動
   の偏差を所定の範囲としたことを特徴とする露光装置。
3. 【請求項３】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記偏向前光学手段の前記複数の光源のそれぞれに対し
   て設けられるレンズの焦点距離の変動の偏差を所定の範
   囲としたことを特徴とする露光装置。
4. 【請求項４】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記複数の光源のそれぞれが放射する光の像面での光強
   度の変動の偏差の上限値を２％、下限値を−２％とした
   ことを特徴とする露光装置。
5. 【請求項５】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記複数の光源のそれぞれが放射する光の発散角の変動
   の偏差の上限値を１０％、下限値を−１０％としたこと
   を特徴とする露光装置。
6. 【請求項６】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記偏向前光学手段の前記複数の光源のそれぞれに対し
   て設けられるレンズの焦点距離の変動の偏差の上限値を
   １０％、下限値を−１０％としたことを特徴とする露光
   装置。
7. 【請求項７】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記複数の光源のそれぞれが放射する光の像面位置にお
   けるビーム径の変動の偏差を所定の範囲としたことを特
   徴とする露光装置。
8. 【請求項８】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する露光装置において、 前記複数の光源のそれぞれが放射する光の像面位置にお
   けるビーム径の変動の偏差の上限値を１０％、下限値を
   −１０％としたことを特徴とする露光装置。