(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向前光学系からの光線を主走査方向に走査する回転多面鏡と、当該回転多面鏡で走査された光線を像面に結像させる第１及び第２のミラーとを備えた光走査装置であって、
複数の光線を走査して上記像面側の第２のミラーから反射された後に、その一部の光線のみを折り返すことにより光線の分離を行う複数のミラーを持ち、これらのミラーで分離する位置のうち、各光線のうち上記第２のミラーでの折り返し点が上記偏向器から副走査方向に遠い方の光線での分離する位置を、第２のミラーの近くに設定すると共に、
上記回転多面鏡側の第１のミラーの基材の線膨張係数の方を、上記像面側の第２のミラーの基材の線膨張係数よりも大きくした
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
上記第２のミラー上でのそれぞれのビームの間隔を、下流側で分離される光線間の間隔ほど大きく取ったことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
上記第１のミラーが、副走査方向に負のパワーを持ち、上記第２のミラーが、副走査方向に正のパワーを持ち、像側主点が、主走査方向及び副走査方向ともに、上記第２のミラーよりも像面側に位置することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
上記第１及び第２のミラーがそれぞれ、副走査方向に非対称で、かつ主走査方向及び副走査方向の位置により、主走査方向及び副走査方向の曲率を変化させたミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
上記第１のミラーが主走査方向及び副走査方向に凸の形状を持ち、上記第２のミラーが主走査方向及び副走査方向に凹の形状を持つことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転多面鏡で走査された光線を像面に結像させる２枚のミラーを備えた光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
露光装置の偏向後光学系にレンズを使った走査光学系では、色消しという、波長の変動に対してビーム位置や結像位置をずれにくくする設計的制約があった。これは、波長の違いにより、レンズ材料の屈折率が異なってくるためである。これに対して、ミラーは波長依存性が少ないという利点を有することから、走査光学系にミラーを使用する発明がなされている。この例としては、特許文献１に記載されたレーザ走査装置がある。
【０００３】
このレーザ走査装置では、図１及び図２のように、偏向後光学系において２枚のミラーを用いているが、この２枚のミラーの主走査方向パワーは、正、正となっている。
【０００４】
このため、２枚のミラーによる主点は、第１のミラーと第２のミラーの間に位置し、最終の結像素子の面から像面までの距離は、ｆθミラーのｆの値より大きく取ることができない。
【０００５】
また、特許文献２や特許文献３には、１枚のミラーを用いた装置があるが、この場合、主点はミラー面に位置する。このため、最終の面から像面間距離は、ｆθミラーのｆ値とほぼ同等の値となる。
【０００６】
また、安価な成形品を使った光学素子を使用したものとして、プラスチックレンズ２枚組みを使ったものがあるが、屈折率、形状への温度、湿度の影響を抑える為には、レンズそのものに大きなパワーを与えられないという制約がある。この為、最終の結像素子と像面との間の距離を稼ごうとすると、有効画角を小さくし、画像周波数を上げる必要があった。成形品にアルミ蒸着を施してミラーとして用いると、屈折率への温度、湿度の影響は除去できる。過去には、第１のミラーを正のパワーを持つ凹形状にしたものがあるが、像側主点が第２のミラーよりも回転多面鏡側となり、最終の結像素子と像面間距離が短くなってしまっていた。
【０００７】
回転多面鏡の面の出入り（回転中心から、反射面までの距離が、それぞれの面により異なる場合のばらつき量）の影響を受けない様にする為に、回転多面鏡へは、主走査方向に対し、ほぼ平行光とされた光線が入射するものと考える（図４参照）。この場合、ｆθ特性のｆの値は、ほぼ、結像系の合成された焦点距離と等しくなる。この為、像面側主点から、合成焦点距離だけ進んだところが像面となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１―５６４４５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４４１号公報
【特許文献３】特開２００１−１３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
最終の結像素子と像面との間の距離を確保する１つの方法としては、ｆの値を大きくする方法があるが、これを行うと、同じ幅を走査する際のθの値が小さくなる。この場合、下記２点の短所がある。
【００１０】
（１）θの値が小さくなると、１画素に相当する、レーザＯＮ／ＯＦＦの周波数である画像周波数を上げてしまう。
【００１１】
ビーム位置は、ｈ＝ｆθの関係になるように設計される。１画素の大きさをΔｈ、１画素を形成するときの振り角をΔθとすると、Δｈ＝ｆΔθとなる。画像周波数は、ビームの偏向角速度をω、１画素を形成する時間をΔTとした際には、Δｈ＝ｆωΔTとなる。よって、画像周波数は、１／△Ｔ＝ｆω／△ｈとなる。これは、画像周波数がｆに比例することを示しており、ｆを大きくすると画像周波数が上がってしまう。
【００１２】
（２）θの値が小さくなると、回転多面鏡の反射面と結像素子の最終面までの距離も、ｆに比例して大きくなるため、全体の光路長が長くなり、ユニットが大型化してしまう。
【００１３】
他の方法としては、主走査方向の像側主点を最終の結像素子よりも像面側に持ってくる方法がある。
【００１４】
近軸光線理論を使い、φ1、φ2のパワーを持った２つの光学素子がｄ2の距離でおかれた際を考える。
【００１５】
合成されたパワーは
φt＝φ1＋φ2−ｄ2×φ1×φ2  …（式１）
物点側主点位置は、１つ目の光学素子から
Δ1＝ｄ2（φ2／φt）  …（式２）
像面側主点位置は、２つ目の光学素子から
Δ2＝−ｄ2（φ1／φt）  …（式３）
となる。なお、△1、△2は、＋側が像面側となる。
【００１６】
ここで、主走査方向においては、平行光に近い光線が光学素子に入射して像面で結像するためには、合成パワーφtを正に設定する必要がある。
【００１７】
像面側主点位置を、第２の光学素子よりも、像面側に持ってくるには△2＞０とするパワー配分にすればよい。
【００１８】
素子間の距離はプラスであるためｄ2＞０である。前述のように、合成パワーは正であるためφt＞０である。以上の条件と（式３）から、φ1＜０であれば、△2＞０を実現することができる。
【００１９】
さらに、合成パワーを正とする為には、次の条件が必要である。まず、（式１）を書き換えて
φt＝φ1＋φ2（１−ｄ2×φ1）
と表される。ｄ2＞０、φ1＜０であるから、（１−ｄ2×φ1）＞０、φ1＜Ｏであるから、φt＞０である為には、少なくともφ2＞Ｏである必要がある。正確にはφ2＞−[φ1／（１−ｄ2×φ1）]である必要がある。
【００２０】
よって、２枚構成の光学系で、物点側を負、像面側を正のパワーを持つ光学素子で構成すれば、像側主点を像面側光学素子よりも像面側へ持ってくることができる（図３参照）。
【００２１】
２枚構成のレンズでは、軸上収差の色消しを目的として、偏向器側のパワーをマイナスとし、偏向器側レンズの材質を高屈折率、高分散材質の物としたものは開発されている。この目的は、レンズに特有の問題である色消しにある。一方、ミラーにおいては、波長によるパワーの変化がないため、色消しというレンズに特有の問題はなく、上記レンズのようなパワー配置の検討は、これまで行われていなかった。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために本発明は、偏向前光学系からの光線を主走査方向に走査する回転多面鏡と、当該回転多面鏡で走査された光線を像面に結像させる第１及び第２のミラーとを備えた光走査装置であって、複数の光線を走査して上記像面側の第２のミラーから反射された後に、その一部の光線のみを折り返すことにより光線の分離を行う複数のミラーを持ち、これらのミラーで分離する位置のうち、各光線のうち上記第２のミラーでの折り返し点が上記偏向器から副走査方向に遠い方の光線での分離する位置を、第２のミラーの近くに設定すると共に、上記回転多面鏡側の第１のミラーの基材の線膨張係数の方を、上記像面側の第２のミラーの基材の線膨張係数よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
これにより、回転多面鏡の反射面と像面との間の光路長の増大を抑えつつ、最終の結像素子と像面との間の距離を確保して、プロセスユニット等の形状、配置の自由度を高め、光走査装置及びこれを組み込んだ露光装置、画像形成装置の小型化を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】２枚のミラーを用いた従来の偏向後光学系を示す平面図である。
【図２】２枚のミラーを用いた従来の偏向後光学系を示す側面図である。
【図３】主点の位置について説明する模式図である。
【図４】偏向器の回転多面鏡および像面までの、面の出入りが有る場合の光の状態を示す概略平面図である。
【図５】副走査方向の光線通過位置を示す模式図である。
【図６】光線位置と光路長との関係を示す模式図である。
【図７】光線位置と光軸方向位置との関係を示す模式図である。
【図８】第１のミラーと第２のミラーとで反射される光線の光路を示す模式図である。
【図９】偏向器の回転多面鏡の面の出入りが、副走査方向の像面ビーム位置に影響を及ぼすことを説明してその量を説明するための模式図である。
【図１０】（ａ）は折り返しミラーを全て展開した際の光学系の平面図、（ｂ）は偏向後光学系を示す側面断面図、（ｃ）は偏向前光学系を示す側面断面図である。
【図１１】（ａ）は偏向後光学系の折り返しミラーを全て展開した際の光学系の平面図、（ｂ）は偏向後光学系を示す側面断面図、（ｃ）は偏向前光学系を示す側面断面図である。
【図１２】偏向前光学系を示す側面断面図である。
【図１３】各光線の光線位置と光軸方向位置との関係を示す模式図である。
【図１４】偏向前光学系の光学データを示す表１である。
【図１５】偏向後光学系の光学データを示す表２である。
【図１６】結像ミラーの形状を表すデータ及び近軸の主要値を示す表３である。
【図１７】偏向前光学系の光学データを示す表４である。
【図１８】偏向後光学系の光学データを示す表５である。
【図１９】結像ミラーの形状を表すデータ及び近軸の主要値を示す表６である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る光走査装置を備えた露光装置の最良な実施の形態について説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、偏向前光学系からの光線を主走査方向に走査する回転多面鏡と、当該回転多面鏡で走査される光線を像面に結像させる２枚のミラー（上記回転多面鏡側の第１のミラーと、像面側の第２のミラー）とを備えたものである。露光装置の具体例は後述の実施例において詳述する。この露光装置において、上記回転多面鏡側の第１のミラーが主走査方向に負のパワーを持ち、像面側の第２のミラーが主走査方向に正のパワーを持つものである。この構成により、ミラーによる走査光学系において、Ｔ.Ｔ．（上記回転多面鏡の反射面と像面との間の光路長）の増大を抑えつつ、最終の結像素子と像面との間の距離を確保することにより、プロセスユニット等の形状、配置の自由度を高め、露光装置及びこれを組み込んだ画像形成装置の小型化が可能となる。以下、具体的に述べる。
【００２７】
２枚構成のミラーにて、偏向器（回転多面鏡）側の主走査方向のパワーを負、像面側のミラーの主走査方向のパワーを正として、走査光学系に必要とされる特性である、ｆθ特性、走査線の曲がり、面倒れ補正機能及び結像特性を満足しつつ、主走査方向主点位置を像面側へ持ってくる様にする構成が可能かどうかを検討した。
【００２８】
レンズの場合には、それぞれ１つのレンズにつき、入射面形状、出射面形状、厚さ、屈折率、分散の設計自由度があり、これらの最適化を行うことにより、主走査方向のパワー配分を偏向器側マイナスパワー、像面側プラスパワーとすることが可能であった。また、入射光に対し、出射光は光学素子の反対側から出て行くため、副走査方向に関しては、レンズ軸を光線に対して傾けなくとも問題は発生しなかった。
【００２９】
これに対してミラーにおいては、下記の制約がある。
【００３０】
(1)  それぞれ１つのミラーにつき、１面の面形状のコントロールしかできない。１つの光学素子につき、形状をコントロールできる面数が１面減り、厚さ、屈折率、分散もコントロールできない。
【００３１】
(2)  ミラーの場合、光学素子に対し、出射光は入射光と同じ側に出射される。この為、
ｉ）  第２のミラーにより、第１のミラーの上流側の光路を遮らない。
【００３２】
ｉｉ）  第１のミラーにより、第２のミラーの下流側の光路を遮らない。
【００３３】
という条件を満たす様、ミラー面を副走査方向に傾ける必要がある。
【００３４】
このような制約の上で、ミラー２枚構成にて、主走査方向の物点側を負、像面側を正のパワーを持つ光学素子で構成しても、走査光学系に必要とされる特性が実現可能であることが、検討の結果、明らかになった。即ち、結像素子を２枚のミラーとし、主走査方向に対し，１つ目のミラーが負のパワーを持ち、２つ目のミラーが正のパワーを持つようにすることで、次のような効果がある。
【００３５】
回転多面鏡の面の出入り（回転中心から、反射面までの距離が、それぞれの面により異なる場合のばらつき量）の影響を受けない様にする為に、回転多面鏡へは主走査方向に対し、ほぼ平行光とされた光線が入射するものと考える（図４参照）。この場合、ｆθ特性のｆの値は、ほぼ、結像系の合成された焦点距離と等しくなる。この為、像面側主点から、合成焦点距離だけ進んだところが像面となる。
【００３６】
主走査方向に対し、１つ目のミラーが負のパワーを持ち、２つ目のミラーが正のパワーを持つようにすることにより、主走査方向の像側主点を最終の結像素子よりも像面に持ってくる。図３に示す様に、像側主点位置が第２の光学素子である２つ目のミラーよりも像面側にシフトするため、２つ目のミラーと像面の間の距離を大きく保つことができる。
【００３７】
これにより、回転多面鏡の反射面と像面との間の光路長の増大を抑えつつ、２つ目のミラーと像面との間の距離を確保して、プロセスユニット等の形状、配置の自由度を高め、光走査装置及びこれを組み込んだ露光装置、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００３８】
[第２実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、上述した第１実施形態に加えて、各ミラーの副走査方向の要件を限定したものである。
【００３９】
本実施形態に係る露光装置では、上述した第１実施形態の各ミラーにおいて、上記第１のミラーが副走査方向に負のパワーを持ち、上記第２のミラーが副走査方向に正のパワーを持つように構成して、像側主点が、主走査方向及び副走査方向ともに、第２のミラーよりも像面側に位置するようにした。
【００４０】
設計的又は製造公差の両方の場合を含め、回転多面鏡に斜めにビームを入射させた場合、回転多面鏡の面の出入りの影響が、副走査方向の走査線のずれとなって現れる。副走査方向に関しては、回転多面鏡の面倒れの影響を補正する為、回転多面鏡の反射点と、像面は共役な関係に設定される。面の出入りの影響は、まず、面の出入りにより反射点がずれることである。また、斜めに光線が入射すると、反射点のずれにより、回転多面鏡上での副走査方向位置のずれが発生し、これが、結像光学系により、副走査方向の倍率分だけ拡大（縮小）されて、像面に投影されると考えることができる。この為、副走査方向倍率の絶対値は小さくしたいが、この為には、像側主点の位置を像面に近くする必要がある。
【００４１】
一方で、主走査方向と同じ考え方で、光学素子は、像面から離れた箇所に配置したい。
【００４２】
このことから、副走査方向においても、第１のミラーが負のパワーを持ち、第２のミラーが正のパワーを持つという関係をたもつことにより、主、副走査方向で、望ましい特性を得つつ、第２のミラーと像面との間の距離を保つことができる。
【００４３】
[第３実施形態]
本実施形態に係る露光装置は、上述した第２実施形態における各ミラーの副走査方向の要件をさらに限定したものである。
【００４４】
本実施形態に係る露光装置では、上述した第２実施形態の各ミラーにおいて、第１ミラーの副走査方向パワーの絶対値を、第２のミラーの副走査方パワーの絶対値よりも大きくなるように設定している。
【００４５】
このように、第１ミラーの副走査方向パワーの絶対値を、第２のミラーの副走査方パワーの絶対値よりも大きくすることで、像面側主点位置をさらに像面に近づけることができる。
【００４６】
具体的構成は次のようになる。後述する（式３’）より、像面側主点位置を、第２のレンズ面よりも、像面に近づける為には、φ’１が負で、その絶対値が大きいほどよい。一方で、面倒れ補正機能を持たせる為には、回転多面鏡の反射面と像面を共役な関係にする必要があり、このためには合成パワーφ’tが正である必要がある。通常は、（式１’）の右辺のφ’１＋φ’２を正としているが、ここでは、φ’１＋φ’２は負とし、−ｄ2×φ’1×φ’２を正としてｄ2を大きくとって｜φ’１＋φ’２｜＜｜−ｄ2×φ’１×φ’２｜とすることで、合成パワーを正とする構成でも、走査光学系として性能を十分満足できることを確認できた。
【００４７】
[第４実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、上述した各実施形態における各ミラーの副走査方向の要件をさらに限定したものである。
【００４８】
本実施形態に係る露光装置では、偏向後光学系の２枚のミラーを、副走査方向に非対称な、主走査方向及び副走査方向のそれぞれの位置により、主走査方向及び副走査方向の曲率を変化させたものである。
【００４９】
この偏向後光学系の２枚のミラーによって、良好な、ｆθ特性、走査線の曲がり、結像特性、面倒れ特性を得ることができる。
【００５０】
[第５実施形態]
本実施形態に係る露光装置は、上述した各実施形態における各ミラーの基材の線膨張係数の要件をさらに限定したものである。
【００５１】
本実施形態に係る露光装置では、回転多面鏡側のミラーの基材の線膨張係数の方を、像面側のミラーの基材の線膨張係数よりも大きくしている。
【００５２】
これにより、所定の温度の際の単体の素子のパワーをφ10、φ20、温度が上記所定の温度から△ｔ度変化した際のミラーの単体のパワーをφ1、φ2、とする。ミラー面が熱膨張により変化する為、それぞれ下記の式が成り立つ。
【００５３】
φ1＝φ10／（１＋α1×△ｔ）
φ2＝φ20／（１＋α2×△ｔ）
ここに、α1は第１のミラーの基材の線膨張係数、α2は第２のミラーの基材の線膨張係数である。
【００５４】
一方で、２枚の光学素子の合成された主点位置は、前述の（式２）、（式３）であらわされる。
【００５５】
反射点と第１のミラーの間の距離をｄ１、第２のミラーと像面間距離をｄ３と置くと、合成された光学素子の像側主点から像面までの距離は、
ｄ３−△2
となる。
【００５６】
まず、主走査方向について考える。
【００５７】
ほぼ、平行なビームを偏向後光学系に入射した場合、結像位置は、主点から合成された焦点距離ｆtだけ離れた場所になる為、温度の変化によらず、像面位置が一定である為には、
ｆt−（ｄ３−△2）＝１／φt−（ｄ３−△2）  …（式４）
が温度の関数でないことが必要となる。
【００５８】
よって、（式４）を温度変化量△ｔで微分した値が０になればよい。
【００５９】
ｄ（１／φt−（ｄ2−△2））／ｄ（△ｔ）＝０  …（式５）
ここに、ｄ１、ｄ2，ｄ３の線膨張係数は、ミラーの基材の膨張率よりも十分小さいと仮定して、温度の関数とはならないとおき、（式５）をα1について解くと
α1＝−α2（−１＋ｄ2φ10）2φ20／φ10  …（式６）
を得る。（式６）で、φ10が負の際には、ｄ2φ10も負となる為、
（−１＋ｄ2φ10）2＞１
また、ここで検討した範囲では、主走査方向については、第１のミラーのパワーの絶対値よりも、第２のミラーのパワーの絶対値が大きい範囲で解を得ている。この為
−φ20／φ10＞１
この２つの値、即ち１よりも大きい値を掛け合わせると、１よりも大きい値となる為、（式６）より
α1＞α2
が望ましいことが判る。
【００６０】
次に副走査方向を考える。
【００６１】
下記のφ’１０、φ’２０は副走査方向の所定の温度の際のパワーを示し、主走査方向の値と異なる値を使うものに関しては『’』をつけて区別する。
【００６２】
φ’１＝φ’１０／（１＋α1×△ｔ）
φ’２＝φ’２０／（１＋α2×△ｔ）
合成されたパワーは下記式で表される。
【００６３】
φ’t＝φ’１＋φ’２−ｄ2×φ’１×φ’２  …（式１’）
レンズの結像方式より、物点、合成物点側主点間光路長をＳ’1、合成された像面側主点と像面との間隔をＳ’2、第１のミラー面から合成物点側主点間距離を△’1、第２のミラー面から合成像側主点間距離を△’２とおくと、
△’1＝ｄ2（φ’２／φ’t）  …（式２’）
△’ ２＝−ｄ2（φ’1／φ’t）  …（式３’）
Ｓ’1＝ｄ１+△’1
光学素子の近軸結像公式より、
１／Ｓ'1＋１／Ｓ’２＝φ’t
これをＳ’２について解くと、結像位置は，
Ｓ’２＝−Ｓ’1／（１−φ’tＳ’1）  …（式７）
と表される。
【００６４】
一方で、像側主点位置と像面間距離は、
ｄ３−Δ’２  …（式８）
で表される。
【００６５】
そして、（式７）と（式８）の差が、結像点のずれ量となる。これを温度変化量△ｔで微分して、これが０となる時、温度変化の影響が出ないこととなる。
【００６６】
即ち、
ｄ［（ｄ３−△’２）−S’２］／ｄ［△ｔ］＝０
これをα1について解くと、
α1＝−α2（−ｄ2−ｄ1＋ｄ2ｄ1φ’1０）2φ’20／（ｄ１2φ’1０）  …（式９）
を得る。
【００６７】
今回の、特性を得たパワー配置では、−（−ｄ3−ｄ1＋ｄ2ｄ1φ’1０）2φ’20／（ｄ１2φ’1０）＞１となっており、この場合も、α1＞α2を得ている。即ち、第１のミラーの基材の線膨張係数が、第２のミラーの綾膨張係数よりも大きいことが望ましい。
【００６８】
[第６実施形態]
本実施形態に係る露光装置は、上述した各実施形態における各ミラーの具体的な構造を限定したものである。
【００６９】
本実施形態に係る露光装置は、上記回転多面鏡側の第１のミラーが主走査方向に負のパワーを持ち、像面側の第２のミラーが主走査方向に正のパワーを持つものである。具体的には、結像素子を２枚のミラーで構成し、主走査方向に負のパワーを持つ第１のミラーは主走査方向に凸の形状を持ち、主走査方向に正のパワーを持つ第２のミラーは主走査方向に凹の形状を持っている。さらに、第１のミラーは副走査方向に凸の形状を持ち、第２のミラーは副走査方向に凹の形状を持っている。これにより、像側主点が、主、副走査方向とも、第２のミラーよりも像面側に位置している。
【００７０】
第１のミラーの副走査方向の曲率の絶対値が、第２のミラーの副走査方向の曲率の絶対値よりも大きくなるように設定されている。さらに、各ミラーは、副走査方向に非対称な、自由曲面となっている。回転多面鏡側の第１のミラーの基材の線膨張係数の方が、像面側の第２のミラーの基材の線膨張係数よりも大きく設定している。
【００７１】
この構造により、上記各実施形態と同様の効果を奏する。
【００７２】
[第７実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、各ミラーの具体的な配置構造を限定したものである。
【００７３】
本実施形態に係る露光装置は、図５に示すように、回転多面鏡に対して、第１のミラーが副走査方向に関して所定の方向（図５において上側）にずれており、第２のミラーが、第１のミラーに対し、上記所定の方向と同じ方向（図５において上側）にずれている。この際に、２枚のミラーによって反射された以降の折り返しを展開した状態の副走査方向断面をみた場合、光線が第１のミラーから見て、上記所定の方向（図５において上側）を通っている。
【００７４】
即ち、図５において、回転多面鏡よりも第１のミラーが副走査方向の上側にずれ、第１のミラーよりも第２のミラーが副走査方向の上側にずれ、さらに第１のミラーよりも第２のミラーで反射された光線が副走査方向の上側にずれるように構成されている。
【００７５】
これにより、第１及び第２のミラーを使用する際に、その配置位置の制限が緩くなり、光路設計上の自由度を上げることができる。
【００７６】
この光路設計の従来例として、特開２００１−５６４４５号公報及び特開２０００−２７５５５７号公報に記載のものがある。
【００７７】
特開２００１−５６４４５号公報では、２枚のミラーを用いているが、回転多面鏡と第１のミラーはほぼ同じ高さで、第２のミラーは所定の方向にずれている。第２のミラーで反射された光線は、第１のミラーに対して、所定の方向と反対側（図２において下側）を通っている。
【００７８】
特開２００１−５６４４５号公報及び特開２０００−２７５５５７号公報に示されている様に、第２のミラーで反射された後の光路が、回転多面鏡の反射面と第１のミラーとの間を通るようにすると、次のような制約がある。
【００７９】
ａ）光軸方向に関しては、回転多面鏡と第１のミラーとの間に、第２のミラーを配置する必要が生じる。
【００８０】
ｂ）第２のミラーからの反射光を、回転多面鏡と第１のミラーとの間の走査線に対して、大きな角度を持たせる必要がある。
【００８１】
ａ）の制約無しにｆθ特性、面倒れ特性、走査線の曲がり、集光特性を最適化すると、［（回転多面鏡から第１のミラーまでの光路長）＜（第１のミラーから第２のミラーまでの光路長）］となり、第２のミラーからの反射光を、回転多面鏡と第１のミラーとの間を通すと、図６に示す様になり、回転多面鏡、または、第１のミラーに光線がぶつかってしまう。
【００８２】
さらに、多くの本数のビームを通すことを考えたとき、図７に示すように、さらに、回転多面鏡と第１のミラーとの間に全ての光線を通すことに対して制約が生じる。
【００８３】
ｂ）の制約からは、第２ミラーが主走査方向にパワーを持つものを入射光線に対し大きく傾けると、傾き角が大きければ大きいほど、第２ミラーによって生ずる走査線の曲がりが大きくなってしまう。これを、補正する為に、主走査方向の全体の形状と、副走査方向の非球面形状が大きな制約を受け、他の性能、ｆθ特性、面倒れ特性、副走査方向の集光特性の最適化が難しくなってしまう。
【００８４】
また、従来は、副走査方向に対して光線が交差していた。即ち、光線を、回転多面鏡の多面鏡面に対し垂直に出し、第１のミラーにより所定の方向へ傾けて反射させた後、第２のミラーで反射させて、この第２のミラーからの反射光が、回転多面鏡と第１のミラーとの間の走査線に交差するような光路を採っていた。
【００８５】
この方式では、平面図で見た際に、第２のミラーの位置が、回転多面鏡と、第１ミラーの間にあることが望ましい形となっていた。このため、［（回転多面鏡と第１のミラーとの間の光路長）＞（第１のミラーと第２のミラーとの間の光路長）］とするとともに、第１のミラーでの折り曲げ角度を大きく採る必要があった為、この範囲内で最適な構成をとる必要があった。
【００８６】
これに対して、本実施形態の係る露光装置は次の構成にした。
【００８７】
副走査方向に対し、回転多面鏡からは、多面鏡面に対して斜めに出射し、第１のミラーにより所定の方向へ光線を傾けて反射した後、第２のミラーからの反射光が、回転多面鏡と第１のミラーとの間の走査線に交差しないような光路を採る。
【００８８】
この方式では、第２ミラーの位置に対する制約が少なくなり、［（回転多面鏡と第１のミラーとの間の光路長）＜（第１のミラーと第２のミラーとの間の光路長）］とできるとともに、第１のミラーでの折り曲げ角度を大きく取る必要がなくなる。
【００８９】
具体的な構成は次のようになる。
【００９０】
各ミラーへの主光線の入射点を原点とし、右手系の局所座標系を取る。Ｘ方向は、入射光の方向と平行で、反射ごとに光線の進む方向と同じ方向が−、＋を切り替えることとする。局所座標系において、Ｘ軸からＺ軸へ向かう方向が角度の＋となる。
【００９１】
また、Ｙ方向を所定の光線が走査される方向と平行で、全ての光線に対し同じ方向とする。この時に、Ｘ軸からみた、ミラー面の法線角度の正弦が同符号となる光路を採る。
【００９２】
これにより、第１のミラー、第２のミラーの配置の制約を緩和し、第２ミラーの主走査方向全体形状、副走査方向断面形状の制約を緩和することにより、ｆθ特性、集光特性、面倒れ特性、副走査方向の集光特性を改善できる。
【００９３】
[第８実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、上述した各実施形態における各ミラーの具体的な配置構造を限定したものである。本実施形態に係る露光装置は、第１の実施形態と第７実施形態とを組み合わせて構成している。
【００９４】
この構成により、各実施形態の効果をそれぞれ持つことができる。さらに、この組み合わせでは、ミラー法線を入射光に対して角度を持たせて、結像素子が光路を邪魔しないように配置した際に、主走査方向のパワーを持たせて斜めにすることで生じる走査線曲がりを、配置自体の効果により、抑えることができる。これにより、非球面化の効果を結像特性、面倒れ補正特性等に集中し、改善することができる。
【００９５】
さらに、第３実施形態で述べたように、ｄ2を大きくとることを可能にする為、副走査方向の像側主点位置を像面側へ大きく持っていくことができる。このことから、副走査方向横倍率βを抑えることができる。これができることによって、後述の第１２実施形態と第１３実施形態に対しても有効となる。
【００９６】
次に、走査線の曲がりを抑えるミラー配置を求めるために、主走査方向には曲率を持ち、副走査方向へは曲率を持たないミラーを仮定し、走査線のずれが生じない条件を求める。
【００９７】
図８は、偏向後光学系のミラーの副走査方向曲率を０とした際のミラーと光路の主光線を副走査断面方向の平面に投影したものである。実線で走査方向の中央部、破線で両端部の様子を示し、走査線の曲がり量を検討する。各ミラーへの主光線の入射点を原点とし、右手系の局所座標系を取る。Ｘ方向は、入射光の方向と平行で、反射ごとに光線の進む方向と同じ方向が−、＋を切り替えることとする。図面上は、それぞれの局所座標系において、Ｘ軸からＺ軸へ向かう方向が角度の＋となる。また、Ｙ方向を所定の光線が走査される方向と平行で、全ての光線に対し同じ方向とする。
【００９８】
第１のミラーヘの入射角度がα1のとき、ミラー反射面に垂直方向にδ１（入射光側にずれる方向をマイナス、入射光と反対側にずれる方向をブラスとする）だけずれている時の、反射光の中央部と両端部の主光線のずれ量は、下記の様に求めることができる。
【００９９】
∠ＦＡＤ＝２α１
反射後の中央部と両端部の光線の主光線に対する垂直方向のずれ量は、
ＤＦ＝δ１／ｃｏｓ（∠ＤＡＣ）×ｓｉｎ（∠ＦＡＤ）
＝δ１／ｃｏｓ（α1）×ｓｉｎ（２α１）＝２δ１ｓｉｎ（α１）
…（式１０）
である。この量は、他のミラーによって折り返された後も、この量のまま保存される為、他のミラーのずれによって発生するずれ量を全部足し合わせれば、被走査面へ入射する光のずれ量が求められる。
【０１００】
図８のようなミラー２枚の場合、入射光から見た右手系座標系での、Ｘ軸に対するミラー法線方向がそれぞれα1、α2であり、それぞれのミラーの光線が通過する領域の両端部を結ぶ直線と中央部のずれ量がδ１、δ２の場合、出射光位置のずれ量は、
２（δ１×ｓｉｎ（α1）＋δ２×sin（α2））  …（式１１）
となる。
【０１０１】
ミラーの主走査方向の曲率半径をｒ（ここに、ｒは、ミラー面が凸のときにプラス、凹のときにマイナスの符号をとるものとする）、ミラー上を光線が走査される領域の走査方向の幅をιとすると、ミラーの光線が通過する領域の両端部を結ぶ直線と中央部のずれ量δとの間には、
δ＝ｒ×（１−ｃｏｓ（ａｒｃｔａｎ（ι／２／ｒ）））≒１／２／ｒ×（ι／２）２
…（式１２）
の関係が成り立つ。
【０１０２】
この（式１２）より、δ≒１／２／ｒ×（ι／２）２であるから、（式１１）は、
１／４×（ι１２／ｒ１×ｓｉｎ（α１）＋ι２２／ｒ２×ｓｉｎ（α2））
…（式１３）
であり、これがほぼ０になれば、２枚組みミラーを出射する光は重ねることができる。即ち、下記の（式１４）が２枚組みミラーを出射する光を重ねることができる条件式となる。
【０１０３】
１／４×（ι１２／ｒ１×ｓｉｎ（α１）＋ι2２／ｒ2×ｓｉｎ（α2））＝０
…（式１４）
これをα2について解いて
ｓｉｎ（α2）＝−ι１２／ι２２×ｒ２／ｒ１×ｓｉｎ（α１)  …（式１５）
が条件となる。
【０１０４】
ここで、ｒ１は凸であるので＋、ｒ２は凹であるので−である。このため、（式１５）の−ι１２／ι２２×ｒ２／ｒ１は＋となり、sin（α2）とsin（α１）の符号は同じとなることが判る。
【０１０５】
これは、図の様な関係、即ち、２枚組みのｆθミラーから構成され、回転多面鏡に対して、第１のミラーが副走査方向に関して所定の方向（図８における上側）にずれており、第２のミラーが、第１のミラーに対し、上記所定の方向と同じ方向（図８における上側）にずれている。この際に、２枚のミラーによって反射された以降の折り返しを展開した状態の副走査方向をみた場合、光線が第１のミラーから見て、上記所定の方向（図８における上側）を通ることを意味する。
【０１０６】
このような配置にすることで、２枚組みミラーの副走査方向への法線方向を、走査線の曲がりを補正する為だけに、主走査方向によって変える必要がなくなる為、結像特性、面倒れ補正特性等に合わせて各主走査方向位置での副走査方向形状を決めることができ、これらの特性を改善することができる。
【０１０７】
[第９実施形態]
本実施形態に係る露光装置は、第６の実施形態と第７実施形態とを組み合わせて構成したものである。
【０１０８】
本実施形態に係る露光装置は、結像素子を２枚のミラーで構成され、主走査方向に負のパワーを持つ第１のミラーは主走査方向に凸の形状を持ち、主走査方向に正のパワーを持つ第２のミラーは主走査方向に凹の形状を持っている。さらに、第１のミラーは副走査方向に凸の形状を持ち、第２のミラーは副走査方向に凹の形状を持っている。これにより、像側主点が、主、副走査方向とも、第２のミラーよりも像面側に位置している。
【０１０９】
また、第１のミラーの副走査方向の曲率の絶対値が、第２のミラーの副走査方向の曲率の絶対値よりも大きくなるように設定されている。さらに、各ミラーは、副走査方向に非対称な、自由曲面となっている。回転多面鏡側の第１のミラーの基材の線膨張係数の方が、像面側の第２のミラーの基材の線膨張係数よりも大きく設定している。
【０１１０】
さらに、各部材は、回転多面鏡よりも第１のミラーが副走査方向の上側にずれ、第１のミラーよりも第２のミラーが副走査方向の上側にずれ、さらに第１のミラーよりも第２のミラーで反射された光線が副走査方向の上側にずれるように構成されている。
【０１１１】
この構造により、上記各実施形態と同様の効果を奏する。
【０１１２】
[第１０実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、線膨張による影響を最小限に抑えたものである。即ち、２枚以上のミラーを使用する際に、線膨張係数の大きい樹脂を基材とし、それに、アルミを蒸着したミラーを使用しても、温度変化による特性の変化を抑えることができるようにしたものである。
【０１１３】
２枚のミラーにより構成させる走査光学系用結像素子において、それぞれの基材が異なり、その線膨張係数をα1、α2、それぞれの主走査方向パワーをφ10、φ20、副走査方向パワーをφ’10、φ’20、２つのミラー間光路長をｄ2、偏向器反射点、第１のミラー間光路長をｄ１とした際に、
｜α2−α1ｉ｜＞｜α1−α1ｉ｜
かつ
｜α2−α’1ｉ｜＞｜α1−α’1ｉ｜
ここに、α1ｉは（式６）の値、α’1ｉは（式９）の値であり、
α1ｉ＝−α2（−１＋ｄ2φ10）２φ20／φ10
α’1ｉ＝−α2（−ｄ2−ｄ１＋ｄ2ｄ１φ’１０）２φ20／（ｄ１２φ’１０）
であると、共通の基材を使用した際よりも、温度変化によるデフォーカス発生を抑えることができる。
【０１１４】
従来は、単一の基材にてミラーを作成していたため、両方共できるだけ小さな線膨張係数の材質を選ぶ必要があった。
【０１１５】
これに対して、本実施形態では、線膨張係数の絶対値を最小にするのではなく、最適な組み合わせを選ぶようにした。
【０１１６】
２枚のミラーにより構成させる走査光学系用結像素子において、それぞれの基材が異なり、その線膨張係数をα1、α2、それぞれの主走査方向パワーをφ10、φ20、副走査方向パワーをφ’10、φ’20、２つのミラー間光路長をｄ2、偏向器反射点と第１のミラーとの間の光路長をｄ１とした際に、
｜α2−α1ｉ｜＞｜α1−α1ｉ｜
かつ
｜α2ｉ−α’1ｉ｜＞｜α1−α’1ｉ｜
ここに、
α1ｉ＝−α2（−１＋ｄ2φ10）２φ20／φ10
α’1ｉ＝−α2（−ｄ2−ｄ１＋ｄ2ｄ１φ’１０）２φ20／（ｄ１２φ’１０）
とする。
【０１１７】
主走査方向で、結像位置が変動しない条件はα1ｉで表した（式６）、副走査方向で、結像位置が変動しない条件はα’1ｉで表した（式９）であり、それぞれこれに近い線膨張係数のものを選べば、温度変動が発生しても結像特性の変動を抑え、デフォーカス発生によりビーム径が変動することを抑えることができる。
【０１１８】
さらに、主走査方向に関しては、ｆθ特性の変動を小さくでき、副走査方向に関しては、面倒れ補正機能の変動を抑える効果も持つ。
【０１１９】
少なくとも、第１のミラーの材質を、第２のミラーの材質のα2と同じ線膨張係数を使う場合に対して、（式６）及び（式９）で求められる線膨張係数α1ｉ、α’1ｉに近い場合には、その効果を得ることができる。
【０１２０】
即ち、
｜α2−α1ｉ｜＞｜α1−α1ｉ｜
かつ
｜α2−α’1ｉ｜＞｜α1−α’1ｉ｜
であれば効果がある。
【０１２１】
[第１１実施形態]
本実施形態に係る露光装置は、２枚のミラーのパワーを最適な状態に調整したものである。
【０１２２】
２枚のミラーにより構成させる走査光学系用結像素子おいて、主走査方向または副走査方向またはその両方の第１のミラーのパワーを負、第２のミラーのパワーを主走査方向及び副走査方向の両方共に正とし、第１のミラーの基材の線膨張係数を第２のミラーの基材の線膨張係数よりも大きくする。
【０１２３】
従来は、単一の基材にてミラーを作成していたため、両方のパワーをトータルパワーと同じ符号として、パワーを分散することにより温度変化の影響を抑えていた。最初の素子のパワーを負、最終の素子のパワーを正とした場合に最適な基材の組み合わせを検討する。
【０１２４】
例えば、第１のミラーをＰＭＭＡ、第２のミラーをＰＣとすれば、
ＰＭＭＡの線膨張係数：６．９×１０−５（／度）
ＰＣの線膨張係数：６．２×１０−５（／度）
であり、両方をＰＣにした時、あるいは、両方をＰＭＭＡとした時よりも、温度変化の影響を抑えることができる。
【０１２５】
[第１２実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、偏向手段反射面と第１のミラーと第２のミラーとの間の光路長を調整したものである。
【０１２６】
具体的には、（偏向手段反射面と第１のミラーとの間の光路長）＜（第１のミラーと第２のミラーとの間の光路長）と設定した。
【０１２７】
これは、ミラーを使用する際に、ミラー法線を入射光に対し角度を持たせて、結像素子が光路を邪魔しないように配置した際に、入射光に対するミラー法線の角度を小さくしても実装可能とするためである。
【０１２８】
従来のように、（偏向手段反射面と第１のミラーとの間の光路長）＞（第１のミラーと策２のミラーとの間の光路長）の場合には、偏向手段反射面と第１のミラーとの間の走査線を、第２ミラーが遮らない様に、偏向手段反射面と第１のミラーとの間の光線と、第１のミラーと第２のミラーとの間の光線間の角度を大きく持たせる必要があり、配置からくる走査線曲がりを補正するために、ミラー形状をねじれた形にする必要があり、結像特性上不利になっていた。
【０１２９】
これに対して本実施形態では、回転多面鏡を挟む第１ミラーと反対側、即ち回転多面鏡を挟む光線の無い側に、第２のミラーを配置することにより、小さな角度にしても、第２ミラーが、偏向手段反射面と第１のミラーとの間の光路を遮らないようにする。
【０１３０】
このため、（偏向手段反射面と第１のミラーとの間の光路長）＜（第１のミラーと第２のミラーとの間の光路長）となるように、偏向手段反射面と第１のミラーと第２のミラーとを配設した。
【０１３１】
ａ）第１のミラーの入射光に対する第１のミラー面の傾きは小さい方が良い。第１のミラー面で、主走査方向にパワーを持つことにより、副走査方向断面からみた反射点がずれ、副走査方向に傾けた際に主走査方向位置によって、走査線に曲がりの成分が発生する量を極力抑えたい。
【０１３２】
ｂ）回転多面鏡と第１のミラーとの間の光線の光路を遮らない様に、第２のミラーを配置する必要があり、角度を小さくした上で、第２のミラー端部と回転多面鏡、第１のミラー間の光線間の光路長を保つには、第１のミラー、第２のミラー間光路長が長い方がよい。
【０１３３】
さらに、これが、角度の制約条件にならない為には回転多面鏡、第１のミラー間の光線が無い場所に第２のミラーを置くことが望ましい。
【０１３４】
問題として、回転多面鏡に対してぶつからない様にする必要があるが、回転多面鏡は使用領域から０．５ｍｍ程度の余裕があれば精度を保つことができる。
【０１３５】
一方、パワーを持った面では、通常２〜３ｍｍ程度の余裕が必要であり、程度としては、回転多面鏡を回避する方が簡単である。
【０１３６】
これに加え、上述したように、副走査方向の像側主点位置を像面側へ大きく持っていくことができ、第２のミラーと像面との間の光路長を大きく取って、実装上の自由度を増やすとともに、副走査方向横倍率βを抑えることができる。これができることによって、後述の第１３実施形態に対しても有効となる。
【０１３７】
[第１３実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、各素子間の光路長と副走査方向のパワー及び横倍率を調整したものである。
【０１３８】
２枚組みの光学素子を用い、第１の光学素子の副走査方向パワーを負、第２の光学素子の副走査方向パワーを正とする。この２枚組みの光学素子の光路長と副走査方向のパワー及び横倍率を次の関係にする。
【０１３９】
［（最終素子と像面との間の光路長）／（偏向器の反射点と最終の素子との間の光路長）］＞（２×副走査方向横倍率）
副走査方向横倍率＜０．５
［（最終素子と像面との間の光路長）／（偏向器の反射点と最終の素子との間の光路長）］＞１．５
これは、設計的に、もしくは、組み立てのばらつき等の影響により、回転多面鏡の入射面に対し、斜めに光線が入射する光学系において、副走査方向の回転多面鏡の面の出入りの副走査方向ビーム位置に対する影響を抑えたいためである。この為に、副走査方向の横倍率を抑える。
【０１４０】
その一方で、上記Ｔ.Ｔ．の増大を抑えつつ、最終の結像素子と像面間距離を確保することにより、プロセスユニット等の形状、配置の自由度を高め、Ｍ／Ｃとして小型化を可能とする。
【０１４１】
従来の特開平４−２７７７１５号公報では、副走査方向の横倍率を１．２倍以下に抑える構成が検討されている。これらを実施している例を見ると、最終結像素子から像面までの距離が非常に短くなっており、実装上の制約がかなり大きくなってしまっている。横倍率を抑えることと、最終結像素子から像面までの距離を大きくすることは相反する要求であった。
【０１４２】
これに対して本実施形態では、面倒れ補正機能を有する走査光学系の場合、偏向器の反射面の副走査面と、像面は共役な関係を持つ様設計される。この際の副走査倍牽をβと規定する。
【０１４３】
偏向面に斜めに入射した場合、回転多面鏡上のビームの副走査方向の位置は、面の出入りにより変化してしまう。この様子を図９に示す。回転多面鏡上の面の出入り量は非常に小さい為、これによる、回転多面鏡の反射面と、像面間での横倍率はほとんど変わらない。このため、面の出入り量を△、入射光線と、回転多面鏡の法線の角度をα、回転多面鏡に対する、副走査方向の入射角度をθ、副走査方向横倍率をβとおくと、回転多面鏡上のビーム位置ずれ量は、△×ｔａｎθ／ｃｏｓαであり、この像となる像面での位置の変動量は、β×△×ｔａｎθ／ｃｏｓαとなる。
【０１４４】
上記考察により、ある程度の△を許容しつつ、像面での位置変動を抑える為には、副走査方向横倍率βをできるだけ小さくすればよいことが判る。
【０１４５】
即ち、斜め入射の光学系に対し、面の出入りの影響を抑える方策として、横倍率を抑えるという方法を考案した。この為の、解決策として、最終の光学素子を像面に近づけ、最終の光学素子に面倒れ補正機能を持たせるということが考えられるが、これでは、実装の自由度が小さくなる。なんとか、最終の光学素子と像面との間の距離を大きくとりたいが、この為に、上記Ｔ.Ｔ．を長くするようなことはしたくない。
【０１４６】
走査光学系に必要とされる、ｆθ特性、面倒れ補正機能、主走査方向、副走査方向の像面湾曲補正、走査領域全域にわたる均一なビーム径の要求を満足しつつ、これをどこまで実現できるかを検討した。
【０１４７】
１枚レンズを使用した場合、薄肉光学系では、
（最終素子−像面間光路長）／（偏向器反射点−最終の素子間光路長）≒副走査方向横倍率となる。目標としては、この関係に対し、副走査方向横倍率を半分程度にしたい。
【０１４８】
（最終結像素子−像面間距離）≒（最終結像素子位置から合成像側主点までの距離）＋１／（（１／焦点距離）−（１／（回転多面鏡反射面−物点側主点）））
であるが、焦点距離を大きくすると、画像周波数を高める必要がある。これは、採用したくない。
【０１４９】
この為、副走査方向の物点側主点位置、及び、像面側主点位置を像面側へ持ってくる様にする。
【０１５０】
回転多面鏡反射点−物点側主点間光路長を大きくし、像側主点−像面間光路長を短くして倍率を小さくする為、副走査方向についても第一のミラーのパワーを負、第２のミラーのパワーを正とする。
【０１５１】
検討の結果この関係は、少なくとも２枚組みの光学素子（本発明の場合、ミラーについて記述）を用い、第１の光学素子の副走査方向パワーを負、第２の光学素子の副走査方向パワーを正とした場合、
［（最終素子−像面間光路長）／（偏向器反射点−最終の素子間光路長）］＞２×副走査方向横倍率
を実現する解を得ることができた。さらに詳細に言えば、
０．２＜β（．24138，．3186，．3322，．3779）＜０．５
（最終素子−像面間光路長）／（偏向器反射点−最終の素子間光路長）＝４０４／２５０＝１．６１２＞１．５の構成は可能であることが判った。
【０１５２】
[第１４実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、第８の実施形態と第１３実施形態とを組み合わせて構成したものである。
【０１５３】
第８の実施形態の効果により、第２のミラーと像面間距離を大きくとることができる。また、第８の実施形態の構成にすることで可能となる第１３実施形態を実現すれば、回転鏡へ偏向前光学系からの光線を斜めに入射させても、面の出入りによる副走査方向ビーム位置の変動を抑えることができる。
【０１５４】
[第１５実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、第９の実施形態と第１３実施形態とを組み合わせて構成したものである。
【０１５５】
この構造により、上記各実施形態と同様の効果を奏する。
【０１５６】
[第１６実施形態]
複数の光線を走査し、第２のミラーから反射された後に、その一部の光線のみを折り返すことにより光線の分離を行うミラーを持ち、分離する位置は、第２のミラーでの折り返し点が、ポリゴンミラーから副走査方向に遠い方の光線が、第２のミラーに近い。
【０１５７】
複数の走査線を１セットの光学系で提供する際に、上記Ｔ.Ｔ．を抑え、結像用ミラーの大きさを抑えつつ、特性を良くしたい。
【０１５８】
従来、レンズを使用したものがあったが、レンズを使用したものでは、波長がずれた際にも、走査線の幅が変化しないような構成にする為には、レンズ厚が厚くなり、コスト高になってしまっていた。また、レンズ厚を薄くしたものでは、波長がずれた際に、走査線の幅がかわってしまうという問題があった。
【０１５９】
これに対して本実施形態では、波長の影響を受けないミラーを使用することとする。ミラーを使用する際に問題となる、入射光と出射光が光学素子の同じ方向となり、ミラー近傍では光路が重なり合うという問題が発生するが、これを解決する構成を案出した。この構成は次のようになる。
【０１６０】
複数の光線を走査し、第２のミラーから反射された後に、その一部の光線のみを折り返すことにより光線の分離を行うミラーを持ち、分離する位置は、第２のミラーでの折り返し点が、ポリゴンミラーから副走査方向に遠い方の光線での位置が、第２のミラーに近い構成とした。
【０１６１】
この構成により、第７実施形態で言及した図５からも判る様に、第２ミラー後のビームの走査光線軌跡の副走査断面を見ると、第１ミラー、第２ミラー間の光線と分離できるのは、副走査方向で上側（ポリゴンミラーから副走査方向に遠い方）の光線の方が、光路の上流側、即ち、第２ミラー側となる。
【０１６２】
光線ＲＡＹ１２を光線ＲＡＹ２２、ＲＡＹ３２、ＲＡＹ４２から分離する分離点が一番目に、第２ミラーからの光軸方向距離の小さいところ、即ち、第２ミラーから一番近いところにあり、光線ＲＡＹ２２を光線ＲＡＹ３２、ＲＡＹ４２から分離する分離点が２番目に、第２ミラーからの光軸方向距離の小さいところにあり、光線ＲＡＹ３２を光線ＲＡＹ４２から分離する分離点が第２ミラーからの光軸方向距離の一番大きいところ、即ち、第２ミラーから一番遠いところにある。
【０１６３】
このため、分離する位置を、第２のミラーでの折り返し点がポリゴンミラーから副走査方向に遠い方の光線が、第２のミラーに近い様に置くことで、第２ミラー後の光路長を短くした上で、第２ミラーに一番近い位置で分離できる光線の分離後の光路長を長くすることができる。
【０１６４】
第２ミラー後の光路長を短くできるということは、ユニットの小型化を可能にする。また、ミラーの角度ずれの影響は、ミラー配置後の光路長に比例する。例えば、ミラーがα傾いたとすると、光線は２α傾き、これが距離Ｌだけ進むと、ずれ量は、Ｌ×ｔａｎ（２α）となる。これを考えると、Ｌを小さくすることになる為、角度ずれの影響も小さくすることができる。
【０１６５】
一番上流側で分離できる光線の分離後の光路長を長くすることにより、感光体ピッチ、感光体と光学系との間の距離を稼ぐことができ、大型のプロセスユニットにも対応可能となる。
【０１６６】
[第１７実施形態]
本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ露光装置は、第１６の実施形態において、第２のミラー上でのそれぞれのビームの間隔を、下流側で分離される光線間の間隔ほど大きく取ったものである。
【０１６７】
この構成により、回転多面鏡の面の出入りの影響を小さくする為に副走査方向横倍率βを小さく抑えていることから、像面に近づくにつれて、それぞれの光線の間隔が小さくなっている。
【０１６８】
このことから、第２のミラー上での光線の間隔は、
ＲＡＹ１−ＲＡＹ２間隔＜ＲＡＹ２−ＲＡＹ３間隔＜ＲＡＹ３−ＲＡＹ４間隔
の様に、下流側で分離される光線間の間隔ほど大きく取っている。
【０１６９】
[第１８実施形態]
本実施形態は、複数の走査線を１セットの光学系で提供し、分離手段によってそれぞれの走査線を離れた位置へ導く光学系において、偏向器の回転多面鏡厚を小さくしたものである。これは、回転多面鏡厚∝風損の関係があるためである。偏向器の回転多面鏡厚を小さくすることで、モータパワーを小さくして発熱を抑え、騒音を抑えると共に、回転数を上げる。
【０１７０】
従来の偏向器はミラー厚が厚くなってしまっていた。このため、モータパワーが大きくなり、コスト、発熱、騒音が大きくなっていた。このため、回転数を上げることが難しくなっていた。
【０１７１】
これに対して本実施形態では、複数のビームを走査するもので、第７実施形態と第１３実施形態とを組み合わせたものである。さらに、複数のビームが回転多面鏡と第１のミラーの間で、副走査方向に交差する構成とした。
【０１７２】
この場合、さらに第１２実施形態を組み合わせてもよい。
【０１７３】
これにより、偏向器の回転多面鏡厚を小さくしてモータパワーを小さくし、発熱を抑え、騒音を抑えると共に、回転数を上げることができる。
【０１７４】
[第１９実施形態]
本実施形態は、結像用ミラーの大きさを抑え、回転多面鏡の厚さを抑えた上で、最初の分離点から像面までの距離を稼いだ光学系である。
【０１７５】
具体的には、複数のビームを走査するもので、第８実施形態と第１３実施形態とを組み合わせたものである。さらに、複数のビームが回転多面鏡と第１のミラーの間で、副走査方向に交差する構成とした。
【０１７６】
この場合、さらに第１２実施形態を組み合わせてもよい。
【０１７７】
これにより、最初の分離点から像面までの距離を稼ぐことができる。
【０１７８】
［実施例］
以下に、本発明の実施形態に係る具体的な露光装置を、図面を参照して詳細に説明する。
【０１７９】
図１１には、この発明の実施の形態である露光装置が示されている。
【０１８０】
図１１（ａ）は、画像形成装置に組み込まれる露光装置の第２のミラーまでを、平面方向（以下に説明する偏向装置の回転軸方向）から見た状態を、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した平面方向と直交する方向（同偏向装置の回転軸と垂直な方向）から見た状態で、偏向装置の反射点から被走査面までの間に配置される光学部材を通過する光ビームに関し、偏向装置による偏向角が０°の位置で見た状態を、それぞれ示している。なお、この種の露光装置においては、それぞれの光線にて潜像を形成する、それぞれの画像形成部にて、滅法混色を用いてカラー画像を形成することから、通常、Ｙすなわちイエロー（黄）、Ｍすなわちマゼンタ（深紅）、Ｃすなわちシアン（青紫）、およびＫすなわち黒（黒、墨入れ用）の色成分に色分解された４種類の画像データと・Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫ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、以下に説明する際に、参照符号に、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫ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。
【０１８１】
図１１（ｂ）に示されるように、露光装置は、周知の滅法混色法に基づいて色分解された色成分のそれぞれに対応する画像を形成する第１ないし第４の光線ＬＹ、ＬＭ、ＬＣおよびＬＫを走査させる。各感光体５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫ、以下、第１ないし第４の全ての露光系を構成する要素に対する共通な説明については、参照符号に「＊」を付加して、代表して説明する）は、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒のそれぞれの画像の露光に利用される第３ミラー３７Ｙ、３７Ｍ，３７Ｃおよび３７Ｋにより露光装置から外部に出射された４線のレーザビームＬ＊の走査線の、それぞれに対応する位置に、５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｋの順で直列に配置されている。
【０１８２】
露光装置の各ミラー３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃおよび３７Ｋにより、各感光体ドラム５８＊に案内されるレーザビームＬ＊は、４個の半導体レーザアレイ素子から出射され、各ミラー３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃおよび３７Ｋに対応されるそれぞれの感光体ドラム５８＊の外周面の所定の位置に、図示しない各帯電装置と各現像装置との間から照射される。
【０１８３】
露光装置は、４個のレーザアレイ素子３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３Ｋと、偏向装置５と、偏向前光学系７＊と、偏向後光学系９とを有している。
【０１８４】
４個のレーザアレイ素子３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３Ｋは、図示しない画像形成装置の４組の画像形成部のそれぞれにより形成される色分解された色成分毎の画像に対応する４色分の画像データに対応するレーザビームを発生する１つのパッケージに２つの発光点を持つ。偏向装置５は、回転可能に形成された複数の反射面５ａを含み、個々の反射面５ａを所定の速度で回転することにより、それぞれのレーザアレイ素子を出射されたレーザビームを所定の位置に設けられた被走査面すなわち、４組の画像形成部の４つの感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｋに向けて所定の角速度で偏向する。偏向前光学系７＊は、各レーザアレイ素子３＊と偏向装置５との間に設けられ、各レーザビームＬ＊のそれぞれの断面ビームスポット形状を所定の形状に整えるとともに、各レーザビームを４組のレーザビーム群として配列する。偏向後光学系９は、偏向装置５により偏向（反射）されたレーザビームを感光体ドラム５８＊に結像させる。
【０１８５】
なお、ここでは、偏向装置５によりそれぞれのレーザビームが偏向（連続的に、直線状に反射）される方向（反射面５ａが回転される方向に平行な方向）を主走査方向、この主走査方向に直交し、折り返しミラーによる祈り返し展開時の、偏向装置５の反射面５ａが回転される際の回転軸の軸方向に平行な方向を副走査方向と呼ばれる。
【０１８６】
各レーザアレイ素子から放射された８本のレーザビームは、それぞれのレーザアレイ素子に近接して設けられた４個のコリメータレンズ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにより平行光に近いビームに変換される。なお、偏向後光学系９のレンズの適切な選択により全てのコリメータレンズは．有限焦点レンズに置き換えられることもある。
【０１８７】
各コリメータレンズによりコリメートされた８本、４組のレーザビームは、それぞれ、コリメータレンズの後ろ側焦点位置に置かれた絞り１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃおよび１３Ｋにより所定の断面ビーム形状が与えられ、互いに対をなす２本のレーザビームＬＹａおよびＬＹｂ、ＬＭａおよびＬＭｂ、ＬＣａおよびＬＣｂ、ＬＫａおよびＬＫｂ相互に、偏向装置５で偏向される方向と直交する方向である副走査方向に関して所定の間隔に整列される。これらは、先の断面図（ＦＩＧ．５、ＦＩＧ．７）で示された、Ｒａｙ１ａをＬＹａ、Ｒａｙ１ｂをＬＹｂ、Ｒａｙ２ａをＬＭａ、Ｒａｙ２ｂをＬＭｂ、Ｒａｙ３ａをＬＣａ、Ｒａｙ３ｂをＬＣｂ、Ｒａｙ４ａをＬＫａ、Ｒａｙ４ｂをＬＫｂとして使用している。
【０１８８】
ここで、レーザアレイ素子からは、それぞれ２本ずつの光線が出ているが、１つのレーザアレイから出射された光はほぼ重なりあっている為、特にこの２本を分けて説明する必要のない場合には、これを１本の光として説明を行っている。すなわち、光線Ｌ＊というときには、Ｌ＊ａとＬ＊ｂを総称した言い方とする。
【０１８９】
図１２に合成用折り返しミラーと、合成用折り返しミラーで折り返された後の各光線の関係を示す。
【０１９０】
コリメータレンズ１１Ｋによりコリメートされた光線ＬＫは、シリンダレンズ１７Ｋにより少なくとも副走査方向側について収束性が与えられたのち、レーザ合成ミラー１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃとは副走査方向にずれた空間を順に通って偏向装置５の反射面５ａに案内される。
【０１９１】
同様に、コリメータレンズ１１とによりコリメートされた光線ＬＣは、シリンダレンズ１７Ｃにより少なくとも副走査方向側について収束性力が与えられたのちレーザ合成ミラー１９Ｃで反射され、レーザビームＬＹに対して主走査方向に関しては、概ね重なるよう、かつ副走査方向にはレーザビームＬＫよりも内側（偏向装置５の反射面５ａの副走査方向長さの中心寄り）を通るよう位置合わせされ、レーザ合成ミラー１９Ｍ、１９Ｙとは副走査方向にずれた空間を順に通って、偏向装置５の反射面５ａに案内される。
【０１９２】
また、コリメータレンズ１１Ｍによりコリメートされた光線ＬＭは、シリンダレンズ１７Ｍにより少なくとも副走査方向側について収束性が与えられたのちレーザ合成ミラー１９Ｍで反射され、レーザ合成ミラー１９Ｃにより折り返されるレーザビームＬＣに対して主走査方向に関して概ね重なるように位置合わせされ、レーザ合成ミラー１９Ｙとは副走査方向にずれた光路を通って偏向装置５の反射面５ａに案内される。
【０１９３】
さらに、コリメータレンズ１１Ｙによりコリメートされた光線ＬＹは、シリンダレンズ１７Ｙにより少なくとも副走査方向側について収束性が与えられたのち折り返しミラー１９Ｙで反射され、レーザ合成ミラー１９Ｍにより折り返されたレーザビームＬＭに対して主走査方向に関して概ね重なるよう、かつ副走査方向に関してレーザビームＬＭよりも外側で偏向装置５の反射面５ａの副走査方向長さの中心に対してレーザビームＬＫと反対側になるように位置合わせされ、偏向装置５の反射面５ａに案内される。
【０１９４】
偏向装置５の各反射画５ａの回転により順次偏向された８本（４組）のレーザビームは、第１ないし第２の結像ミラー２３、および２５（偏向後光学系９）を順に通過されることにより、それぞれのミラーで所定の結像特性が与えられ、結像状態（被走査面で、１点に光線が集まる理想状態からのずれ）および結像位置（主走査方向および副走査方向の主光線の位置）、断面ビーム径およびその形状、収差状態等が最適に設定されて、被走査面（感光体ドラム５８＊の外周面）に案内される。
【０１９５】
これにより、走査線の曲がりが小さく、偏向装置の反射面を形成する回転多面鏡の面の傾きのばらつきによる副走査位置の変動を抑え（面倒れ補正）、主走査方向へのビームの走査速度を一定にする為のｆθ特性を保った上で、結像位置を走査領域全体で均一とする為の像面湾曲を抑えるという機能を持たせている。
【０１９６】
被走査面に案内される各レーザビームは、『少なくとも副走査方向に対し光線を曲げる機能を持つ、平面でない結像光学手段である、偏向後結像素子９』の下流、即ち、偏向後結像素子９と被走査面の間に、光線を分離する分離ミラーであるミラー３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、及び、光路を折り返すための折り返しミラー３４Ｋ、及び、それらのミラーで折り返された光を、それぞれ、さらに離れた場所に導く為の折り返しミラー、３５Ｙおよび３７Ｙ、３５Ｍおよび３７Ｍ、３５Ｃおよび３７Ｃ、３５Ｋおよび３７Ｋのそれぞれにより順次折り曲げられ、防塵ガラス３９＊を通って被走査面に照射される。
【０１９７】
分離用ミラー、及び、折り返しミラーの３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３４Ｋ、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ、３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃおよび３７Ｋのそれぞれは、通常のフロートガラスの一方の面に、反射面を構成するアルミニウムなどの金属層が、例えば蒸着により所定厚さに形成されたものである。
【０１９８】
偏向後光学系は、２枚組みの結像ミラーから構成され、回転多面鏡に対して、第１のミラーが副走査方向に関して所定の方向（図１１中の上側）にずれており、第２のミラーが、第１のミラーに対し、上記所定の方向と同じ方向（図１１中の上側）にずれている。この際に、２枚のミラーによって反射された以降の折り返しを展開した状態の副走査方向断面を示す図１０（ｂ）をみた場合、光線が第１のミラーから見て、上記所定（図１０（ｂ）中の上側）の方向を通っていることが判る。
【０１９９】
ここで、第２のミラー２５から反射された後に、その一部の光線のみを折り返すことにより光線の分離を行うミラー３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃを持ち、分離する位置は、第２のミラー２５での折り返し点が、ポリゴンミラーから副走査方向に遠い方の光線が、第２のミラー２５に近い関係となっている。
【０２００】
まず、第１のミラー２３と第２のミラー２５の間の光路を遮光しないで分離ミラーを置ける順は、光路の上流で、第２のミラーでの反射点が副走査方向に関してポリゴンミラーと離れている光線順と在っている．図１１（ｂ）からもわかるように、ＬＹ、ＬＭ、ＬＣの光線の順で、上流側で分離が可能となっている。
【０２０１】
第２のミラーから、像面間で、この順と同じ順に、各光線同士が互いに空間を持つ様に偏向前光学系からの光軸を配置している。この為、第２のミラー２５から像面の間で、ＬＹとＬＭの間が一番上流側で分離ミラーを挿入する為の間隔を持っており、次にＬＭとＬＣの間、次にＬＣとＬＫの間という順で空間を確保できる様にしている。
【０２０２】
ここで、回転多面鏡の面の出人りの影響を小さくする為に副走査方向横倍率を小さく抑えていることから、像面に近づくにつれて、それぞれの光線の間隔が小さくなっている。
【０２０３】
このことから、第２のミラー上での光線の間隔は
ＬＹ−ＬＭ間隔＜ＬＭ−ＬＣ間隔＜ＬＣ−ＬＫ間隔
の様に、下流側で分離される光線間の間隔ほど大きく取っている。
【０２０４】
これにより、第２ミラー後の光路長を短くした上で、一番第２ミラーに近い位置で分離できる光線の分離後の光路長を長くすることができる。
【０２０５】
第２ミラー後の光路長を短くできるということは、ユニットの小型化を可能にし、また、ミラーの角度ずれの影響は、ミラー配置後の光路長に比例する。例えば、ミラーがα傾いたとすると、光線は２α傾き、これが距離Ｌだけ進むと、ずれ量は、Ｌ×ｔａｎ（２α）ずれる。これを考えると、Ｌを小さくすることになる為、角度ずれの影響も小さくすることができる。
【０２０６】
一番上流側で分離できる光線の分離後の光路長を長くすることにより、感光体ピッチ、感光体−光学系間距離を稼ぐことができ、大型のプロセスユニットにも対応可能となる。
【０２０７】
図１４に示す表１には、本実施例の偏向前光学系の光学データ、図１５に示す表２には、本実施例の偏向後光学系の光学データ、図１６に示す表３には、結像ミラーの形状を表すデータ及び、近軸の主要値を記載している。表３の式では、一部、副走査方向、主走査方向の式を共通に示す式であらわしている為、副走査方向を表す『’』を省略している。
【０２０８】
また、表１、２、４、５（表４は図１７に、表５は図１８にそれぞれ示す）での厚みの記号は、一度反射する毎に±が入れ替わる局所座標を使用して記述してある為、近軸光での検討に使用した光路長とは符号が異っている。
【０２０９】
表３及び表６（表６は図１９に示す）に示したミラーの曲率は、ミラー面に対し入射光の進行方向側に曲率の中心がある場合を＋、入射光の進行方向と反対側に曲率の中心がある場合を−とすると、面形状１の符号が±逆となる為、第１ミラーは、主走査方向、副走査方向共に正、第２ミラーの曲率は主走査方向、副走査方向共に負となる。これは、第１ミラーの形状が主走査方向、副走査方向共に凸、第２ミラーの形状が主走査方向、副走査方向共に凹であることを示している。
【０２１０】
また、それぞれのミラーのパワーについても、第１ミラーは、主走査方向、副走査方向共に負、第２ミラーは主走査方向、副走査方向共に正であることが示されている。
【０２１１】
さらに、第１ミラーの副走査方向パワーの絶対値は、第２のミラーの副走査方パワーの絶対値よりも大きい。
【０２１２】
また、主点位置△も記載しているが、物点側主点△1、像側主点△2ともに、正の値をとっている。これは、物点側主点は、第１のミラーよりも像面側、像側主点は、第２のミラーよりも像面側に位置することを意味しており、ミラーから像面までの距離を確保して、実装上の自由度を増すことに貢献している。
【０２１３】
また、表３、表６に、偏向後光学系中のミラー形状を規定する式および係数を示しているが、２枚のミラーは、ｚ方向にも奇数次数の０でない係数を持つ項を持っており、副走査方向に非対称な形状となっている。さらに、Σａ１＿ｍ×ｙ＾ｌ×Ｚ＾ｍ＝Σａｌ＿ｍ×ｙｌ×ｚｍの項の係数も、０でない項を高次に渡りもっており、主走査方向、副走査方向位置により、主走査方向、副走査方向の曲率が非対称に変化していることが判る。
【０２１４】
これらの項により、２枚構成のミラーにて、結像特性、ｆθ特性、走査線の曲がり、面倒れ補正の機能を十分満足するものとすることができる。
【０２１５】
さらに、表２、表５に示す様に、第１のミラーの基材はＰＭＭＡ、第２のミラーの基材はＰＣである。
【０２１６】
ＰＭＭＡの線膨張係数：６．９×１０−５（／度）
ＰＣの線膨張係数：６．２×ｌ０−５（／度）
であり、第１のミラーの基材の線膨張係数の方を大きくすることにより、両方をＰＣで構成するよりも温度による熱膨張の影響を小さくしている。
【０２１７】
表３、６中の線膨張係数比α1ｉ／α2はそれぞれ（式６）、（式９）で求められた、それぞれ主走査方向、副走査方向の温度変化による変動を起こさない線膨張係数の理想的な比を表したものである。実際には、中央部分での値であるが、それぞれのミラーは急激なパワー変化を持っていないため、実用的には十分全体を代表した値となっている。
【０２１８】
表３の場合、理想的には、主走査方向で、線膨張係数比が７．５、副走査方向の線膨張係数比が２２．８となっているが、ＰＭＭＡとＰＣの比は１．１程度である。同じ素材であるよりは補正効果はあるが、コストアップを許し、第２ミラーをガラスとして線膨張係数を７２×１０−７とすることにより、その比を９．５とすることが性能的には望ましい。
【０２１９】
この場合にも、第１のミラーの基材の線膨張係数が、第２のミラーの基材の線膨張係数に比べ大きくなっていることはいうまでもない。
【０２２０】
第１ミラーをＰＭＭＡとした場合には、第２ミラーがＰＣの場合、ガラスの場合両方の場合に、理想値からのずれが大きい場合については
｜α2−α1ｉ｜＞｜α1−α1ｉ｜
かつ
｜α2−α’1ｉ｜＞｜α1−α’1ｉ｜
ここに、
α1ｉ＝−α2（−１＋ｄ2φ10）２φ20／φ10
α’1＝−α2（−ｄ2−ｄ１+ｄ2ｄ１φ’１０）２φ20／（ｄ１２φ’１０）
を満足している。第２ミラーがガラスの場合、｜α2−α1ｉ｜＞｜α1−α1ｉ｜を満たしているが、｜α2−α1ｉ｜、｜α1−α1ｉ｜の値そのものが小さいため、問題とはならない。
【０２２１】
また、表２、５の下に示している（偏向手段反射面と第１のミラーとの間の光路長）と（第１のミラー間と第２のミラーとの間の光路長）との値を比べると、
（偏向手段反射面と第１のミラーとの間の光路長）＜（第１のミラーと策２のミラーとの間の光路長）
の関係を満足している。
【０２２２】
さらに、それぞれの光線について、
（最終素子と像面との間の光路長）／（偏向器反射点と最終の素子との間の光路長）＞２×副走査方向横倍率）を満足していることが示されている。
【０２２３】
また、
副走査方向横倍率＜０．５
（最終素子と像面との間の光路長）／（偏向器反射点と最終の素子との間の光路長）＞１．５
である。
【０２２４】
光線の光路をさらに拡大した図を図１３に示す。横軸の原点は、偏向器の反射面の位置であり、縦軸が副走査方向位置を表す。副走査方向位置が０近辺で横軸の−１００から０までの光路は、偏向前光学系の光路を、回転多面鏡による折り返しを展開して付け加えたものである。複数のビームが回転多面鏡と第１のミラーの間において、副走査方向に交差することにより、回転多面鏡の厚みを低減している様子が示されている。
【０２２５】
なお、本実施例では、複数ビームを供給する光学系について述べているが、その内の１つを使用した、シングルビームの際であってもよい。この場合も、上記各実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【０２２６】
また、上述した各実施形態等では、種々の態様を説明したが、以下の態様も考えられる。即ち、偏向前光学系からの光線を主走査方向に走査する回転多面鏡と、当該回転多面鏡で走査された光線を像面に結像させる２枚のミラーとを備えた光走査装置であって、上記回転多面鏡側の第１のミラーの線膨張係数をα1、上記像面側の第２のミラーの線膨張係数をα2、それぞれの主走査方向パワーをφ10、φ20、それぞれ副走査方向パワーをφ’10、φ’20、２つのミラー間の光路長をｄ2、偏向器反射点と第１のミラーとの間の光路長をｄ１とした際に、
｜α2−α1ｉ｜＞｜α1−α1ｉ｜
かつ
｜α2−α’1ｉ｜＞｜α1−α’1ｉ｜
ここに、
α1＝−α2（−１＋ｄ2φ10）２φ20／φ10
α’1＝−α2（−ｄ2−ｄ１＋ｄ2ｄ１φ’１０）２φ20／（ｄ１２φ’１０）
の関係を有する光走査装置も考えられる。
【０２２７】
また、偏向前光学系からの光線を主走査方向に走査する回転多面鏡と、当該回転多面鏡で走査された光線を像面に結像させる２枚のミラーとを備えた光走査装置であって、偏向前光学系を複数有し、上記回転多面鏡と上記回転多面鏡側の第１のミラーの間で、上記複数の偏向前光学系から出射された光線が副走査方向で交差する光走査装置も考えられる。
【符号の説明】
【０２２８】
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ：レーザアレイ素子、５：偏向装置、５ａ：反射面、７：偏向前光学系、９：偏向後光学系、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ：コリメータレンズ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ：絞り、１７Ｃ、１７Ｋ：シリンダレンズ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ：レーザ合成ミラー２３：第１結像ミラー、２５：第２結像ミラー、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ：ミラー、３４Ｋ：折り返しミラー、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ：折り返しミラー、３７Ｙ、３７Ｍ，３７Ｃ、３７Ｋ：第３ミラー、５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｋ：感光体ドラム、ＬＹａ、ＬＹｂ、ＬＭａ、ＬＭｂ、ＬＣａ、ＬＣｂ、ＬＫａ、ＬＫｂ：レーザビーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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