JPH0566650A

JPH0566650A - ２色画像記録用光走査装置

Info

Publication number: JPH0566650A
Application number: JP3262367A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Osawa; 孝之大沢; Kenichi Takanashi; 健一高梨
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】結像光学系の色収差の２色画像記録への影響を
有効に除去する。【構成】光源装置１Ａ，１Ｂからのレーザー光束の一方
を基準として、結像光学系５を設定し、他方のレーザー
光束のビームウエストを大きく設定することにより、こ
の他方のレーザー光束による光スポット６上の光スポッ
トのスポット径変動を小さくする。また、各レーザー光
束ごとに、別個の画素周波数を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は２色画像記録用光走査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】互いに波長の異なる２つの光による光走
査を行って、互いに極性の異なる２種の静電潜像を同一
の感光体上に形成し、これら静電潜像を互いに逆極性に
帯電され異なった色に着色されたトナーで可視化して２
色画像を記録する２色画像記録方法が知られている（特
公昭６０−３２１９０号公報）。

【０００３】このような２色画像記録方法を実行するた
めの光走査装置として、「波長の異なる２つのレーザー
光束を同時にあるいは別々に偏向させ、共通の結像光学
系により被走査面上に光スポットとして集光して光走査
を行う」方式のものが知られている（上記公報）。

【０００４】このような光走査方式の場合、偏向光束を
被走査面上に光スポットとして集光する共通の結像光学
系が「色消し」機能を持っていないと、各レーザー光束
の形成する光スポットの位置が互いにずれたり、光スポ
ットのスポット径変動が大きくなったりする問題があ
る。

【０００５】共通の結像光学系を「色消し」機能を持つ
ものとして構成しようとすると、結像光学系のコストが
高くつくという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の問題
を解決するべくなされたものであって、結像光学系とし
て低コストで実現できる「色消し機能を持たない」もの
を用い、しかも結像光学系の色収差に基づく諸問題を有
効に解決できる新規な２色画像記録用光走査装置の提供
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の２色画像記録
用光走査装置は、「波長の異なる２つのレーザー光束を
同時にあるいは別々に偏向させ、共通の結像光学系によ
り被走査面上に光スポットとして集光して光走査を行う
装置」である。「被走査面」は、上記特公昭６０−３２
１９０号公報に記載されたような感光体の感光面であ
る。

【０００８】請求項１の装置は、「上記波長の異なる２
つのレーザー光束のうちの一方のレーザー光束を基準と
して上記結像光学系を設定し、他方のレーザー光束のビ
ームウエストを大きく設定することにより、この他方の
レーザー光束による光スポットのスポット径変動を小さ
くするようにした」点を特徴とする。

【０００９】この場合、被走査面上の光スポットのスポ
ット径を各光束で互いに略等しく設定することができる
（請求項２）。

【００１０】請求項３の装置は、上記請求項１または２
の装置において、「一方のレーザー光束を光源装置から
主走査対応方向において平行光束として射出させ、他方
のレーザー光束を、主走査対応方向における結像位置が
上記一方のレーザー光束の主走査対応方向における結像
位置と合致するように、主走査対応方向において収束性
もしくは発散性にして射出させるようにした」点を特徴
とする。

【００１１】ここで「主走査対応方向」とは、各光束に
就き、光源から被走査面に到る光路を光軸に沿って直線
的に展開した状態に於いて、主走査方向と平行になる方
向であり、同様の状態において副走査方向に平行になる
方向を「副走査対応方向」と称する。

【００１２】各レーザー光束の光源装置から被走査面に
到る光路上に配置される各種光学装置、即ちレンズ系や
偏向装置等は光走査装置に関連して従来から知られた種
々のものを適宜利用できるが、請求項４の装置は「波長
の異なる２つのレーザー光束が光束合成光学素子により
単一の光束に合成されて回転多面鏡により偏向され、結
像光学系は基準のレーザー光束に対して、回転多面鏡の
偏向反射面位置と被走査面位置とを副走査対応方向に関
して幾何光学的に略共役な関係とし、各レーザー光束が
上記偏向反射面の近傍に主走査対応方向に長い線像とし
て結像される」ことを特徴とする。

【００１３】請求項４の装置構成の場合、「波長の異な
るレーザー光束を放射する２つの光源装置と、これら光
源装置からのレーザー光束を合成する光束合成光学素子
との間に、それぞれ副走査対応方向に正のパワーを持つ
シリンダーレンズを配して各レーザー光束を偏向反射面
近傍に主走査対応方向に長い線像として結像せしめ、こ
れらシリンダーレンズの光軸方向の位置を調整して、各
レーザー光束の結像光学系による副走査対応方向の結像
位置が実質的に一致するように」構成することができる
（請求項５）。「光束合成光学素子」としては各種ハー
フミラーや偏光ビームスプリッターを用いることができ
る。

【００１４】この発明のように、波長の異なる２つのレ
ーザー光束に共通して、色消し機能のない結像光学系を
用いる場合、主走査対応方向に関する色収差の影響は
「各レーザー光束の形成する光スポットの位置ずれ」と
いう形でもあらわれる。この位置ずれは、光走査におけ
る書き込みのタイミングを電気的に補正することによっ
ても補正できる。

【００１５】この補正の方法としては、請求項６の装置
のように「波長の異なる２つのレーザー光束に対して書
き込み開始位置を揃えるとともに、角レーザー光束毎に
別個の画素周波数を設定し、各レーザー光束により書き
込まれる画像情報の位置ずれを補正する」ようにしても
良いし、「波長の異なる２つのレーザー光束の所定の一
方を基準として書き込み開始用の同期信号を検出し、こ
の同期信号を遅延回路により所定時間遅延させて、他方
のレーザー光束の書き込み開始用同期信号とし、書き込
みは各レーザー光束とも同一の画素周波数で行う」よう
にしても良い（請求項７）。

【００１６】また請求項６または７の装置の場合におい
ては、「波長の異なるレーザー光束の一方を基準とし
て、この基準光束に対して書き込み開始用の同期信号検
知を行う」ことができるし（請求項８）、「波長の異な
るレーザー光束の双方に対して、書き込み開始用の同期
信号検知を行う」こともできる（請求項９）。

【００１７】請求項８のように、基準光束に対して書き
込み開始用の同期信号検知を行なう場合、他方の光束の
書き込み開始位置を基準光束の書き込み開始位置に揃え
るには、両光束に対する結像光学系の色収差による結像
位置の差を予め測定してこれを時間に換算し、他方の光
束の書き込み開始のタイミングを定めれば良い。また基
準光束に対して同期信号検知を行なう間、他方のレーザ
ー光束は消灯しておけば、基準光束に対する同期信号検
知を、他方の光束がノイズとして妨げるとことがない。

【００１８】波長の異なるレーザー光束の双方に対し
て、書き込み開始用の同期信号検知を行う場合、結像光
学系による色収差が比較的小さい場合や、あるいは検知
手段を結像光学系の比較的近傍に配するような場合、検
出手段位置で、各レーザー光束が十分に分離していない
と、各光束を別個に検出するのが難しい。このような
場合、請求項１０の装置のように、結像光学系と検出手
段との間にレーザー光束を分離するためのビーム分離手
段を設けて、検出手段に対して各レーザー光束が分離し
て入射するようにすることができる。

【００１９】ビーム分離手段としては、凸面鏡（請求項
１１）や、回折格子（請求項１２）、あるいはダイクロ
イックミラー（請求項１３）を用いることができる。さ
らに、この場合、結像光学系とビーム分離手段の間、も
しくはビーム分離手段と検出手段との間に、結像光学系
の色収差を補正する補正レンズを設けても良い（請求項
１４）。

【００２０】上記の場合とは逆に、書き込み開始用の同
期信号を検知する検知手段と結像光学系との間に、検知
ビーム用の結像レンズを設け、この結像レンズにより、
結像光学系による色分離を補正して、各レーザー光束を
検知手段上の同一位置に結像させるようにしても良い
（請求項１５）。

【００２１】また上記請求項６の装置のように「波長の
異なる２つのレーザー光束のそれぞれに別個の画素周波
数を設定する」場合、これらの画素周波数のクロック信
号を共に等間隔クロック信号としても良いし（請求項１
６）、一方のクロック信号を等間隔クロック信号とし、
他方のクロック信号は「結像光学系の色収差を考慮して
周波数を偏向角に応じて設定」するようにしても良い
（請求項１７）。さらに、このように２つのレーザー光
束の各々に対して、異なる画素周波数を設定する場合、
「光走査領域の開始側と終了側とに光束検出手段を設け
て、少なくとも一方の光束を検出し、これら光束検出手
段による検出の時間差に基づき、波長の異なる２つのレ
ーザー光束の個々に対して画素周波数を設定する」よう
にすることができる。

【００２２】

【作用】図１は、この発明を適用できる２色画像記録用
光走査装置の１例を示している。図中、符号１Ａ，１Ｂ
は光源装置、符号２Ａ，２Ｂはシリンダーレンズ、符号
３は光束合成光学素子としての偏向ビームスプリッタ
ー、符号４は偏向装置としての回転多面鏡、符号５は結
像光学系としてのｆθレンズ、符号６は被走査面を示し
ている。この構成から明らかなように、この装置例は請
求項４の装置構成である。また前述したように、被走査
面６は具体的には感光体の感光面であり、図には平面と
して描かれているが円筒面の場合もある。

【００２３】光源装置１は、波長７８０ｎｍのレーザー
光を放射する半導体レーザーとコリメートレンズとを有
し、実質的な平行光束を放射する。光源装置２は、波長
６８０ｎｍのレーザー光を放射する半導体レーザーとコ
リメートレンズとを有し、実質的な平行光束を放射す
る。これら光源装置１Ａ，１Ｂからのレーザー光束はそ
れぞれ、シリンダーレンズ２Ａ，１Ｂに入射し、これら
シリンダーレンズ２Ａ，２Ｂによりそれぞれ副走査対応
方向へ集束させられる。このように集束傾向を与えられ
た各レーザー光束は偏光ビームスプリッター３により単
一の光束に合成され、回転多面鏡４の偏向反射面４Ａに
入射し、反射される。各光源装置１Ａ，１Ｂからのレー
ザー光束はそれぞれシリンダーレンズ２Ａ，２Ｂにより
偏向反射面４Ａの近傍に、主走査対応方向に長い線像に
結像される。

【００２４】偏向反射面４Ａによる反射光束は、ｆθレ
ンズ５により被走査面６上に光スポットとして集光す
る。回転多面鏡４が等速回転すると反射光束は、等角速
度的に偏向し、光スポットは被走査面６上を主走査方向
へ略等速的に移動して光走査を行う。光走査に応じて各
レーザー光束を画像信号で変調すれば、各レーザー光束
ごとに画像情報を書き込むことができる。

【００２５】ｆθレンズ５は、副走査対応方向に関し
て、偏向反射面４Ａの位置と被走査面６の位置とを幾何
光学的に略共役な関係としており、この光学的関係のた
めに回転多面鏡４の偏向反射面４Ａの、所謂「面倒れ」
が補正される。

【００２６】結像光学系としてのｆθレンズ５は「色消
し」機能を持たないため、色収差が存在する。図１の例
では、波長７８０ｎｍのレーザー光束を基準とし、この
光束に対して結像光学系が設定されている。即ち、図２
に示すように、波長７８０ｎｍの光束（実線で示す）が
副走査対応方向（図２上下方向）において被走査面６上
に結像するように結像するようにｆθレンズ５の位置を
定めるのである。すると、波長６８０ｎｍのレーザー光
束（破線で示す）の副走査対応方向における結像位置
は、色収差により被走査面６に対してずれてしまう。こ
の「ずれ」は光スポットの副走査方向のスポット径変動
の原因となる。

【００２７】一方、主走査対応方向に就いて見ると、波
長６８０ｎｍのレーザー光束の結像位置は色収差により
被走査面位置からずれるが、それと同時に、図３に破線
で示すように光スポット位置が主走査方向（図３上下方
向）においてもずれる。この「ずれ」は、各光束により
書き込まれる画像情報の位置ずれの原因になる。

【００２８】このような、主・副走査対応方向の「ず
れ」の問題を、この発明では、上述した構成により解決
するのである。

【００２９】

【実施例】以下、具体的に説明する。２色画像記録用光
走査装置としては図１に示す如きものを想定する。結像
光学系であるｆθレンズ５は、光源装置１からの波長７
８０ｎｍのレーザー光束を基準として設定されているも
のとする。

【００３０】シリンダーレンズ２Ａ，２Ｂはそれぞれ、
光源装置１Ａ，１Ｂからのレーザー光束を偏向反射面４
Ａの位置に主走査対応方向に長い線像として結像するよ
うに配備条件を定められている。このとき、波長７８０
ｎｍ，６８０ｎｍの各レーザー光束に対するｆθレンズ
５による、主走査対応方向および副走査対応方向におけ
る結像位置を示したのが図４である。

【００３１】ｆθレンズ５は波長７８０ｎｍのレーザー
光束を基準として設定されているので、結像位置は主・
副走査対応方向とも図に示すように被走査面に近い。こ
れに対して、波長６８０ｎｍのレーザー光束の結像位置
はｆθレンズ５の色収差のため主・副走査対応方向とも
被走査面からずれている。とくに副走査対応方向の結像
位置の「ずれ」は大きい。図４の結像位置は幾何光学的
な結像位置である。波動光学的にはレーザー光束は点に
集束することはなく、レーザー光束の光束径はビームウ
エストにおいて最小になる。ビームウエスト径を小さく
すると、ビームウエストの位置は幾何光学的な集光点に
近接した位置になる。

【００３２】ここで先ず、副走査対応方向のスポット径
を問題としてみる。基準となる波長（以下、基準波長と
いう）７８０ｎｍのレーザー光束の結像位置は、被走査
面に近接して変化している。このため、基準レーザー光
束に関してはビームウエストを小さく設定しても、光ス
ポットの副走査方向の径は副走査対応方向におけるビー
ムウエスト径の近傍で結像位置の変化に応じて小さく変
動するのみであり、副走査対応方向のスポット径変動は
実質的に問題とはならない。

【００３３】これに対して、波長６８０ｎｍのレーザー
光束の場合は、図４に示すように幾何光学的な結像位置
は副走査対応方向おいて被走査面から離れているため、
ビームウエスト径を小さく設定すると、光スポットの副
走査方向の径はビームスポット径よりもかなり大きくな
り、主走査に伴う光スポット径の変動も大きい。

【００３４】そこで請求項１の発明では、波長６８０ｎ
ｍのレーザー光束のビームウエスト、即ちこのレーザー
光束が被走査面近傍に形成するビームウエストの径を大
きく設定して、主走査に伴う光スポット径の変動を小さ
く抑えるのである。

【００３５】即ち、ビームウエスト径をｗ₀、ビームウ
エスト位置から光束に沿って計った距離をｚ、波長をλ
とすると、ビームウエスト位置から距離：ｚだけ離れた
位置における光束径Ｗ（ｚ）は、Ｗ（ｚ）＝ｗ₀√［｛１＋（ｚλ／πｗ₀ ²）²］（１）で与えられる。但し、この式の右辺で√［］は、
［］内の量に就き平方根を取ることを意味する。この
（１）式から明らかなように、Ｗ（ｚ）はビームウエス
ト径ｗ₀が小さいほど、ｚの増加とともに急激に大きく
なる。換言すれば、ビームウエスト径ｗ₀を大きく設定
することにより、ビームウエスト近傍での光束径の変化
を小さくすることができる。従って、請求項１の装置で
は波長６８０ｎｍのレーザー光束に対するビームウエス
トを、被走査面６上における同光束のスポット径変動が
実質上問題とならない程度に小さくなるように、ビーム
スポット径を大きく設定するのである。これを実現する
には、光源装置２と偏向ビームスプリッター３との間に
配備される光スポット形状整形用のアパーチュア板（図
示されず）におけるアパーチュア幅をしかるべく小さく
設定すれば良い。

【００３６】図４を見ると明らかなように、説明中の例
においては、主走査対応方向に関する結像位置は、波長
６８０ｎｍのレーザー光束においても被走査面６に比較
的近接しており、主走査対応方向における変動も少な
い。従って、ビームウエストを大きく設定するのは、説
明中の例においては副走査対応方向に就いてのみ実施し
ても十分な効果が得られる。勿論一般の場合には、主・
副走査対応方向のそれぞれに就いて適当なビームウエス
ト径を設定すれば良いのである。これは上記両方向にお
ける前記アパーチュア幅の調整で実現できる。

【００３７】上述した請求項１の装置の場合、基準波長
７８０ｎｍのレーザー光束についてはビームウエスト径
を小さく設定することができる。従ってこの場合、基準
のレーザー光束の光スポット径に対して、波長６８０ｎ
ｍの波長のレーザー光束の光スポット径は大きくなり、
その分だけ記録画像の解像力も小さくなる。このような
場合、記録する２種の画像の色を黒・赤の２色とする
と、一般に高い解像力を必要とする黒色画像の書き込み
に対しては基準のレーザー光束を割当て、波長６８０ｎ
ｍのレーザー光束は赤色画像の書き込みに利用すれば良
い。場合によっては、２種の記録画像ともさほどの高解
像力を必要としないが、解像力は互いに略等しいことが
望まれる場合もある。このような場合には、基準波長７
８０ｎｍのレーザー光束のビームウエスト径もしかるべ
く大きく設定し、各レーザー光束の光スポット径が互い
に略等しくなるようにすれば良いのである。このよう
に、光スポットのスポット径を両レーザー光束に対して
略等しく設定すると、形成された静電潜像に対する現像
・画像条件を安定したものとすることができる。

【００３８】ところで、図１の光走査装置において、各
光源装置１Ａ，１Ｂからのレーザー光束は実質的な平行
光束として射出し、主走査方向に関しては各レーザー光
束ともｆθレンズ５によってのみ結像される。この状況
は図１の光走査装置のみならず他の方式の光走査装置に
おいても一般的である。このとき、光源装置から射出す
る光束を主走査対応方向において若干発散性とするとｆ
θレンズ５による主走査対応方向の結像位置はｆθレン
ズ５から遠ざかる方向へずれ、若干収束性にすれば主走
査対応方向の結像位置はｆθレンズ５に近づく側へずれ
る。

【００３９】そこで請求項３の装置では、光源装置１
Ａ，１Ｂからのレーザー光束のうちの一方を基準として
主走査対応方向に関して実質的に被走査面上に結像する
ように光学系設定を行い、他方のレーザー光束に関して
は、光源装置からの射出状態を主走査対応方向に関して
収束性もしくは発散性として、その結像位置を基準レー
ザー光束の結像位置と実質的に合致させるのである。こ
れを実際に行うには、光源装置におけるコリメートレン
ズの位置を光軸方向で調整すれば良い。

【００４０】同様のことは副走査対応方向に就いても行
うことができる。即ち、光源装置１Ａ，１Ｂからのレー
ザー光束は、シリンダーレンズ２Ａ，２Ｂにより偏向反
射面４Ａの近傍に主走査対応方向に長い潜像として結像
されるが、シリンダーレンズ２Ａ，２Ｂが光軸上で偏光
ビームスプリッター３に近づく方向へ変位すると、上記
「線像」の結像位置は光路上で偏光ビームスプリッター
３から遠ざかる側へ変位し、シリンダーレンズ２Ａ，２
Ｂが光源装置側へ変位すると、線像の結像位置は偏光ビ
ームスプリッター３に近づく方へ変位する。そしてこの
ようにな線像の変位は、ｆθレンズ５の縦倍率に従い、
各レーザー光束の結像位置を被走査面近傍で変位させ
る。

【００４１】従って、レーザー光束の一方を基準とし
て、副走査対応方向において基準レーザー光束が実質的
に被走査面６上に結像するようにし、他方のレーザー光
束による線像の結像位置を、シリンダーレンズの光路上
での変位により調整することにより、ｆθレンズ５によ
る副走査対応方向の結像位置を基準レーザー光束の結像
位置と実質的に合致させるようにするこできる。これが
請求項５の装置である。シリンダーレンズ２Ａ，２Ｂの
光路上の位置を調整する代わりに、各シリンダーレンズ
の屈折力を調整しても同様の効果を実現できる。

【００４２】このように、請求項３、５の装置では、主
・副走査対応方向における各レーザー光束の結像位置を
互いに実質的に合致させられるので、各レーザー光束に
対するビームウエスト径はそれぞれ小さく設定して光ス
ポット径を略等しく設定でき、各色記録画像とも解像力
の高い記録を実現できる。

【００４３】一方、請求項１や２の装置ではビームウエ
スト径の調整により光スポット径の変動を軽減するの
で、シリンダーレンズによる線像の結像位置は各レーザ
ー光束において同一位置でよく、従って図６に示す実施
例のように、シリンダーレンズ２を各レーザー光束に共
通化して偏光ビームスプリッター３と回転多面鏡４との
間に配備するようにしても良い。このようにして光学系
の部品点数を減らすことができる。

【００４４】以上のように請求項１ないし５の装置で
は、結像光学系の色収差に起因して光スポット径が変動
するのを軽減させることができる。しかし、図３に示す
ような色収差に基づく光スポット位置の主走査方向にお
ける位置ずれを補正することはできない。このような
「位置ずれ」は、図５のように偏向レーザー光束のリニ
アリティ（同図左図）、ｆθ特性（同図右図）にずれを
生じる。請求項６ないし９の装置では、このような光ス
ポットの位置ずれに伴う記録画像相互のずれを補正す
る。

【００４５】請求項６の装置では、各レーザー光束ごと
に画素周波数を別個に設定し、図５に示すようなリニア
リティやｆθ特性のずれを電気的に補正するのである。

【００４６】各レーザー光束を共通の画素周波数で書き
込み駆動すると、書き込まれる各記録画像の位置関係
は、本来の位置関係に対してずれたとなるが、このずれ
は光走査装置の特性として一義的に定まる。そこで請求
項７の装置では、このような記録画像の位置ずれ量を考
慮し、各レーザー光束の書き込み解しのタイミングを異
ならせることにより、上記「位置ずれ」を解消し、画素
周波数自体は各レーザー光束について共通化するのであ
る。

【００４７】図７は請求項６の装置の１実施例を示して
いる。偏向光束を書き込み開始側において光センサー７
で検知して同期信号発生回路８により同期信号を発生
し、この同期信号を信号制御回路９，１０に印加する。
信号制御回路９，１０は光源装置１Ａ，１Ｂに印加する
画像情報信号を印加され、それぞれ所定の画素周波数
（これらの画素周波数に対応するクロック信号が、信号
制御回路９，１０で生成される）で各画像信号を光源装
置１Ａ，１Ｂに印加される。

【００４８】図８は請求項７の装置の１実施例を示して
いる。偏向光束を書き込み開始側において光センサー７
で検知して同期信号発生回路８により同期信号を発生
し、この同期信号をクロック発生回路１１に印加する。
クロック発生回路１１は、各レーザー光束に共通の画素
周波数を発生する。この例では光源装置１Ａからのレー
ザー光束が基準のレーザー光束であり、クロック発生回
路１１により発生された画素周波数により画像情報信号
が光源装置１Ａに印加される。一方、クロック発生回路
１１で発生するクロック信号は他方において遅延回路１
２に印加され、回路１２により所定時間（記録画像の位
置ずれを補正するための時間）遅延されて出力され、光
源装置１Ｂに入力される画像情報信号に対する画素周波
数として使用される。

【００４９】上記請求項６，７の装置では、２つのレー
ザー光束の書き込み開始位置を揃えるため、偏向レーザ
ー光束を書き込み開始側で検知して書き込み用の同期信
号を発生させる必要がある。請求項６の装置の場合に
は、各レーザー光束に対して別個に画素周波数を設定
し、各レーザー光束を別個に制御するので、各レーザー
光束に就いて、同期信号を発生させる必要がある。

【００５０】この場合は、図９（ａ）のように光センサ
ー７を共通にして波長６８０ｎｍ，７８０ｎｍの各レー
ザー光束を順次検知して、各レーザー光束ごとの検知信
号に基づき同期信号の発生を行えば良い。図中符号７Ａ
はナイフエッジ板を示す。

【００５１】また請求項７の装置の場合には、同期信号
は唯一種発生させ、これを直接に基準波長のレーザー光
束に対する書き込み開始に使用し、上記同期信号を遅延
回路で遅延させたものを他方のレーザー光束に対する書
き込み開始に使用する。従ってこの場合は、レーザー光
束の検知は基準波長のレーザー光束に就いてのみ行えば
良く、図９（ｂ）に示すようにレーザー光束の検知の
際、基準波長のレーザー光束でないほうの波長６８０ｎ
ｍのレーザー光束の光源１Ｂは点燈させずにおくのであ
る。

【００５２】図９（ｃ）において符号７ｃは遮光板を示
す。遮光板７ｃは光センサー７Ｂの受光面前に配備さ
れ、互いにｌだけ離れた開口７ｃ１，７ｃ２を有してい
る。距離ｌは色収差により分離したレーザー光束間の距
離である。開口７ｃ１，７ｃ２の開口径は遮光板位置に
おける各レーザー光束径より大きく設定されている。

【００５３】このようなセンサーでレーザー光束を検知
すると、先ず波長６８０ｎｍのレーザー光束が開口７ｃ
２の位置を通過するときに図９（ｄ）の破線のような信
号が発生し、波長６８０ｎｍのレーザー光束が開口７ｃ
１の位置を通過するときは、波長７８０ｎｍのレーザー
光束も開口７ｃ２の位置を通過するので図９（ｄ）の実
線のような信号が発生する。

【００５４】従って、図９（ｄ）の２種の信号（実線と
破線）をそれぞれ、各レーザー光束用の書き込み開始用
信号として用いて請求項６の装置のような記録画像位置
ずれ補正を行っても良いし、あるいは図９（ｄ）の２種
の信号の一方を同期信号として用いて、請求項７の装置
のような記録画像位置ずれ補正を行っても良い。

【００５５】図１０は、書き込み開始用の同期信号を検
知する検知手段の別の例を示す。光センサー７Ｂの前面
には、ダイクロイックフィルター７Ｄ１，７Ｄ２，７Ｄ
３がビーム偏向方向（矢印で示す）に密接して配備され
ている。ダイクロイックフィルター７Ｄ１，７Ｄ３は、
波長６８０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を
反射し、ダイクロイックフィルター７Ｄ２は、波長７８
０ｎｍの光を透過させ、波長６８０ｎｍの光を反射す
る。そしてダイクロイックフィルター７Ｄ２の幅ｌは、
レーザー光束の色収差による分離分に等しく設定されて
いる。このような検出手段によっても、図９（ｄ）に示
すような２種の信号が得られることは容易に理解される
であろう。

【００５６】図９に即して説明したような同期検知は、
結像光学系による色分離により、検出する各レーザー光
束が検出手段位置において互いに適度に分離している必
要があるが、結像光学系における色収差が比較的小さい
場合や、検出手段を結像光学系近傍に配置する場合に
は、上記光束の分離が十分でない場合もある。

【００５７】請求項１０以下の装置では、このような問
題が解決される。即ち、請求項１０の装置においては、
波長の異なる２つのレーザー光束は、単一のビームに合
成されて偏向され、書き込み開始用の同期信号を検知す
る検知手段と結像光学系との間に、各レーザー光束を分
離するためのビーム分離手段を有するのである。

【００５８】図１１は、請求項１０におけるビーム分離
手段として、凸面鏡２０を用いた例であり、請求項１１
の装置の実施例となっている。互いに波長の異なる２角
レーザー光束は、単一のビームに合成されて回転多面鏡
４により偏向されて、共通の結像光学系５０に入射する
が、結像光学系５０の色収差のため、各レーザー光束
は、その偏向する面内で僅かに分離する（実線と破
線）。この実施例では、このように僅かに分離した２つ
のレーザー光束は凸面鏡２０により反射されて、検出手
段３０に入射する。凸面鏡２０は、その反射光を発散さ
せる機能を有するから、反射された２光束は互いの分離
傾向を助長され、十分に分離した状態で検出手段３０に
検出されることになる。検出手段３０は、図９，図１０
に即して説明したようなものが用いられる。２つのレー
ザー光束は、その偏向する面内においてのみ分離すれば
良いから、凸面鏡２０は、図１１において、図面に直交
する方向には曲率の無い、凸シリンダー面を鏡面とする
ものであっても良い。

【００５９】図１２は、請求項１２の装置の実施例であ
り、ビーム分離手段として回折格子２１を用いている。
結像光学系５０の色収差により実線と破線のように僅か
に分離した２つのレーザー光束は、回折格子２１による
回折により、互いの分離傾向を助長され、十分に分離し
た状態で検出手段３０に検出される。

【００６０】図１３は、請求項１３の装置の実施例であ
り、ビーム分離手段としてダイクロイックミラー２２を
用いている。ダイクロイックミラー２２は、レーザー光
束の一方（実線で示す）を透過させ、他方（破線で示
す）を反射するように、分光反射率を設定される。そし
て、このように分離した各光束は別個の検出手段３１，
３２により検出される。

【００６１】これら図１１〜１３に示した実施例におい
て、結像光学系５０とビーム分離手段の間、もしくはビ
ーム分離手段と検出手段との間に、結像光学系５０の色
収差を補正する補正レンズを配備することができる。光
源装置の光源として半導体レーザーを用いた場合、半導
体レーザーの波長が温度により変化することがあり、こ
のような波長変化がレーザー光束検出に影響を及ぼすこ
とが考えられるが、上記のように色収差を補正する補正
レンズを用いれば、波長変化による影響を除去できる。
なお、補正レンズは専らレーザー光束検出にのみ用いら
れるから、小さな物でよく、安価に実現できる。

【００６２】図１４は、請求項１５の装置の実施例であ
る。波長の異なる２つのレーザー光束は単一のビームに
合成されて回転多面鏡４により偏向され、共通の結像光
学系５１に入射し、同光学系５１の色収差により、実線
と破線のように分離して、検知ビーム用の結像レンズ２
５に入射する。そして結像レンズ２５の作用により、検
知手段３０上の同一位置に結像する。このようにする
と、結像光学系５１の色収差に拘らず、２つのレーザー
光束を単一のレーザー光束として検出できる。

【００６３】以下に、請求項１６〜１８の発明の実施襟
を説明する。前述のように、請求項６の発明では、２つ
のレーザー光束のそれぞれに就き別個に画素周波数を設
定する。この画素周波数の決定は以下のように行なえば
よいのである。

【００６４】図１５（ａ）において、単一の光束に合成
され、回転多面鏡４により等角速度的に偏向された偏向
光束は、ｆθレンズ５を透過すると色収差による色分離
で互いに波長の異なる２角レーザー光束に分離する。基
準波長７８０ｎｍのレーザー光束に対し、波長６８０ｎ
ｍのレーザー光束に対してはｆθレンズ５の正の屈折力
が強く作用するので、このように色分離した２光束を、
検出手段３１により走査開始側で検出すると、先に波長
６８０ｎｍのレーザー光束が検出され、続いて基準波長
のレーザー光束が検出される。

【００６５】図１５（ａ）で、被走査面６上の点Ａが書
き込み開始位置であるとすると、２つのレーザー光束が
Ａ点に到着する時間は互いに異なり、図１５（ｂ）に示
すように、波長６８０ｎｍのレーザー光束は検出時点：
Ｑから時間：ｔ₂後に、基準波長のレーザー光束は検出
時点：Ｐから時間：ｔ₁後に、それぞれＡ点に到達す
る。そこで、基準波長のレーザー光束に関しては光束検
出後、時間：ｔ₁の経過を待って書き込みを開始し、波
長６８０ｎｍのレーザー光束に関しては光束検出後、時
間：ｔ₂の経過を待って書き込みを開始すれば、各光束
ともＡ点を起点として書き込みを行なうことができる。

【００６６】基準波長のレーザー光束が検出手段３１に
検出されてから、波長６８０ｎｍのレーザー光束がＡ点
に到達する時間：Ｔは光走査装置の固有値として実験的
に測定可能であるから、基準波長のレーザー光束のみを
検出手段３１で検出し（このとき、波長６８０ｎｍのレ
ーザー光束は消灯させておくのがよい）、基準波長のレ
ーザー光については検出後時間：ｔ₁の経過を待って、
また波長：６８０ｎｍのレーザー光束に就いては検出後
時間：Ｔの経過を待って書き込みを開始するようにして
も良い。

【００６７】さて、被走査面６上における主走査領域が
図１５（ａ）に示す如くであるとすると、主走査領域を
光走査する速度は、色収差の影響により各レーザー光束
により異なる。主走査領域を光走査するのに要する時間
を、図１５（ｂ）に示すように、基準波長（７８０ｎ
ｍ）のレーザー光束に就いてａ、波長：６８０ｎｍのレ
ーザー光束に就いてｂ（≠ａ）とすると、主走査領域の
長さＬは、基準波長のレーザー光束の光走査速度（厳密
には平均速度）Ｖ₇₈₀、波長６８０ｎｍのレーザー光束
の光走査速度Ｖ₆₈₀を用いて、Ｌ＝Ｖ₇₈₀・ａ＝Ｖ₆₈₀・
ｂと表せる。

【００６８】図１５（ｂ）に示すように基準波長レーザ
ー光束に対するクロック信号の周期を：ｃ＋ｄとする
と、基準波長レーザー光束に対する画素周波数：Ｆｓ
は、Ｆｓ＝ａ／（ｃ＋ｄ）で与えられる。このとき波長
６８０ｎｍのレーザー光束の画素周波数もＦｓとして設
定すると、光走査の終点は図１５（ａ）のＢｆθレンズ
点からずれ、各レーザー光束による光走査の終点位置が
合致しなくなる。

【００６９】この場合、波長６８０ｎｍのレーザー光束
に対しては図１５（ｂ）に示すように、クロック信号の
周期：ｅ＋ｆに対して、画素周波数Ｆをｂ／（ｅ＋ｆ）
に設定すれば、各レーザー光束による書き込みの開始位
置と終了位置とを実質的に合致させることができる。

【００７０】結像光学系は基準波長に対して設計されて
いるから基準波長に対しては殆ど問題はないが、波長６
８０ｎｍのレーザー光束に関しては色収差の影響がある
ため、主走査領域を光走査する速度が偏向角に伴い幾分
変動し、画素周波数のクロック信号が図１５（ｂ）に示
すような等間隔クロック信号であると、主走査領域が大
きい場合に、基準波長レーザー光束の結像位置と、波長
６８０ｎｍのレーザー光束の結像位置が像高により微妙
にずれることが起こる。

【００７１】この問題を有効に解決するには、結像光学
系の色収差を考慮し、基準波長でない方のレーザー光束
（説明中の例では波長６８０ｎｍのレーザー光束）の画
素周波数のクロック信号を、図１５（ｃ）に示すように
不等間隔クロック信号とし、その周期を例えば、書き込
み開始側でｅ＋ｆ、中央部でｇ＋ｈ、終端部でｅ＋ｆと
いうように光スポットの像高により、色収差の影響を除
去するように設定すれば良いのである。

【００７２】このように、各レーザー光束ごとに画素周
波数を設定する場合、図１６に示すように、被走査面６
の書き込み開始側および終了側にそれぞれ、検出手段３
１，３２を設けて、２つのレーザー光束の少なくとも一
方（基準波長レーザー光束）を検出し、検出器３１，３
２の検出時間の差からレーザー光束の走査時間を割り出
して上記画素周波数の設定を行なえば、容易に適切な画
素周波数設定を実現できる。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
２色画像記録用光走査装置を提供できる。この装置は上
述の如く構成されているので、色消し機能を持たない安
価な結像光学系を用いて尚且つ、色収差による種々の問
題を有効に解決して良好な光走査を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用できる２色画像記録用光走査装
置の１例を示す図である。

【図２】結像光学系の色収差が、副走査対応方向におよ
ぼす影響を説明するための図である。

【図３】結像光学系の色収差が、主走査対応方向におよ
ぼす影響を説明するための図である。

【図４】結像光学系の色収差による、主・副走査対応方
向の結像位置の変化を示す図である。

【図５】結像光学系の色収差がリニアリティ・ｆθ特性
におよぼす影響を説明するための図である。

【図６】請求項１，２の装置の変形実施例を示す図であ
る。

【図７】請求項６の装置の１実施例を示す図である。

【図８】請求項７の装置の１実施例を示す図である。

【図９】請求項８，９の装置の特徴部分を説明するため
の図である。

【図１０】レーザー光束を検出する検出手段の他の例を
示す図である。

【図１１】請求項１１の装置の実施例の特徴部分を説明
するための図である。

【図１２】請求項１２の装置の実施例の特徴部分を説明
するための図である。

【図１３】請求項１３の装置の実施例の特徴部分を説明
するための図である。

【図１４】請求項１５の装置の実施例の特徴部分を説明
するための図である。

【図１５】請求項１６，１７の装置の実施例の特徴部分
を説明するための図である。

【図１６】請求項１８の装置の実施例の特徴部分を説明
するための図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ光源装置２Ａ，２Ｂシリンダーレンズ３偏光ビームスプリッター４回転多面鏡５ｆθレンズ６被走査面２０凸面鏡３０，３１，３２レーザー光束を検出するための検
出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ 7251−5Ｃ // Ｇ０３Ｇ 15/04 １１６ 9122−2Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長の異なる２つのレーザー光束を同時に
あるいは別々に偏向させ、共通の結像光学系により被走
査面上に光スポットとして集光して光走査を行う装置で
あって、一方のレーザー光束を基準として上記結像光学系を設定
し、他方のレーザー光束のビームウエストを大きく設定
することにより、この他方のレーザー光束による光スポ
ットのスポット径変動を小さくするようにしたことを特
徴とする２色画像記録用光走査装置。
【請求項２】請求項１において、２つのレーザー光束の光スポットのスポット径を略等し
く設定したことを特徴とする２色画像記録用光走査装
置。
【請求項３】請求項１または２において、一方のレーザー光束を光源装置から主走査対応方向にお
いて平行光束として射出させ、他方のレーザー光束を、
主走査対応方向における結像位置が上記一方のレーザー
光束の主走査対応方向における結像位置と合致するよう
に主走査対応方向において収束性もしくは発散性にして
射出させるようにしたことを特徴とする２色画像記録用
光走査装置。
【請求項４】請求項１または２または３において、波長の異なる２つのレーザー光束は、光束合成光学系合
成光学素子により単一の光束に合成されて回転多面鏡に
より偏向され、結像光学系は基準のレーザー光束に対し
て、上記回転多面鏡の偏向反射面位置と被走査面位置と
を副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役な関係と
し、各レーザー光束は上記偏向反射面の近傍に主走査対
応方向に長い線像として結像されることを特徴とする２
色画像記録用光走査装置。
【請求項５】請求項４において、波長の異なるレーザー光束を放射する２つの光源装置
と、これら光源装置からのレーザー光束を合成する光束
合成光学素子との間に、それぞれ副走査対応方向に正の
パワーを持つシリンダーレンズを配して各レーザー光束
を偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結
像せしめ、これらシリンダーレンズの光軸方向の位置を
調整して、結像光学系による各レーザー光束の副走査対
応方向の結像位置が実質的に一致するようにしたことを
特徴とする２色画像記録用光走査装置。
【請求項６】請求項１または２または３または４または
５において、波長の異なる２つのレーザー光束に対して書き込み開始
位置を揃えるとともに各レーザー光束に対して別個の画
素周波数を設定し、各レーザー光束により書き込まれる
画像情報の位置ずれを補正するようにしたことを特徴と
する２色画像記録用光走査装置。
【請求項７】請求項１または２または３または４または
５において、波長の異なる２つのレーザー光束の所定の一方を基準と
して、書き込み開始用の同期信号を検出し、この同期信
号を遅延回路により所定時間遅延させて、他方のレーザ
ー光束の書き込み開始用同期信号とし、各レーザー光束
とも同一の画素周波数で書き込みを行うことを特徴とす
る２色画像記録用光走査装置。
【請求項８】請求項６または７において、波長の異なるレーザー光束の一方を基準として、この基
準のレーザー光束に対して書き込み開始用の同期信号検
知を行うことを特徴とする２色画像記録用光走査装置。
【請求項９】請求項６または７において、波長の異なるレーザー光束の双方に対して、書き込み開
始用の同期信号検知を行うことを特徴とする２色画像記
録用光走査装置。
【請求項１０】請求項９において、波長の異なる２つのレーザー光束は、単一のビームに合
成されて偏向され、書き込み開始用の同期信号を検知す
る検知手段と結像光学系との間に、各レーザー光束を分
離するためのビーム分離手段を有することを特徴とする
２色画像記録用光走査装置。
【請求項１１】請求項１０において、ビーム分離手段が凸面鏡であることを特徴とする２色画
像記録用光走査装置。
【請求項１２】請求項１０において、ビーム分離手段が、回折格子であることを特徴とする２
色画像記録用光走査装置。
【請求項１３】請求項１０において、ビーム分離手段が、一方のレーザー光束を透過させ、他
方のレーザー光束を反射させるダイクロイックミラーで
あり、書き込み開始用の同期信号を検知する検知手段が、各レ
ーザー光束ごとに分離していることを特徴とする２色画
像記録用光走査装置。
【請求項１４】請求項１０または１１または１２または
１３において、結像光学系とビーム分離手段の間、もしくはビーム分離
手段と検出手段との間に、上記結像光学系の色収差を補
正する補正レンズを有することを特徴とする２色画像記
録用光走査装置。
【請求項１５】請求項９において、波長の異なる２つのレーザー光束は、単一のビームに合
成されて偏向され、書き込み開始用の同期信号を検知する検知手段と結像光
学系との間に、検知ビーム用の結像レンズを有し、この結像レンズは、上記結像光学系による色分離を補正
して、各レーザー光束を上記検知手段上の同一位置に結
像させることを特徴とする２色画像記録用光走査装置。
【請求項１６】請求項６において、波長の異なる２つのレーザー光束に対して設定される別
個の画素周波数のクロック信号が共に等間隔クロック信
号であることを特徴とする２色画像記録用光走査装置。
【請求項１７】請求項６において、波長の異なる２つのレーザー光束に対して設定される別
個の画素周波数のクロック信号の一方が等間隔クロック
信号であり、他方のクロック信号は、結像光学系の色収
差を考慮して周波数が偏向角に応じて設定されているこ
とを特徴とする２色画像記録用光走査装置。
【請求項１８】請求項６または１６または１７におい
て、光走査領域の開始側と終了側とに光束検出手段を設け
て、少なくとも一方の光束を検出し、これら光束検出手
段による検出の時間差に基づき、波長の異なる２つのレ
ーザー光束の個々に対して画素周波数を設定することを
特徴とする２色画像記録用光走査装置。