JPH09105877A - マルチビーム走査光学装置 - Google Patents

マルチビーム走査光学装置

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JPH09105877A
JPH09105877A JP7289234A JP28923495A JPH09105877A JP H09105877 A JPH09105877 A JP H09105877A JP 7289234 A JP7289234 A JP 7289234A JP 28923495 A JP28923495 A JP 28923495A JP H09105877 A JPH09105877 A JP H09105877A
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grating
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 結像レンズ系等の色収差による画質の低下を
防ぐ。 【解決手段】 半導体レーザ1,2からそれぞれ発生さ
れたレーザ光L1 ,L2は、ビーム合成器3によって合
成ビームL0 に合成されて回転多面鏡4によって偏向走
査され、結像レンズ系6を経てビーム分割器7によって
走査光L3 ,L4に分割されたうえで感光ドラム5に結
像する。合成ビームL0 の光路に、結像レンズ系6等の
色収差を相殺するグレーティングレンズ9を設けること
で画質の低下を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチカラーデジ
タル複写機やマルチカラーレーザプリンタ等の画像形成
装置に用いられるマルチビーム走査光学装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】マルチカラーデジタル複写機やマルチカ
ラーレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられるマル
チビーム走査光学装置は、一般的に図5に示すように、
互に異なる波長のレーザ光、例えば、それぞれ波長67
0nmと波長780nmのレーザ光N1 ,N2 を発生す
る第1、第2の半導体レーザ101,102と、前記レ
ーザ光N1 ,N2 をそれぞれ平行化するコリメータレン
ズ101a,102aと、平行化されたレーザ光N1
2 を合成して1本の合成ビームN0 を発生させるビー
ム合成器103と、合成ビームN0 を回転多面鏡104
の反射面104aに線状に集光するシリンドリカルレン
ズ103aと、回転多面鏡104によって偏向走査され
た合成ビームN0 を感光ドラム105の表面に結像させ
る結像レンズ系106等からなるマルチビーム走査光学
系を有し、感光ドラム105と結像レンズ系106の間
には、合成ビームN0 を波長670nmと波長780n
mの走査光N3 ,N4 に分割するビーム分割器107が
設けられており、ビーム分割器107によって分割され
た走査光N3 ,N4 は、折り返えしミラー108a〜1
08cを経て感光ドラム105上のそれぞれの結像点1
05a,105bに到達する。すなわち、波長670n
mの第1の走査光N3 は、ビーム分割器107を透過し
て第1、第2の折り返えしミラー108a,108bに
よって反射され、感光ドラム105上の第1の結像点1
05aに結像し、波長780nmの第2の走査光N4
は、ビーム分割器107によって反射され、第3の折り
返えしミラー108cによって感光ドラム105上の第
2の結像点105bに結像する。
【0003】このようにして感光ドラム105上の第
1、第2の結像点105a,105bに到達した第1、
第2の走査光N3 ,N4 は、それぞれ回転多面鏡104
の回転による主走査と、感光ドラム105の回転による
副走査によって感光ドラム105上に静電潜像を形成す
る。結像レンズ系106は、球面レンズ106aとトー
リックレンズ106bを備えており、合成ビームN0
走査速度の不均一や点像の歪を補正するいわゆるfθ機
能を有する。
【0004】ビーム合成器103には、波長670nm
のレーザ光を透過し波長780nmのレーザ光を反射す
るように構成されたダイクロイックミラーが用いられ
る。これは、基板上に所定数の薄膜を積層した多層膜干
渉フィルタであり、また、ビーム分割器107にも全く
同じ光学特性を有する多層膜干渉フィルタであるダイク
ロイックミラーが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、合成ビームを回転多面鏡の反射面に線
状に集光するシリンドリカルレンズや結像レンズ系の各
レンズの色収差のために、感光ドラム上の各走査光の結
像点の深さが一致せず、波長によっては大きくずれて著
しいピントずれを発生する。これを防ぐためにシリンド
リカルレンズや結像レンズ系の各レンズにそれぞれ複数
枚のレンズを用いて色消しを行なう方法も提案されてい
るが、結像レンズ系等が複雑化してマルチビーム走査光
学装置の高コスト化を招くおそれがある。
【0006】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであって、シリンドリカル
レンズや結像レンズ系等の色収差のために画質が劣化す
るおそれない高性能でしかも安価なマルチビーム走査光
学装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のマルチビーム走査光学装置は、複数の光ビ
ームからなる合成ビームを走査手段によって走査し、結
像レンズ系を経て複数の走査光に分割し各走査光を感光
体に結像させるマルチビーム走査光学系を有し、前記合
成ビームの光路に、前記マルチビーム走査光学系のレン
ズの色収差を相殺するグレーティングレンズが配設され
ていることを特徴とする。
【0008】複数の光ビームを合成ビームに合成するビ
ーム合成器の出射面にグレーティングレンズが配設され
ているとよい。
【0009】合成ビームを走査手段に集光するシリンド
リカルレンズの出射面にグレーティングレンズが配設さ
れていてもよい。
【0010】グレーティングレンズが、直交する2軸の
方向に互に異なる焦点距離を有するアナモフィックグレ
ーティングレンズであるとよい。
【0011】
【作用】グレーティングレンズは、基板の表面に輪帯状
の回折格子を設けたもので入射光の波長によって焦点距
離が異なるという特性を有する。このようなグレーティ
ングレンズの特性を利用して、合成ビームを走査手段に
集光するシリンドリカルレンズや結像レンズ系の各レン
ズの色収差を相殺し、該色収差のために画質が劣化する
のを防ぐ。各レンズごとに色消しを行なう場合に比べ
て、比較的安価なグレーティングレンズを1枚配設する
だけですむため、マルチビーム走査光学装置の部品コス
トが高騰するおそれはない。
【0012】その結果、レンズの色収差のために画質が
劣化するおそれのない高性能で安価なマルチビーム走査
光学装置を実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0014】図1は一実施例によるマルチビーム走査光
学装置を説明するもので、これは、互に異なる波長の光
ビームであるレーザ光、例えば、それぞれ波長670n
mと波長780nmのレーザ光L1 ,L2 を発生する第
1、第2の半導体レーザ1,2と、前記レーザ光L1
2 をそれぞれ平行化するコリメータレンズ1a,2a
と、平行化されたレーザ光L1 ,L2 を合成して1本の
合成ビームL0 を発生させるビーム合成器3と、合成ビ
ームL0 を走査手段である回転多面鏡4の反射面4aに
線状に集光するレンズであるシリンドリカルレンズ3a
と、回転多面鏡4によって偏向走査された合成ビームL
0 を感光体である感光ドラム5の表面に結像させる結像
レンズ系6等からなるマルチビーム走査光学系を有し、
感光ドラム5と結像レンズ系6の間には、合成ビームL
0 を波長670nmと波長780nmの走査光L3 ,L
4 に分割するビーム分割器7が設けられており、ビーム
分割器7によって分割された走査光L3 ,L4 は、折り
返えしミラー8a〜8cを経て感光ドラム5上のそれぞ
れの結像点5a,5bに到達する。すなわち、波長67
0nmの第1の走査光L3 は、ビーム分割器7を透過し
て第1、第2の折り返えしミラー8a,8bによって反
射され、感光ドラム5上の第1の結像点5aに結像し、
波長780nmの第2の走査光L4 は、ビーム分割器7
によって反射され、第3の折り返えしミラー8cによっ
て感光ドラム5上の第2の結像点5bに結像する。
【0015】このようにして感光ドラム5上の第1、第
2の結像点5a,5bに到達した第1、第2の走査光L
3 ,L4 は、それぞれ回転多面鏡4の回転によるY軸方
向の主走査と、感光ドラム5の回転によるZ軸方向の副
走査によって感光ドラム5上に静電潜像を形成する。結
像レンズ系6は、それぞれレンズである球面レンズ6a
とトーリックレンズ6bを備えており、合成ビームL0
の走査速度の不均一や点像の歪を補正するいわゆるfθ
機能を有する。
【0016】ビーム合成器3は、波長670nmの第1
のレーザ光L1 を透過して波長780nmの第2のレー
ザ光L2 を反射するダイクロイックミラーであり、合成
ビームL0 を再び波長の異なる走査光L3 ,L4 に分離
するビーム分割器7にも同様に、波長670nmのレー
ザ光を透過して波長780nmのレーザ光を反射するよ
うに構成されたダイクロイックミラーが用いられる。
【0017】シリンドリカルレンズ3aや結像レンズ系
6の球面レンズ6a、トーリックレンズ6bは、波長に
よって屈折率が異なる色収差を有し、このために、感光
ドラム5上の各走査光L3 ,L4 の結像点5a,5bの
深さが一致せず、波長によっては大きくずれて著しいピ
ントずれを発生する。そこで、合成ビームL0 の光路に
グレーティングレンズ9を設け、これによって、シリン
ドリカルレンズ3aや結像レンズ系6の球面レンズ6
a、トーリックレンズ6bの色収差を補正する。
【0018】図2の(a)に示すようにグレーティング
レンズ9は、基板9aの表面に、断面が矩形状またはブ
レーズ形状で、同図の(b)に示すようにY軸方向(主
走査方向)とZ軸方向(副走査方向)の輪帯半径が異な
るアナモフィック回折格子のレンズパターン9bを被着
させたアナモフィックグレーティングレンズであって、
入射光の波長λと焦点距離fの積が一定であるという光
学特性を有する。
【0019】すなわち、それぞれ波長λ1 ,λ2 の2つ
の光束が重なり合ってグレーティングレンズ9に入射し
たとき、前記2つの光束の焦点距離f1 ,f2 の間には
以下の関係が成立し、グレーティングレンズ9の出射光
には色収差Δfが発生する。
【0020】 f2 =f1 (λ1 /λ2 ) ・・・・・(1) Δf=f1 −f2 =f1 (1−λ1 /λ2 )・・・・・(2) そこで、グレーティングレンズ9の出射光の色収差Δf
によってシリンドリカルレンズ3aや結像レンズ系6の
色収差を相殺するように構成することで、感光ドラム5
上の走査光L3 ,L4 の結像点5a,5bの深さを均一
にすることができる。
【0021】本実施例によれば、合成ビームの光路にグ
レーティングレンズを配設するだけでシリンドリカルレ
ンズや結像レンズ系の色収差を簡単に補正し、安価でし
かも高性能なマルチビーム走査光学装置を実現できる。
【0022】なお、主走査方向と副走査方向の色収差が
ほぼ同じであるときは、図2の(b)に示すアナモフィ
ックグレーティングレンズの替わりに輪帯半径が一定で
ある円形の回折格子を有するグレーティングレンズを用
いるとよい。
【0023】また、合成ビームの光路にグレーティング
レンズを単独で配設する替わりに、図3に示すように、
ビーム合成器3と同様のビーム合成器13の出射面13
aに前述と同様のグレーティングレンズを構成するレン
ズパターン13bを被着させたものや、図4に示すよう
に、シリンドリカルレンズ3aと同様のシリンドリカル
レンズ23aの出射面に前述と同様のグレーティングレ
ンズを構成するレンズパターン23bを被着させたもの
でもよい。
【0024】これらは、グレーティングレンズを単独で
配設する場合に比べて組立部品点数を削減して組立工程
を簡略化できるという利点を有する。
【0025】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0026】シリンドリカルレンズや結像レンズ系等の
色収差のために画質が劣化するおそれのない高性能でし
かも安価なマルチビーム走査光学装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例によるマルチビーム走査光学装置を示
すもので、(a)はその主要部を示す部分模式平面図、
(b)は全体を示す模式立面図である。
【図2】図1の装置のグレーティングレンズの説明図で
ある。
【図3】第1の変形例の主要部を示す部分模式平面図で
ある。
【図4】第2の変形例の主要部を示す部分模式立面図で
ある。
【図5】一従来例を示すもので、(a)はその主要部を
示す部分模式平面図、(b)は全体を示す模式立面図で
ある。
【符号の説明】
1,2 半導体レーザ 3,13 ビーム合成器 3a,23a シリンドリカルレンズ 4 回転多面鏡 6 結像レンズ系 9 グレーティングレンズ 9b,13b,23b レンズパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 27/73 B41J 3/00 D

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の光ビームからなる合成ビームを走
    査手段によって走査し、結像レンズ系を経て複数の走査
    光に分割し各走査光を感光体に結像させるマルチビーム
    走査光学系を有し、前記合成ビームの光路に、前記マル
    チビーム走査光学系のレンズの色収差を相殺するグレー
    ティングレンズが配設されていることを特徴とするマル
    チビーム走査光学装置。
  2. 【請求項2】 複数の光ビームを合成ビームに合成する
    ビーム合成器の出射面にグレーティングレンズが配設さ
    れていることを特徴とする請求項1記載のマルチビーム
    走査光学装置。
  3. 【請求項3】 合成ビームを走査手段に集光するシリン
    ドリカルレンズの出射面にグレーティングレンズが配設
    されていることを特徴とする請求項1記載のマルチビー
    ム走査光学装置。
  4. 【請求項4】 グレーティングレンズが、直交する2軸
    の方向に互に異なる焦点距離を有するアナモフィックグ
    レーティングレンズであることを特徴とする請求項1な
    いし3いずれか1項記載のマルチビーム走査光学装置。
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