JP2004109315A - 走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】微細な格子構造の配列方向と偏波面の関係から生じる構造性複屈折の影響を低減し良好なる光学性能を得ることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を得ること。
【解決手段】光源手段１から射出された光束を偏向手段５により偏向し、該偏向手段により偏向された光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子８を持つ走査光学手段６により被走査面７上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された光束の波長をλとするとき、０．２３λ≦ｈ０．５２＜ｈ／Ｐなる条件を満たすこと。
【選択図】 図１
【解決手段】光源手段１から射出された光束を偏向手段５により偏向し、該偏向手段により偏向された光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子８を持つ走査光学手段６により被走査面７上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された光束の波長をλとするとき、０．２３λ≦ｈ０．５２＜ｈ／Ｐなる条件を満たすこと。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学系及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から射出した光束を光偏向器としてのポリゴンミラーにより反射偏向させ、ｆθ特性を有し、かつ微細構造格子を設けた光学素子を含む走査光学手段を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の走査光学系においては画像信号に応じて光変調された光源手段から射出された光束を、例えばポリゴンミラーから成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学手段によって感光性の記録媒体面上にスポット状に集束させ光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
図１３は従来の走査光学系（光走査装置）の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【０００４】
同図において９１は光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。９２はコリメーターレンズであり、光源手段９１から射出された発散光束を略平行光束に変換している。９３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。９４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り９３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器９５の偏向面（反射面）９５ａにほぼ線像として結像させている。
【０００５】
９５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【０００６】
９６は集光機能とｆθ特性とを有する走査光学手段としての走査レンズ系であり、第１、第２の２枚の走査レンズ９６ａ，９６ｂより成り、光偏向器９５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面９７上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器９５の偏向面９５ａと感光ドラム面９７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【０００７】
同図において半導体レーザー９１から射出した発散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束に変換され、開口絞り９３によって該光束（光量）が制限され、シリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器９５の反射面９５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器９５の反射面９５ａで反射偏向された光束は第１、第２の走査レンズ９６ａ，９６ｂを介して感光ドラム面９７上にスポット状に結像され、該光偏向器９５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面９７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面９７上に画像記録を行なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の走査光学系においては以下に示す課題を有する。
【０００９】
近年、走査光学系の走査光学手段（走査レンズ系）は、非球面形状を構成しやすく製造しやすいプラスチックで生産されることが一般的になってきている。ところがプラスチックレンズは技術的、コスト的な理由からレンズ面に反射防止コートを施すことが困難であり、各光学面でのフレネル反射が発生してしまう。
【００１０】
図１４は、例えば屈折率ｎ＝１．５２４の樹脂光学部材にＰ偏光の光束を入射させたときの反射率及び透過率の角度依存性を示した説明図である。同図に示すように各光学面における表面反射は入射角が増大するほど大きなものとなる。
【００１１】
したがって、走査光学手段は一般に軸上から軸外に向かうと入射角が変化するので、各光学面でのフレネル反射も大きく変化し、結果軸上と軸外の光量に差分が生じる。入射角度が０度からブルースター角まで増大すると反射率が低下（透過率が増加）するので、全系の透過率が軸上から軸外に向かって増加する。即ち、被走査面上における照度分布も軸上から軸外に向かって増加する。図１４によれば最軸外の光量は軸上の約４％増しになることが分かる。この結果、画像形成装置から出力される画像が、中央部と周辺部での濃度差があるような弊害が発生してしまう。
【００１２】
これの解決策として特開２０００−２０６４４５号公報では走査光学手段の中に設けられた回折格子面の回折効率を適時設定することで解決を試みている。即ち、倍率色収差補正やピント補正を目的に所望のパワー配分として所望のピッチで格子が刻まれ、かつ回折格子面の格子の高さ（深さ）を適時設定することで使用する回折光（１次回折光）の回折効率を軸上と軸外で変化させ、他の屈折面で生じる透過率の変化と打ち消しあうようにしている。
【００１３】
しかしながら、特開２０００−２０６４４５号公報のような回折格子は、以下のような問題がある。
【００１４】
格子のピッチが微細になり、概ね波長と同等以下の格子ピッチの微細構造格子になると構造性複屈折性を示すことが知られている。
【００１５】
光学の原理ＩＩＩ 東海大学出版会 Ｐ１０３０によれば、光学的に等方な物質が、分子より十分に大きくかつ光の波長より小さな粒子として規則的に配列した場合、構造性複屈折として振舞う。即ち、光学の原理ＩＩＩに示されるように波長オーダー以下の周期性をもたせた薄い平行平板の集合体のようなモデルでは、平板部の媒質の誘電率と非平板部の媒質の誘電率によって得られる実効的な誘電率が、平板に平行な電気ベクトルと平板に垂直な電気ベクトルに対して別々に振舞う１軸性結晶になると示されている。
【００１６】
つまり、概ね波長と同等以下の格子ピッチの微細構造格子では、入射する光束の偏波面の方向に応じて、格子の配列方向および格子の配列方向に垂直な方向の２軸に対して異なる屈折率を呈するのである。
【００１７】
更に例えば特開平１１−２１８６９９号公報のように２つの異なる直線偏光のレーザ光束を偏光ビームスプリッターで光路を合成して光偏向器で反射偏向し、結像光学素子で被走査面に走査結像するようなビーム合成方式では、結像光学素子には２つの偏光状態の光束が入射することになる。このような走査光学系に前記の構造性複屈折を有する微細構造格子を設けると、偏光状態に応じて透過反射率特性が異なり、結果複数のレーザ光束間で像面上の光量に差分が生じ、均等な露光が出来なくなるという問題点がある。
【００１８】
本発明は走査光学手段の光学面上に設けられる微細構造格子の構造性複屈折による影響を低減し、入射光束の偏光状態に依存しない良好なる光学特性を有する走査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１９】
この他、本発明はコーティングなどの追加工程を増やすことなく、フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル（表面）反射を低減させることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の走査光学系は、
光源手段から射出された光束を偏向手段により偏向し、該偏向手段により偏向された光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子を持つ走査光学手段により被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、
該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された光束の波長をλとするとき、
０．２３λ≦ｈ
０．５２ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束はほぼＰ偏光であることを特徴としている。
【００２２】
請求項３の発明は請求項１の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２３】
請求項４の発明の走査光学系は、
光源手段からの複数の光束を偏向手段により偏向し、該偏向手段により偏向された複数の光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子を持つ走査光学手段により被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、
該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された複数の光束の波長のうち最短波長をλｍｉｎとするとき、
０．２３λｍｉｎ≦ｈ
０．５２ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２４】
請求項５の発明は請求項４の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束はほぼＰ偏光であることを特徴としている。
【００２５】
請求項６の発明は請求項４の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２６】
請求項７の発明は請求項４の発明において、
前記光源手段は、少なくとも異なる偏光光束を射出する複数の光源部を有し、該光源手段と前記偏向手段との間に該異なる偏光光束の光路を合成するビーム合成手段を有し、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２７】
請求項８の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学系と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学系で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００２８】
請求項９の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学系と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００２９】
請求項１０の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学系を有し、該走査光学系の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴としている。
【００３０】
請求項１１の発明は請求項１０の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１〜図６を用いて本発明の実施形態１を説明する。図１は本発明の走査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２は微細構造格子に入射する光束（Ｐ偏光）を示した要部概略図である。
【００３２】
ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び走査光学手段の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学手段の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。また走査光束の主光線の軌跡を偏波面（偏光面）と称す。図１において偏波面は紙面に一致する。
【００３３】
図１、図２において１は光源手段としてのレーザ光源であり、例えば半導体レーザーより成っている。２はコリメーターレンズであり、レーザ光源１から射出された発散光束を略平行光束に変換している。なお本実施形態では主走査断面内で略平行光束となるように変換する系であるが、必ずしもこれに限られるものではなく、略収束光束でも略発散光束でもよい。
【００３４】
３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。４はシリンドリカルレンズ（レンズ系）であり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の反射面５ａにほぼ線像として結像させている。
【００３５】
５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００３６】
６は集光機能とｆθ特性とを有する走査光学手段としての走査レンズ系であり、微細構造格子を持つ光学面を１以上有し、プラスチック材料より成る第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂより成り、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面７上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器５の反射面５ａと感光ドラム面７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００３７】
尚、上記の光学要素２，３，４を用いないで光源手段１からの光束を直接、偏向手段５に入射させるようにしても良い。
【００３８】
本実施形態における第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂの各レンズ面は図１に示す主走査断面内においては球面もしくは非球面の曲面形状より成り、それと垂直な副走査断面内においては軸上（走査中心）から軸外（走査周辺）に向かって曲率が変化する既知の特殊非球面形状をベース形状としている。本実施形態においては第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に後述する透明樹脂材又はガラス材より成る微細構造格子８を形成している。
【００３９】
本実施形態においてレーザ光源１より射出した発散光束はコリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、開口絞り３によって該光束（光量）が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の反射面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。
【００４０】
そして光偏向器５の反射面５ａで反射偏向された光束は第１、第２の走査レンズ６ａ，６ｂを介して感光ドラム面７上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面７上に画像記録を行なっている。
【００４１】
図１において走査レンズ系６に対して紙面内（走査面内）に偏波面（偏光面）がある光束がＰ偏光、紙面と垂直方向に偏波面がある光束がＳ偏光である。
【００４２】
本実施形態では走査レンズ系６に入射する光束がほぼ紙面内に偏波面を有するＰ偏光（偏光面が紙面内）で入射するようにレーザ光源１を配置している。つまりレーザ光源１の水平横モード方向が被走査面７に略平行となるように配置している。
【００４３】
ここで「ほぼ」とは全光束のうち「９０％」以上を言う。
【００４４】
本実施形態では上記の如く走査レンズ系６の第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に特殊非球面形状をベース形状とし、その表面に図３、図４に示す微細構造格子８を形成している。これにより各入出射面での反射光を低減し、透過光量の画角による変動の抑制を狙っている。
【００４５】
尚、本実施形態においては被走査面７上に達するゴースト光・フレア光に最も影響のある１つの光学面（入射角度が最も大きな面など）に微細構造格子８を設けても良い。この他１つ又は複数の微細構造格子８を設けても良い。微細構造格子８を設ける面は球面又は非球面又は回転非対称な曲面、回折面、平面でも良い。
【００４６】
微細構造格子８は図３に示すように断面形状が三角形（鋸歯形や直角三角形も含む）の三角柱の格子が一次元方向（主走査方向）に配列され、繰り返し構造の三角格子となっている。格子の配列方向とは三角形の格子部の頂点（もしくは谷）が繰り返して並んでいく方向と定義し、図３では左右方向（長手方向）を配列方向という。
【００４７】
図３に示すように格子ピッチＰは三角格子の底辺の長さに一致している。本実施形態では三角格子の頂点と谷の高さ（格子高さ）をｈ、光源手段１から射出された光束の波長をλとするとき、
０．２３λ≦ｈ ‥‥（１）
０．５２ ＜ｈ／Ｐ ‥‥（２）
なる条件を満たすように各要素を設定している。
【００４８】
尚、微細構造格子８は光学面を形成する基板（ガラス基板もしくは透明樹脂基板）と一体的に構成しても良い。
【００４９】
また微細構造格子８は図４に示すように格子の方向が所定方向を向いている。図４は第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１を該光偏向器５側から見た図であり、三角格子の頂点と谷を誇張して大きく表現している。第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１全面に対し、三角格子の頂点と谷は第１の走査レンズ６ａの副走査方向に平行な方向に向き、主走査方向に並べら（配列さ）れている。
【００５０】
微細構造格子８は、いわゆる０次格子としての条件を満たす格子ピッチＰが選択される。微細構造格子８はＳＷＳ（ｓｕｂｗａｖｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と称され、その格子ピッチは使用光源の波長オーダー以下であり、回折作用を有さない０次光の使用を対象としている。
【００５１】
０次格子とは、周期状の微細構造格子において０次格子以外の回折光が生じない格子である（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ１０／Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９４／Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ ｐ２６９５ 参照）。
【００５２】
通常、周期状の構造格子では回折の条件式
Ｐ（Ｎｓ・ｓｉｎθｍ−Ｎｉ・ｓｉｎθｉ）＝ｍλ ‥‥（ａ）
但し、Ｐ ：格子ピッチ、
Ｎｉ：入射側の（構造格子の媒質の）屈折率、
θｉ：入射角度、
θｍ：ｍ次の回折角度、
Ｎｓ：出射側の（構造格子の媒質の）屈折率、
ｍ：回折次数、
λ：使用波長
を満たす回折角度で回折光が発生する。条件式（ａ）より明らかであるが回折角はθｍ≧θ１（ｍ＝１）である。Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａでは、＋１次の回折光が発生しない条件として、垂直入射のときは
θ＋１≧９０° ‥‥（ｂ）
であるので、
Ｐ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・ｓｉｎθｉ） ‥‥（ｃ）
が０次格子の条件であることが示されている。
【００５３】
尚、最軸外のときはθ＋１が９０度以上と成り、格子ピッチＰは更に小さいピッチＰａとなる。入射角度が０度以外のときは格子ピッチＰは更に小さくする必要がある。
【００５４】
図５はレンズの材質の屈折率ｎ＝１．５２４、使用波長λ＝７８０ｎｍとしたとき、入射角度θｉに対して格子ピッチＰがどのようになるかをグラフで示した説明図である。グラフは０次格子を満たす最大ピッチであり、これ以下のピッチであれば０次以外の回折光が発生しないことになる。これによれば入射角度θｉがゼロ、すなわち垂直入射の場合では微細構造格子の格子ピッチＰが０．５μｍならば、０次格子として振舞うことが分かる。
【００５５】
しかしながら入射角度θｉが４５°の場合は微細構造格子の格子ピッチＰが０．５μｍでは０次格子の条件を満たさない。入射角度θｉが４５°に対する０次格子は格子ピッチＰが０．３５μｍより小さいことが必要となることがわかる。
【００５６】
本実施形態のような走査光学系において、走査レンズ系６の各レンズ面、すなわち第１のレンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の各レンズ面はレンズ面上の位置ｙにおいて、入射する光束の入射角度θｉが決まってしまう。よってこの各レンズ面の各所において０次格子を満たす最大ピッチを決めることができる。
【００５７】
すなわち、光束が微細構造格子８に入射するときの最大入射角度をθｙｍａｘとしたときに決定される格子ピッチをＰｙｍａｘとするとき、
Ｐ＜Ｐｙｍａｘ ‥‥（ｄ）
となる格子ピッチＰで微細構造格子８を構成するとよい。
【００５８】
よって最大入射角度θｙｍａｘ＝４５°とすれば、Ｐｙｍａｘ≒０．３５μｍなので、これ以下の格子ピッチＰを選択すれば良いことになる。
【００５９】
次に上記の三角格子の格子高さｈについて図６を用いて説明する。図６ではＰ偏光の光束（図１の紙面内に偏光面を有する光束）が走査レンズ系６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、三角格子のピッチＰを０．３５μｍに固定し、格子高さｈを変化させたとき、反射率がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示している。
【００６０】
これによれば、ｈ＜０．２μｍでは、θ＝０°、３０°の光束に対して、反射率が非常に大きく、ｈ≒０．２μｍあたりで、概ね反射光が無視できる反射率１％以下に低減されていることが分かる。このとき、
ｈ＝０．２μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒０．２５ また ｈ／Ｐ≒０．５７
であり、上記の条件式（１），（２）を満たす。
【００６１】
また図６より明らかなように格子高さｈは大きくなるほど性能が向上する。図５から明らかなように格子ピッチは０．３５μｍより大きくしてしまうと、０次格子として作用しなくなるので、これ以下であることが望ましい。よって、上記条件式（１），（２）が成り立つことがわかる。
【００６２】
更に図６から明らかなように、ｈ≧０．３μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲で反射率０．５％以下、θ＝０°〜３０°の範囲に限定すれば反射率が０．２％以下と非常に良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．３μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．３８ また ｈ／Ｐ≒０．８６
であり、上記の条件式（１），（２）を満たす。
【００６３】
加えて図６から明らかなように、ｈ≧０．４μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲で反射率０．２％以下となり、極めて良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．４μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．５１ また ｈ／Ｐ≒１．１４
であり、上記の条件式（１），（２）を満たす。
【００６４】
尚、本実施形態において更に好ましくは上記条件式（１），（２）を
０．４５λ≦ｈ ‥‥（１ａ）
１．０５＜ｈ／Ｐ ‥‥（２ａ）
とするのが良い。
【００６５】
本実施形態では０次光のＰ偏光透過率が入射角度によらず変化が小さくなるように微細構造格子の最適化を行っている。その結果、微細構造格子の形状は使用波長λ＝７８０ｎｍ、走査レンズの材質の屈折率ｎ＝１．５２４として、格子ピッチＰ＝０．３５μｍ、格子高さｈ＝０．４μｍを得ている。この格子形状で入射角度による透過率特性は図７に示す如くである。
【００６６】
すなわち、光学素子への入射角度が０°〜４５°の範囲で透過率が９９．８％以上、言い換えるとフレネル反射率は最大０．２％である。図１４の従来例でＰ偏光の反射率約４％に対して１／２０以下、フレアーとして画像に影響が軽微である１％以下に改善していることが分かる。
【００６７】
本実施形態では各レンズ面で発生するフレネル反射が小さくなるように、所定像高に達する光束が微細構造格子８を通過する位置における入射角度に応じて、格子ピッチ、格子の高さを決めており、これにより被走査面７上に達するフレアーゴースト光を低減し、良好なる画像出力が可能な走査光学系の提供を可能としている。
【００６８】
本実施形態では三角格子は二等辺三角形だけを示しているが、これに限られるものではない。例えば鋸歯形状や、底角の片方が直角となる直角三角形を断面形状として持つような格子に於いても、同等な特性を示す事がシミュレーションできる。
【００６９】
尚、本実施形態においては第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂの各レンズ面を主走査断面内においては球面形状もしくは非球面形状より形成し、副走査断面内においては軸上から軸外にむかって曲率が変化する既知の特殊非球面形状をベース形状としたが、必ずしもこの形状に限られるのもではなく、例えば偏向された光束を被走査面７上にスポット形状に結像して等速度で光走査する機能（ｆθ特性）をもった、いわゆるｆθレンズであればこの限りではない。
【００７０】
レンズ面への構成方法としては、射出成形の金型に微細構造格子の形状を作りこんで成形することが可能である。
【００７１】
また本実施形態おいては走査光学手段６を２枚のレンズより構成したが、これに限定されるものではなく、例えば単一、もしくは３枚以上のレンズより構成しても良い。またすべてのレンズ面に必ずしも微細格子を構成する必要はなくフレアー等の影響が大きい面だけに選択的に構成しても良い。
【００７２】
本実施形態において格子ピッチは０．３５μｍ一定で説明したが、必ずしも一定である必要は無く式（ｄ）に示すようにＰｍａｘ以下であればよく、式（ｄ）を満たす範囲で適時ピッチが変化してもよい。
【００７３】
条件式（１）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね３λになる。
【００７４】
条件式（２）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね１０になる。 ［実施形態２］
次に本発明の実施形態２について図８を用いて説明する。図８は本発明の実施形態２の光学特性（Ｓ偏光）を示す図である。
【００７５】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は走査レンズ系６に入射する光束が主にＳ偏光で入射するように光源手段１を配置したこと、またそれに伴ない微細構造格子８に関する条件式（３），（４）を設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７６】
即ち、本実施形態では微細構造格子８に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λ≦ｈ ‥‥（３）
０．８０ ＜ｈ／Ｐ ‥‥（４）
なる条件を満たすように各要素を設定している。
【００７７】
次に三角格子の格子高さｈについて図８を用いて説明する。図８ではＳ偏光の光束（図１において紙面に垂直方向に偏光面を有する光束）が走査光学手段６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、三角格子のピッチＰを０．３５μｍに固定し、格子高さｈを変化させたとき、反射率がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示している。
【００７８】
これによれば、ｈ＜０．２５μｍでは、θ＝４５°の光束に対して、反射率が非常に大きく、ｈ≒０．５８μｍあたりで、概ね反射光が無視できる反射率１％以下に低減されていることが分かる。このとき、
ｈ＝０．５８μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．７４ また ｈ／Ｐ≒１．６６
となり、上記の条件式（３），（４）を満たす。
【００７９】
また図８より明らかなように格子高さｈは大きくなるほど性能が向上する。図５から明らかなように格子ピッチは０．３５μｍより大きくしてしまうと、０次格子として作用しなくなるので、これ以下であることが望ましい。よって、上記条件式（３），（４）が成り立つことがわかる。
【００８０】
更に図８から明らかなように、θ＝０°〜３０°の範囲に限定すれば、ｈ≧０．３μｍでも、反射率１％以下と良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．３μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．３８ また ｈ／Ｐ≒０．８６
となり、上記の条件式（３），（４）を満たす。
【００８１】
加えて図８から明らかなように、ｈ≧０．７μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲で反射率０．５％以下となり、極めて良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．７μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．９０ また ｈ／Ｐ≒２．０
となり、上記の条件式（３），（４）を満たす。
【００８２】
尚、本実施形態において更に好ましくは上記条件式（３），（４）を
０．８２λ≦ｈ ‥‥（３ａ）
１．８２＜ｈ／Ｐ ‥‥（４ａ）
とするのが良い。
【００８３】
本実施形態では０次光のＳ偏光透過率が入射角度によらず変化が小さくなるように微細構造格子の最適化を行っている。
【００８４】
条件式（３）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね３λになる。
【００８５】
条件式（４）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね１０になる。
【００８６】
［実施形態３］
図９は本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１０は本発明の実施形態３の入射角と反射率との関係を示した図である。図９において前記図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８７】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は光源手段１を少なくとも異なる偏光光束を射出する２つの光源部１ａ，１ｂより構成したこと、光源手段１と偏向手段５との間に異なる偏光光束の光路を合成するビーム合成手段７を設けたこと、またそれに伴ない微細構造格子８に関する条件式（５），（６）を設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８８】
即ち、本実施形態においては光源手段１を異なる偏光光束を射出する２つの光源部１ａ，１ｂより構成し、光源手段１と光偏向器５との間に異なる偏光光束の光路を合成するビーム合成手段７を設け、光源手段１から射出された２つの光束の波長のうち最短波長をλｍｉｎとするとき、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ‥‥（５）
０．８０＜ｈ／Ｐ‥‥（６）
なる条件を満たすように各要素を設定している。
【００８９】
本実施形態において図９における１ａ，１ｂは各々光源部（レーザ光源）であり、例えば半導体レーザーより成っており、本実施形態では同一波長（λｍｉｎ＝７８０ｎｍ）の光束を射出している。２ａ，２ｂは各々コリメーターシリンダレンズであり、主走査方向のみに所定の屈折力を有しており、光源部１ａ，１ｂに対応して配置されている。このコリメーターシリンダレンズ２ａ，２ｂは各々対応する光源部１ａ，１ｂから射出した発散光束を主走査断面内で略収束光束に変換している。尚、本実施形態では主走査断面内で略収束光束となるように変換する系であるが、必ずしもこれに限られるものではなく、略平行光束でも発散光束でもよい。
【００９０】
７はビーム合成手段であり、例えば偏向ビームスプリッターより成っており、コリメーターシリンダレンズ２ａ，２ｂで略収束光束に変換された２つの光束の光路を合成している。このため２つの光源部１ａ，１ｂより射出される発散光束は、それぞれ偏波面（偏光面）が直交するように配置する必要があるので、ビーム合成手段７に対して光源部１ａが紙面と垂直方向に偏光面を有するＳ偏光、光源部１ｂが紙面内に偏波面を有するＰ偏光となる。よって微細構造格子８に入射する２つの光束は、該微細構造格子８での入射面に対してＰ偏光とＳ偏光である。
【００９１】
尚、光源部１ａ，１ｂが各々同一の偏波面を有する２以上の発光点を有するもの（マルチレーザ光源）を用いても良い。
【００９２】
図９においては不図示ではあるが、被走査面上の画像の書き出し位置のタイミングを決定するための同期検知用の光学系（ＢＤ光学系）が設けられている。
【００９３】
本実施形態における第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂの各レンズ面は図９に示す主走査断面内においては球面もしくは非球面の曲面形状より成り、それと垂直な副走査断面内においては軸上（走査中心）から軸外（走査周辺）に向かって曲率が変化する既知の特殊非球面形状をベース形状としている。本実施形態においては第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に後述する透明樹脂材又はガラス材より成る微細構造格子８を形成している。
【００９４】
尚、本実施形態においては被走査面７上に達するゴースト光・フレア光に最も影響のある１つの光学面（入射角度が最も大きな面など）に微細構造格子８を設けても良い。この他１つ又は複数の微細構造格子８を設けても良い。微細構造格子８を設ける面は球面又は非球面又は回転非対称な曲面、回折面、平面でも良い。
【００９５】
微細構造格子８は図３に示すように断面形状が三角形の格子が一次元方向（主走査方向）に配列され繰り返し構造となっている。尚、微細構造格子８は光学面を形成する基板（ガラス基板もしくは透明樹脂基板）と一体的に構成しても良い。
【００９６】
微細構造格子８は、いわゆる０次格子であり、実施形態１と同様にピッチを決める事ができる。
【００９７】
本実施形態では前述したように２つの光源部からの光束はそれぞれ直交するＰ・Ｓ偏光として走査レンズ系６に入射するので、微細構造格子は２つの偏光について特性を把握する必要がある。
【００９８】
次に上記の三角格子の格子高さｈについて図６、図８を用いて説明する。図６では前述の如くＰ偏光の光束が走査レンズ系６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、図８では前述の如くＳ偏光の光束が走査レンズ系６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、三角格子のピッチＰを０．３５μｍに固定し、格子高さｈを変化させた時、反射率がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示している。
【００９９】
図６、図８では微細構造素子の構造性複屈折の影響を確認できる。図１４に示したフレネル反射の特性と比べて特徴的なのは入射角度ゼロ度である。本来入射角度ゼロの場合、図１４では偏波面が直交する偏光光束の反射率に差はないが、図６、図８の構造性複屈折のある微細構造格子ではたとえ入射角度ゼロ度でも直交する偏光光束に特性（反射率）の差が生じ、特にｈ＜０．２μｍで顕著である。よって本実施形態はＰ・Ｓ偏光それぞれの特性を見比べながら最適化する必要がある。
【０１００】
図６、図８によれば、Ｓ偏光がｈ＜０．２５μｍでは、θ＝４５°の光束に対して、反射率が非常に大きく、ｈ≒０．５８μｍあたりで、概ね反射光が無視できる反射率１％以下に低減されていることが分かる。このとき、
ｈ＝０．５８μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λｍｉｎ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λｍｉｎ≒ ０．７４ また ｈ／Ｐ≒１．６６
となり、上記の条件式（５），（６）を満たす。
【０１０１】
また図６、図８より明らかなように格子高さｈは大きくなるほど性能が向上する。図５から明らかなように格子ピッチは０．３５μｍより大きくしてしまうと、０次格子として作用しなくなるので、これ以下であることが望ましい。よって、上記条件式（５），（６）が成り立つことがわかる。
【０１０２】
更に図６、図８から明らかなように、θ＝０°〜３０°の範囲に限定すればｈ≧０．３μｍでも、Ｐ・Ｓ偏光ともども反射率１％以下と良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．３μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λｍｉｎ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λｍｉｎ≒ ０．３８ また ｈ／Ｐ≒０．８６
となり、上記の条件式（５），（６）を満たす。
【０１０３】
加えて図６、図８から明らかなように、ｈ≧０．７μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲でＰ・Ｓ偏光の反射率０．５％以下となり、極めて良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．７μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λｍｉｎ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λｍｉｎ≒ ０．９０ また ｈ／Ｐ≒２．０
となり、上記の条件式（５），（６）を満たす。
【０１０４】
尚、本実施形態において更に好ましくは上記条件式（５），（６）を
０．８２λｍｉｎ≦ｈ ‥‥（５ａ）
１．８２＜ｈ／Ｐ ‥‥（６ａ）
とするのが良い。
【０１０５】
本実施形態では２つの光源部１ａ，１ｂからの光束は同じ波長（λｍｉｎ＝７８０ｎｍ）として取り扱ったが、必ずしもこの限りではなく、異なる波長のものを用いても良い。この時は、０次格子では短い波長の方が格子ピッチが小さくなるという特性を考慮し、２つの光束のうち短い方の波長をλｍｉｎ とし、格子形状を決めてあげればよい。もちろん３つ以上のビームを用いた時も同様に最短の波長にあわせて格子ピッチを決めてあげれば良い。
【０１０６】
また本実施形態において光源手段１として上述したマルチレーザ光源を用い、微細構造格子８に入射する光束がほぼＰ偏光であるときは、
０．２３λｍｉｎ≦ｈ‥‥（７）
０．５２ ＜ｈ／Ｐ‥‥（８）
なる条件を満たすように各要素を設定すれば良い。
【０１０７】
また微細構造格子８に入射する光束がほぼＳ偏光であるときは、上記条件式（５），（６）と同様に
０．３５λｍｉｎ≦ｈ‥‥（９）
０．８０ ＜ｈ／Ｐ‥‥（１０）
なる条件を満たすように各要素を設定すれば良い。
【０１０８】
本実施形態では０次光のＰ偏光およびＳ偏光の透過率が入射角度によらず変化が小さくなるように微細構造格子の最適化を行っている。その結果、微細構造格子の形状は使用波長λ＝７８０ｎｍ、走査レンズの材質の屈折率ｎ＝１．５２４として、格子ピッチＰ＝０．３５μｍ、格子深さＤ＝０．７０μｍを得ている。この格子形状で入射角度による反射率特性は図１０に示す如くである。
【０１０９】
すなわち、光学素子への入射角度が０°〜４５°の範囲で反射率が０．５％以下、言い換えると透過率の損失は最大０．５％である。図１４の従来例でＰ偏光Ｓ偏光の反射率特性に対して大幅に改善しており、フレアーとして画像に影響が軽微である１％以下に改善していることが分かる。
【０１１０】
本実施形態では各レンズ面で発生するフレネル反射が小さくなるように、格子ピッチ、格子の深さ、格子定数を決めており、さらに構造性複屈折の影響を排除して、これにより被走査面７上に達するフレアーゴースト光を低減し、良好なる画像出力が可能な走査光学系の提供を可能としている。
【０１１１】
条件式（６）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね３λになる。
条件式（６）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね１０になる。
【０１１２】
［画像形成装置］
図１１は、前述した実施形態１、２又は３の走査光学系を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査断面内における要部断面図である。図１１において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、各実施形態１、２、３で示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット（走査光学系）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）１０３が射出され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１１３】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１１４】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転断面内における下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１１５】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ（転写器）１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１１において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１１６】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１１において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１１７】
図１１においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１１８】
［カラー画像形成装置］
図１２は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、走査光学系（光走査装置）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１２において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２，１３，１４は各々実施形態１、２、３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０１１９】
図１２において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１１，１２，１３，１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１２０】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１，１２，１３，１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１２１】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１１，１２，１３，１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１２２】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く中心部から周辺部にかけて光束の入射角度が変化することで生じる透過光量の変化を調整する構成より成る微細構造格子を設けた光学素子を走査光学系に適用することにより、光束の入射角度が変化することから生ずる透過光量を容易に調節することができ、特に微細な格子構造の配列方向と偏波面の関係から生じる構造性複屈折の影響を低減し良好なる光学性能を得ることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【０１２４】
この他、本発明によれば前述の如くコーティングなどの追加工程を増やすことなく、フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル反射を低減させ、被走査面上の光量分布の均一化を図ることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【０１２５】
この他、本発明によれば前述の如く像面上の広い領域での照度分布を略均一にすることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の主走査断面図
【図２】本発明の実施形態１の微細構造格子に入射する光束を示した要部概略図
【図３】本発明の実施形態１の微細構造格子の拡大図
【図４】本発明の実施形態１の微細構造格子の配列方向を示す図
【図５】本発明の実施形態１の格子ピッチと入射角との関係を示す図
【図６】実施形態１の光学特性（Ｐ偏光）を示す図
【図７】本発明の実施形態１の入射角と透過率との関係を示した図
【図８】実施形態２の光学特性（Ｓ偏光）を示す図
【図９】本発明の実施形態３の主走査断面図
【図１０】本発明の実施形態３の入射角と反射率との関係を示した図
【図１１】本発明の実施態様の画像形成装置の要部概略図
【図１２】本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１３】従来の走査光学系の主走査断面図
【図１４】Ｐ・Ｓ偏光の反射率の入射角度依存性を示す説明図
【符号の説明】
１ 光源手段（半導体レーザ）
２ コリメータ−レンズ
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ 偏向手段（光偏向器）
５ａ 偏向面
６，１６，２６ 走査光学手段（走査レンズ系）
６ａ，１６ａ，２６ａ 第１の走査レンズ
６ｂ，１６ｂ，２６ｂ 第２の走査レンズ
７ 被走査面（感光ドラム面）
８ 微細構造格子
９ ビーム合成手段
１１，１２，１３，１４ 走査光学系
２１、２２、２３、２４ 像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４ 現像器
６０ カラー画像形成装置
５１ 搬送ベルト
５２ 外部機器
５３ プリンタコントローラ
４１，４２，４３，４４ レーザー光束
１００ 走査光学系
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０４ 画像形成装置
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１１ プリンタコントローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１５ モータ
１１６ 排紙ローラ
１１７ 外部機器
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学系及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から射出した光束を光偏向器としてのポリゴンミラーにより反射偏向させ、ｆθ特性を有し、かつ微細構造格子を設けた光学素子を含む走査光学手段を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の走査光学系においては画像信号に応じて光変調された光源手段から射出された光束を、例えばポリゴンミラーから成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学手段によって感光性の記録媒体面上にスポット状に集束させ光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
図１３は従来の走査光学系（光走査装置）の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【０００４】
同図において９１は光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。９２はコリメーターレンズであり、光源手段９１から射出された発散光束を略平行光束に変換している。９３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。９４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り９３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器９５の偏向面（反射面）９５ａにほぼ線像として結像させている。
【０００５】
９５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【０００６】
９６は集光機能とｆθ特性とを有する走査光学手段としての走査レンズ系であり、第１、第２の２枚の走査レンズ９６ａ，９６ｂより成り、光偏向器９５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面９７上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器９５の偏向面９５ａと感光ドラム面９７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【０００７】
同図において半導体レーザー９１から射出した発散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束に変換され、開口絞り９３によって該光束（光量）が制限され、シリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器９５の反射面９５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器９５の反射面９５ａで反射偏向された光束は第１、第２の走査レンズ９６ａ，９６ｂを介して感光ドラム面９７上にスポット状に結像され、該光偏向器９５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面９７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面９７上に画像記録を行なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の走査光学系においては以下に示す課題を有する。
【０００９】
近年、走査光学系の走査光学手段（走査レンズ系）は、非球面形状を構成しやすく製造しやすいプラスチックで生産されることが一般的になってきている。ところがプラスチックレンズは技術的、コスト的な理由からレンズ面に反射防止コートを施すことが困難であり、各光学面でのフレネル反射が発生してしまう。
【００１０】
図１４は、例えば屈折率ｎ＝１．５２４の樹脂光学部材にＰ偏光の光束を入射させたときの反射率及び透過率の角度依存性を示した説明図である。同図に示すように各光学面における表面反射は入射角が増大するほど大きなものとなる。
【００１１】
したがって、走査光学手段は一般に軸上から軸外に向かうと入射角が変化するので、各光学面でのフレネル反射も大きく変化し、結果軸上と軸外の光量に差分が生じる。入射角度が０度からブルースター角まで増大すると反射率が低下（透過率が増加）するので、全系の透過率が軸上から軸外に向かって増加する。即ち、被走査面上における照度分布も軸上から軸外に向かって増加する。図１４によれば最軸外の光量は軸上の約４％増しになることが分かる。この結果、画像形成装置から出力される画像が、中央部と周辺部での濃度差があるような弊害が発生してしまう。
【００１２】
これの解決策として特開２０００−２０６４４５号公報では走査光学手段の中に設けられた回折格子面の回折効率を適時設定することで解決を試みている。即ち、倍率色収差補正やピント補正を目的に所望のパワー配分として所望のピッチで格子が刻まれ、かつ回折格子面の格子の高さ（深さ）を適時設定することで使用する回折光（１次回折光）の回折効率を軸上と軸外で変化させ、他の屈折面で生じる透過率の変化と打ち消しあうようにしている。
【００１３】
しかしながら、特開２０００−２０６４４５号公報のような回折格子は、以下のような問題がある。
【００１４】
格子のピッチが微細になり、概ね波長と同等以下の格子ピッチの微細構造格子になると構造性複屈折性を示すことが知られている。
【００１５】
光学の原理ＩＩＩ 東海大学出版会 Ｐ１０３０によれば、光学的に等方な物質が、分子より十分に大きくかつ光の波長より小さな粒子として規則的に配列した場合、構造性複屈折として振舞う。即ち、光学の原理ＩＩＩに示されるように波長オーダー以下の周期性をもたせた薄い平行平板の集合体のようなモデルでは、平板部の媒質の誘電率と非平板部の媒質の誘電率によって得られる実効的な誘電率が、平板に平行な電気ベクトルと平板に垂直な電気ベクトルに対して別々に振舞う１軸性結晶になると示されている。
【００１６】
つまり、概ね波長と同等以下の格子ピッチの微細構造格子では、入射する光束の偏波面の方向に応じて、格子の配列方向および格子の配列方向に垂直な方向の２軸に対して異なる屈折率を呈するのである。
【００１７】
更に例えば特開平１１−２１８６９９号公報のように２つの異なる直線偏光のレーザ光束を偏光ビームスプリッターで光路を合成して光偏向器で反射偏向し、結像光学素子で被走査面に走査結像するようなビーム合成方式では、結像光学素子には２つの偏光状態の光束が入射することになる。このような走査光学系に前記の構造性複屈折を有する微細構造格子を設けると、偏光状態に応じて透過反射率特性が異なり、結果複数のレーザ光束間で像面上の光量に差分が生じ、均等な露光が出来なくなるという問題点がある。
【００１８】
本発明は走査光学手段の光学面上に設けられる微細構造格子の構造性複屈折による影響を低減し、入射光束の偏光状態に依存しない良好なる光学特性を有する走査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１９】
この他、本発明はコーティングなどの追加工程を増やすことなく、フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル（表面）反射を低減させることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の走査光学系は、
光源手段から射出された光束を偏向手段により偏向し、該偏向手段により偏向された光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子を持つ走査光学手段により被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、
該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された光束の波長をλとするとき、
０．２３λ≦ｈ
０．５２ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束はほぼＰ偏光であることを特徴としている。
【００２２】
請求項３の発明は請求項１の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２３】
請求項４の発明の走査光学系は、
光源手段からの複数の光束を偏向手段により偏向し、該偏向手段により偏向された複数の光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子を持つ走査光学手段により被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、
該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された複数の光束の波長のうち最短波長をλｍｉｎとするとき、
０．２３λｍｉｎ≦ｈ
０．５２ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２４】
請求項５の発明は請求項４の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束はほぼＰ偏光であることを特徴としている。
【００２５】
請求項６の発明は請求項４の発明において、
前記微細構造格子に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２６】
請求項７の発明は請求項４の発明において、
前記光源手段は、少なくとも異なる偏光光束を射出する複数の光源部を有し、該光源手段と前記偏向手段との間に該異なる偏光光束の光路を合成するビーム合成手段を有し、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴としている。
【００２７】
請求項８の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学系と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学系で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００２８】
請求項９の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学系と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００２９】
請求項１０の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学系を有し、該走査光学系の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴としている。
【００３０】
請求項１１の発明は請求項１０の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１〜図６を用いて本発明の実施形態１を説明する。図１は本発明の走査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２は微細構造格子に入射する光束（Ｐ偏光）を示した要部概略図である。
【００３２】
ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び走査光学手段の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学手段の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。また走査光束の主光線の軌跡を偏波面（偏光面）と称す。図１において偏波面は紙面に一致する。
【００３３】
図１、図２において１は光源手段としてのレーザ光源であり、例えば半導体レーザーより成っている。２はコリメーターレンズであり、レーザ光源１から射出された発散光束を略平行光束に変換している。なお本実施形態では主走査断面内で略平行光束となるように変換する系であるが、必ずしもこれに限られるものではなく、略収束光束でも略発散光束でもよい。
【００３４】
３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。４はシリンドリカルレンズ（レンズ系）であり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の反射面５ａにほぼ線像として結像させている。
【００３５】
５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００３６】
６は集光機能とｆθ特性とを有する走査光学手段としての走査レンズ系であり、微細構造格子を持つ光学面を１以上有し、プラスチック材料より成る第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂより成り、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面７上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器５の反射面５ａと感光ドラム面７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００３７】
尚、上記の光学要素２，３，４を用いないで光源手段１からの光束を直接、偏向手段５に入射させるようにしても良い。
【００３８】
本実施形態における第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂの各レンズ面は図１に示す主走査断面内においては球面もしくは非球面の曲面形状より成り、それと垂直な副走査断面内においては軸上（走査中心）から軸外（走査周辺）に向かって曲率が変化する既知の特殊非球面形状をベース形状としている。本実施形態においては第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に後述する透明樹脂材又はガラス材より成る微細構造格子８を形成している。
【００３９】
本実施形態においてレーザ光源１より射出した発散光束はコリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、開口絞り３によって該光束（光量）が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の反射面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。
【００４０】
そして光偏向器５の反射面５ａで反射偏向された光束は第１、第２の走査レンズ６ａ，６ｂを介して感光ドラム面７上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面７上に画像記録を行なっている。
【００４１】
図１において走査レンズ系６に対して紙面内（走査面内）に偏波面（偏光面）がある光束がＰ偏光、紙面と垂直方向に偏波面がある光束がＳ偏光である。
【００４２】
本実施形態では走査レンズ系６に入射する光束がほぼ紙面内に偏波面を有するＰ偏光（偏光面が紙面内）で入射するようにレーザ光源１を配置している。つまりレーザ光源１の水平横モード方向が被走査面７に略平行となるように配置している。
【００４３】
ここで「ほぼ」とは全光束のうち「９０％」以上を言う。
【００４４】
本実施形態では上記の如く走査レンズ系６の第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に特殊非球面形状をベース形状とし、その表面に図３、図４に示す微細構造格子８を形成している。これにより各入出射面での反射光を低減し、透過光量の画角による変動の抑制を狙っている。
【００４５】
尚、本実施形態においては被走査面７上に達するゴースト光・フレア光に最も影響のある１つの光学面（入射角度が最も大きな面など）に微細構造格子８を設けても良い。この他１つ又は複数の微細構造格子８を設けても良い。微細構造格子８を設ける面は球面又は非球面又は回転非対称な曲面、回折面、平面でも良い。
【００４６】
微細構造格子８は図３に示すように断面形状が三角形（鋸歯形や直角三角形も含む）の三角柱の格子が一次元方向（主走査方向）に配列され、繰り返し構造の三角格子となっている。格子の配列方向とは三角形の格子部の頂点（もしくは谷）が繰り返して並んでいく方向と定義し、図３では左右方向（長手方向）を配列方向という。
【００４７】
図３に示すように格子ピッチＰは三角格子の底辺の長さに一致している。本実施形態では三角格子の頂点と谷の高さ（格子高さ）をｈ、光源手段１から射出された光束の波長をλとするとき、
０．２３λ≦ｈ ‥‥（１）
０．５２ ＜ｈ／Ｐ ‥‥（２）
なる条件を満たすように各要素を設定している。
【００４８】
尚、微細構造格子８は光学面を形成する基板（ガラス基板もしくは透明樹脂基板）と一体的に構成しても良い。
【００４９】
また微細構造格子８は図４に示すように格子の方向が所定方向を向いている。図４は第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１を該光偏向器５側から見た図であり、三角格子の頂点と谷を誇張して大きく表現している。第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１全面に対し、三角格子の頂点と谷は第１の走査レンズ６ａの副走査方向に平行な方向に向き、主走査方向に並べら（配列さ）れている。
【００５０】
微細構造格子８は、いわゆる０次格子としての条件を満たす格子ピッチＰが選択される。微細構造格子８はＳＷＳ（ｓｕｂｗａｖｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と称され、その格子ピッチは使用光源の波長オーダー以下であり、回折作用を有さない０次光の使用を対象としている。
【００５１】
０次格子とは、周期状の微細構造格子において０次格子以外の回折光が生じない格子である（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ１０／Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９４／Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ ｐ２６９５ 参照）。
【００５２】
通常、周期状の構造格子では回折の条件式
Ｐ（Ｎｓ・ｓｉｎθｍ−Ｎｉ・ｓｉｎθｉ）＝ｍλ ‥‥（ａ）
但し、Ｐ ：格子ピッチ、
Ｎｉ：入射側の（構造格子の媒質の）屈折率、
θｉ：入射角度、
θｍ：ｍ次の回折角度、
Ｎｓ：出射側の（構造格子の媒質の）屈折率、
ｍ：回折次数、
λ：使用波長
を満たす回折角度で回折光が発生する。条件式（ａ）より明らかであるが回折角はθｍ≧θ１（ｍ＝１）である。Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａでは、＋１次の回折光が発生しない条件として、垂直入射のときは
θ＋１≧９０° ‥‥（ｂ）
であるので、
Ｐ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・ｓｉｎθｉ） ‥‥（ｃ）
が０次格子の条件であることが示されている。
【００５３】
尚、最軸外のときはθ＋１が９０度以上と成り、格子ピッチＰは更に小さいピッチＰａとなる。入射角度が０度以外のときは格子ピッチＰは更に小さくする必要がある。
【００５４】
図５はレンズの材質の屈折率ｎ＝１．５２４、使用波長λ＝７８０ｎｍとしたとき、入射角度θｉに対して格子ピッチＰがどのようになるかをグラフで示した説明図である。グラフは０次格子を満たす最大ピッチであり、これ以下のピッチであれば０次以外の回折光が発生しないことになる。これによれば入射角度θｉがゼロ、すなわち垂直入射の場合では微細構造格子の格子ピッチＰが０．５μｍならば、０次格子として振舞うことが分かる。
【００５５】
しかしながら入射角度θｉが４５°の場合は微細構造格子の格子ピッチＰが０．５μｍでは０次格子の条件を満たさない。入射角度θｉが４５°に対する０次格子は格子ピッチＰが０．３５μｍより小さいことが必要となることがわかる。
【００５６】
本実施形態のような走査光学系において、走査レンズ系６の各レンズ面、すなわち第１のレンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の各レンズ面はレンズ面上の位置ｙにおいて、入射する光束の入射角度θｉが決まってしまう。よってこの各レンズ面の各所において０次格子を満たす最大ピッチを決めることができる。
【００５７】
すなわち、光束が微細構造格子８に入射するときの最大入射角度をθｙｍａｘとしたときに決定される格子ピッチをＰｙｍａｘとするとき、
Ｐ＜Ｐｙｍａｘ ‥‥（ｄ）
となる格子ピッチＰで微細構造格子８を構成するとよい。
【００５８】
よって最大入射角度θｙｍａｘ＝４５°とすれば、Ｐｙｍａｘ≒０．３５μｍなので、これ以下の格子ピッチＰを選択すれば良いことになる。
【００５９】
次に上記の三角格子の格子高さｈについて図６を用いて説明する。図６ではＰ偏光の光束（図１の紙面内に偏光面を有する光束）が走査レンズ系６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、三角格子のピッチＰを０．３５μｍに固定し、格子高さｈを変化させたとき、反射率がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示している。
【００６０】
これによれば、ｈ＜０．２μｍでは、θ＝０°、３０°の光束に対して、反射率が非常に大きく、ｈ≒０．２μｍあたりで、概ね反射光が無視できる反射率１％以下に低減されていることが分かる。このとき、
ｈ＝０．２μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒０．２５ また ｈ／Ｐ≒０．５７
であり、上記の条件式（１），（２）を満たす。
【００６１】
また図６より明らかなように格子高さｈは大きくなるほど性能が向上する。図５から明らかなように格子ピッチは０．３５μｍより大きくしてしまうと、０次格子として作用しなくなるので、これ以下であることが望ましい。よって、上記条件式（１），（２）が成り立つことがわかる。
【００６２】
更に図６から明らかなように、ｈ≧０．３μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲で反射率０．５％以下、θ＝０°〜３０°の範囲に限定すれば反射率が０．２％以下と非常に良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．３μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．３８ また ｈ／Ｐ≒０．８６
であり、上記の条件式（１），（２）を満たす。
【００６３】
加えて図６から明らかなように、ｈ≧０．４μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲で反射率０．２％以下となり、極めて良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．４μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．５１ また ｈ／Ｐ≒１．１４
であり、上記の条件式（１），（２）を満たす。
【００６４】
尚、本実施形態において更に好ましくは上記条件式（１），（２）を
０．４５λ≦ｈ ‥‥（１ａ）
１．０５＜ｈ／Ｐ ‥‥（２ａ）
とするのが良い。
【００６５】
本実施形態では０次光のＰ偏光透過率が入射角度によらず変化が小さくなるように微細構造格子の最適化を行っている。その結果、微細構造格子の形状は使用波長λ＝７８０ｎｍ、走査レンズの材質の屈折率ｎ＝１．５２４として、格子ピッチＰ＝０．３５μｍ、格子高さｈ＝０．４μｍを得ている。この格子形状で入射角度による透過率特性は図７に示す如くである。
【００６６】
すなわち、光学素子への入射角度が０°〜４５°の範囲で透過率が９９．８％以上、言い換えるとフレネル反射率は最大０．２％である。図１４の従来例でＰ偏光の反射率約４％に対して１／２０以下、フレアーとして画像に影響が軽微である１％以下に改善していることが分かる。
【００６７】
本実施形態では各レンズ面で発生するフレネル反射が小さくなるように、所定像高に達する光束が微細構造格子８を通過する位置における入射角度に応じて、格子ピッチ、格子の高さを決めており、これにより被走査面７上に達するフレアーゴースト光を低減し、良好なる画像出力が可能な走査光学系の提供を可能としている。
【００６８】
本実施形態では三角格子は二等辺三角形だけを示しているが、これに限られるものではない。例えば鋸歯形状や、底角の片方が直角となる直角三角形を断面形状として持つような格子に於いても、同等な特性を示す事がシミュレーションできる。
【００６９】
尚、本実施形態においては第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂの各レンズ面を主走査断面内においては球面形状もしくは非球面形状より形成し、副走査断面内においては軸上から軸外にむかって曲率が変化する既知の特殊非球面形状をベース形状としたが、必ずしもこの形状に限られるのもではなく、例えば偏向された光束を被走査面７上にスポット形状に結像して等速度で光走査する機能（ｆθ特性）をもった、いわゆるｆθレンズであればこの限りではない。
【００７０】
レンズ面への構成方法としては、射出成形の金型に微細構造格子の形状を作りこんで成形することが可能である。
【００７１】
また本実施形態おいては走査光学手段６を２枚のレンズより構成したが、これに限定されるものではなく、例えば単一、もしくは３枚以上のレンズより構成しても良い。またすべてのレンズ面に必ずしも微細格子を構成する必要はなくフレアー等の影響が大きい面だけに選択的に構成しても良い。
【００７２】
本実施形態において格子ピッチは０．３５μｍ一定で説明したが、必ずしも一定である必要は無く式（ｄ）に示すようにＰｍａｘ以下であればよく、式（ｄ）を満たす範囲で適時ピッチが変化してもよい。
【００７３】
条件式（１）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね３λになる。
【００７４】
条件式（２）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね１０になる。 ［実施形態２］
次に本発明の実施形態２について図８を用いて説明する。図８は本発明の実施形態２の光学特性（Ｓ偏光）を示す図である。
【００７５】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は走査レンズ系６に入射する光束が主にＳ偏光で入射するように光源手段１を配置したこと、またそれに伴ない微細構造格子８に関する条件式（３），（４）を設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７６】
即ち、本実施形態では微細構造格子８に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λ≦ｈ ‥‥（３）
０．８０ ＜ｈ／Ｐ ‥‥（４）
なる条件を満たすように各要素を設定している。
【００７７】
次に三角格子の格子高さｈについて図８を用いて説明する。図８ではＳ偏光の光束（図１において紙面に垂直方向に偏光面を有する光束）が走査光学手段６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、三角格子のピッチＰを０．３５μｍに固定し、格子高さｈを変化させたとき、反射率がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示している。
【００７８】
これによれば、ｈ＜０．２５μｍでは、θ＝４５°の光束に対して、反射率が非常に大きく、ｈ≒０．５８μｍあたりで、概ね反射光が無視できる反射率１％以下に低減されていることが分かる。このとき、
ｈ＝０．５８μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．７４ また ｈ／Ｐ≒１．６６
となり、上記の条件式（３），（４）を満たす。
【００７９】
また図８より明らかなように格子高さｈは大きくなるほど性能が向上する。図５から明らかなように格子ピッチは０．３５μｍより大きくしてしまうと、０次格子として作用しなくなるので、これ以下であることが望ましい。よって、上記条件式（３），（４）が成り立つことがわかる。
【００８０】
更に図８から明らかなように、θ＝０°〜３０°の範囲に限定すれば、ｈ≧０．３μｍでも、反射率１％以下と良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．３μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．３８ また ｈ／Ｐ≒０．８６
となり、上記の条件式（３），（４）を満たす。
【００８１】
加えて図８から明らかなように、ｈ≧０．７μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲で反射率０．５％以下となり、極めて良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．７μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λ≒ ０．９０ また ｈ／Ｐ≒２．０
となり、上記の条件式（３），（４）を満たす。
【００８２】
尚、本実施形態において更に好ましくは上記条件式（３），（４）を
０．８２λ≦ｈ ‥‥（３ａ）
１．８２＜ｈ／Ｐ ‥‥（４ａ）
とするのが良い。
【００８３】
本実施形態では０次光のＳ偏光透過率が入射角度によらず変化が小さくなるように微細構造格子の最適化を行っている。
【００８４】
条件式（３）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね３λになる。
【００８５】
条件式（４）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね１０になる。
【００８６】
［実施形態３］
図９は本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１０は本発明の実施形態３の入射角と反射率との関係を示した図である。図９において前記図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８７】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は光源手段１を少なくとも異なる偏光光束を射出する２つの光源部１ａ，１ｂより構成したこと、光源手段１と偏向手段５との間に異なる偏光光束の光路を合成するビーム合成手段７を設けたこと、またそれに伴ない微細構造格子８に関する条件式（５），（６）を設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８８】
即ち、本実施形態においては光源手段１を異なる偏光光束を射出する２つの光源部１ａ，１ｂより構成し、光源手段１と光偏向器５との間に異なる偏光光束の光路を合成するビーム合成手段７を設け、光源手段１から射出された２つの光束の波長のうち最短波長をλｍｉｎとするとき、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ‥‥（５）
０．８０＜ｈ／Ｐ‥‥（６）
なる条件を満たすように各要素を設定している。
【００８９】
本実施形態において図９における１ａ，１ｂは各々光源部（レーザ光源）であり、例えば半導体レーザーより成っており、本実施形態では同一波長（λｍｉｎ＝７８０ｎｍ）の光束を射出している。２ａ，２ｂは各々コリメーターシリンダレンズであり、主走査方向のみに所定の屈折力を有しており、光源部１ａ，１ｂに対応して配置されている。このコリメーターシリンダレンズ２ａ，２ｂは各々対応する光源部１ａ，１ｂから射出した発散光束を主走査断面内で略収束光束に変換している。尚、本実施形態では主走査断面内で略収束光束となるように変換する系であるが、必ずしもこれに限られるものではなく、略平行光束でも発散光束でもよい。
【００９０】
７はビーム合成手段であり、例えば偏向ビームスプリッターより成っており、コリメーターシリンダレンズ２ａ，２ｂで略収束光束に変換された２つの光束の光路を合成している。このため２つの光源部１ａ，１ｂより射出される発散光束は、それぞれ偏波面（偏光面）が直交するように配置する必要があるので、ビーム合成手段７に対して光源部１ａが紙面と垂直方向に偏光面を有するＳ偏光、光源部１ｂが紙面内に偏波面を有するＰ偏光となる。よって微細構造格子８に入射する２つの光束は、該微細構造格子８での入射面に対してＰ偏光とＳ偏光である。
【００９１】
尚、光源部１ａ，１ｂが各々同一の偏波面を有する２以上の発光点を有するもの（マルチレーザ光源）を用いても良い。
【００９２】
図９においては不図示ではあるが、被走査面上の画像の書き出し位置のタイミングを決定するための同期検知用の光学系（ＢＤ光学系）が設けられている。
【００９３】
本実施形態における第１、第２の２枚の走査レンズ６ａ，６ｂの各レンズ面は図９に示す主走査断面内においては球面もしくは非球面の曲面形状より成り、それと垂直な副走査断面内においては軸上（走査中心）から軸外（走査周辺）に向かって曲率が変化する既知の特殊非球面形状をベース形状としている。本実施形態においては第１の走査レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に後述する透明樹脂材又はガラス材より成る微細構造格子８を形成している。
【００９４】
尚、本実施形態においては被走査面７上に達するゴースト光・フレア光に最も影響のある１つの光学面（入射角度が最も大きな面など）に微細構造格子８を設けても良い。この他１つ又は複数の微細構造格子８を設けても良い。微細構造格子８を設ける面は球面又は非球面又は回転非対称な曲面、回折面、平面でも良い。
【００９５】
微細構造格子８は図３に示すように断面形状が三角形の格子が一次元方向（主走査方向）に配列され繰り返し構造となっている。尚、微細構造格子８は光学面を形成する基板（ガラス基板もしくは透明樹脂基板）と一体的に構成しても良い。
【００９６】
微細構造格子８は、いわゆる０次格子であり、実施形態１と同様にピッチを決める事ができる。
【００９７】
本実施形態では前述したように２つの光源部からの光束はそれぞれ直交するＰ・Ｓ偏光として走査レンズ系６に入射するので、微細構造格子は２つの偏光について特性を把握する必要がある。
【００９８】
次に上記の三角格子の格子高さｈについて図６、図８を用いて説明する。図６では前述の如くＰ偏光の光束が走査レンズ系６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、図８では前述の如くＳ偏光の光束が走査レンズ系６に入射角度θ＝０°、３０°，４５°で入射する場合について、三角格子のピッチＰを０．３５μｍに固定し、格子高さｈを変化させた時、反射率がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示している。
【００９９】
図６、図８では微細構造素子の構造性複屈折の影響を確認できる。図１４に示したフレネル反射の特性と比べて特徴的なのは入射角度ゼロ度である。本来入射角度ゼロの場合、図１４では偏波面が直交する偏光光束の反射率に差はないが、図６、図８の構造性複屈折のある微細構造格子ではたとえ入射角度ゼロ度でも直交する偏光光束に特性（反射率）の差が生じ、特にｈ＜０．２μｍで顕著である。よって本実施形態はＰ・Ｓ偏光それぞれの特性を見比べながら最適化する必要がある。
【０１００】
図６、図８によれば、Ｓ偏光がｈ＜０．２５μｍでは、θ＝４５°の光束に対して、反射率が非常に大きく、ｈ≒０．５８μｍあたりで、概ね反射光が無視できる反射率１％以下に低減されていることが分かる。このとき、
ｈ＝０．５８μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λｍｉｎ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λｍｉｎ≒ ０．７４ また ｈ／Ｐ≒１．６６
となり、上記の条件式（５），（６）を満たす。
【０１０１】
また図６、図８より明らかなように格子高さｈは大きくなるほど性能が向上する。図５から明らかなように格子ピッチは０．３５μｍより大きくしてしまうと、０次格子として作用しなくなるので、これ以下であることが望ましい。よって、上記条件式（５），（６）が成り立つことがわかる。
【０１０２】
更に図６、図８から明らかなように、θ＝０°〜３０°の範囲に限定すればｈ≧０．３μｍでも、Ｐ・Ｓ偏光ともども反射率１％以下と良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．３μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λｍｉｎ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λｍｉｎ≒ ０．３８ また ｈ／Ｐ≒０．８６
となり、上記の条件式（５），（６）を満たす。
【０１０３】
加えて図６、図８から明らかなように、ｈ≧０．７μｍになると、θ＝０°〜４５°の範囲でＰ・Ｓ偏光の反射率０．５％以下となり、極めて良好な反射防止効果を得ることができる。このとき、
ｈ＝０．７μｍ 、 Ｐ＝０．３５μｍ 、 λｍｉｎ＝０．７８μｍ
であることから、
ｈ／λｍｉｎ≒ ０．９０ また ｈ／Ｐ≒２．０
となり、上記の条件式（５），（６）を満たす。
【０１０４】
尚、本実施形態において更に好ましくは上記条件式（５），（６）を
０．８２λｍｉｎ≦ｈ ‥‥（５ａ）
１．８２＜ｈ／Ｐ ‥‥（６ａ）
とするのが良い。
【０１０５】
本実施形態では２つの光源部１ａ，１ｂからの光束は同じ波長（λｍｉｎ＝７８０ｎｍ）として取り扱ったが、必ずしもこの限りではなく、異なる波長のものを用いても良い。この時は、０次格子では短い波長の方が格子ピッチが小さくなるという特性を考慮し、２つの光束のうち短い方の波長をλｍｉｎ とし、格子形状を決めてあげればよい。もちろん３つ以上のビームを用いた時も同様に最短の波長にあわせて格子ピッチを決めてあげれば良い。
【０１０６】
また本実施形態において光源手段１として上述したマルチレーザ光源を用い、微細構造格子８に入射する光束がほぼＰ偏光であるときは、
０．２３λｍｉｎ≦ｈ‥‥（７）
０．５２ ＜ｈ／Ｐ‥‥（８）
なる条件を満たすように各要素を設定すれば良い。
【０１０７】
また微細構造格子８に入射する光束がほぼＳ偏光であるときは、上記条件式（５），（６）と同様に
０．３５λｍｉｎ≦ｈ‥‥（９）
０．８０ ＜ｈ／Ｐ‥‥（１０）
なる条件を満たすように各要素を設定すれば良い。
【０１０８】
本実施形態では０次光のＰ偏光およびＳ偏光の透過率が入射角度によらず変化が小さくなるように微細構造格子の最適化を行っている。その結果、微細構造格子の形状は使用波長λ＝７８０ｎｍ、走査レンズの材質の屈折率ｎ＝１．５２４として、格子ピッチＰ＝０．３５μｍ、格子深さＤ＝０．７０μｍを得ている。この格子形状で入射角度による反射率特性は図１０に示す如くである。
【０１０９】
すなわち、光学素子への入射角度が０°〜４５°の範囲で反射率が０．５％以下、言い換えると透過率の損失は最大０．５％である。図１４の従来例でＰ偏光Ｓ偏光の反射率特性に対して大幅に改善しており、フレアーとして画像に影響が軽微である１％以下に改善していることが分かる。
【０１１０】
本実施形態では各レンズ面で発生するフレネル反射が小さくなるように、格子ピッチ、格子の深さ、格子定数を決めており、さらに構造性複屈折の影響を排除して、これにより被走査面７上に達するフレアーゴースト光を低減し、良好なる画像出力が可能な走査光学系の提供を可能としている。
【０１１１】
条件式（６）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね３λになる。
条件式（６）の上限値は設けていないが、計算上の光学性能はより良くなる方向である。ただし事実上は格子の加工限界により概ね１０になる。
【０１１２】
［画像形成装置］
図１１は、前述した実施形態１、２又は３の走査光学系を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査断面内における要部断面図である。図１１において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、各実施形態１、２、３で示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット（走査光学系）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）１０３が射出され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１１３】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１１４】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転断面内における下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１１５】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ（転写器）１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１１において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１１６】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１１において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１１７】
図１１においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１１８】
［カラー画像形成装置］
図１２は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、走査光学系（光走査装置）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１２において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２，１３，１４は各々実施形態１、２、３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０１１９】
図１２において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１１，１２，１３，１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１２０】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１，１２，１３，１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１２１】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１１，１２，１３，１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１２２】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く中心部から周辺部にかけて光束の入射角度が変化することで生じる透過光量の変化を調整する構成より成る微細構造格子を設けた光学素子を走査光学系に適用することにより、光束の入射角度が変化することから生ずる透過光量を容易に調節することができ、特に微細な格子構造の配列方向と偏波面の関係から生じる構造性複屈折の影響を低減し良好なる光学性能を得ることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【０１２４】
この他、本発明によれば前述の如くコーティングなどの追加工程を増やすことなく、フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル反射を低減させ、被走査面上の光量分布の均一化を図ることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【０１２５】
この他、本発明によれば前述の如く像面上の広い領域での照度分布を略均一にすることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の主走査断面図
【図２】本発明の実施形態１の微細構造格子に入射する光束を示した要部概略図
【図３】本発明の実施形態１の微細構造格子の拡大図
【図４】本発明の実施形態１の微細構造格子の配列方向を示す図
【図５】本発明の実施形態１の格子ピッチと入射角との関係を示す図
【図６】実施形態１の光学特性（Ｐ偏光）を示す図
【図７】本発明の実施形態１の入射角と透過率との関係を示した図
【図８】実施形態２の光学特性（Ｓ偏光）を示す図
【図９】本発明の実施形態３の主走査断面図
【図１０】本発明の実施形態３の入射角と反射率との関係を示した図
【図１１】本発明の実施態様の画像形成装置の要部概略図
【図１２】本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１３】従来の走査光学系の主走査断面図
【図１４】Ｐ・Ｓ偏光の反射率の入射角度依存性を示す説明図
【符号の説明】
１ 光源手段（半導体レーザ）
２ コリメータ−レンズ
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ 偏向手段（光偏向器）
５ａ 偏向面
６，１６，２６ 走査光学手段（走査レンズ系）
６ａ，１６ａ，２６ａ 第１の走査レンズ
６ｂ，１６ｂ，２６ｂ 第２の走査レンズ
７ 被走査面（感光ドラム面）
８ 微細構造格子
９ ビーム合成手段
１１，１２，１３，１４ 走査光学系
２１、２２、２３、２４ 像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４ 現像器
６０ カラー画像形成装置
５１ 搬送ベルト
５２ 外部機器
５３ プリンタコントローラ
４１，４２，４３，４４ レーザー光束
１００ 走査光学系
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０４ 画像形成装置
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１１ プリンタコントローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１５ モータ
１１６ 排紙ローラ
１１７ 外部機器
Claims (11)
- 光源手段から射出された光束を偏向手段により偏向し、該偏向手段により偏向された光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子を持つ走査光学手段により被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、
該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された光束の波長をλとするとき、
０．２３λ≦ｈ
０．５２ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴とする走査光学系。 - 前記微細構造格子に入射する光束はほぼＰ偏光であることを特徴とする請求項１記載の走査光学系。
- 前記微細構造格子に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の走査光学系。 - 光源手段からの複数の光束を偏向手段により偏向し、該偏向手段により偏向された複数の光束を、少なくとも１面の光学面上に微細構造格子を持つ走査光学手段により被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系において、
該微細構造格子は三角柱の格子を１次元方向に配列した三角格子を有し、該三角格子の三角構造の格子高さをｈ、格子ピッチをＰ、該光源手段から射出された複数の光束の波長のうち最短波長をλｍｉｎとするとき、
０．２３λｍｉｎ≦ｈ
０．５２ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴とする走査光学系。 - 前記微細構造格子に入射する光束はほぼＰ偏光であることを特徴とする請求項４記載の走査光学系。
- 前記微細構造格子に入射する光束がほぼＳ偏光であるとき、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴とする請求項４記載の走査光学系。 - 前記光源手段は、少なくとも異なる偏光光束を射出する複数の光源部を有し、該光源手段と前記偏向手段との間に該異なる偏光光束の光路を合成するビーム合成手段を有し、
０．３５λｍｉｎ≦ｈ
０．８０ ＜ｈ／Ｐ
なる条件を満たすことを特徴とする請求項４記載の走査光学系。 - 請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学系と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学系で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学系と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
- 各々が請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学系を有し、該走査光学系の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
- 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項１０記載のカラー画像形成装置。
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