JP3349122B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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- G02—OPTICS
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- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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- G02B26/126—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane including curved mirrors
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- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
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- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Lenses (AREA)
- Electrophotography Configuration And Component (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、レーザファクシミリ、あるいはデジタル複写機な
どに用いられる光走査装置に関する。
ンタ、レーザファクシミリ、あるいはデジタル複写機な
どに用いられる光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームプリンタなどに用いられて
いる多くの光走査装置は、光源としての半導体レーザ、
光偏向器の面倒れを補正するために光源からの光束を光
偏向器に線状に結像する第１結像光学系、光偏向器とし
てのポリゴンミラー、及び被走査面上に等速度で均一な
スポットを結像する第２結像光学系から構成されてい
る。
いる多くの光走査装置は、光源としての半導体レーザ、
光偏向器の面倒れを補正するために光源からの光束を光
偏向器に線状に結像する第１結像光学系、光偏向器とし
てのポリゴンミラー、及び被走査面上に等速度で均一な
スポットを結像する第２結像光学系から構成されてい
る。
【０００３】従来の光走査装置の第２結像光学系は、ｆ
θレンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で構成さ
れていたが、小型化が困難であるとともに高価であると
の問題点があった。そこで近年、小型化、低コスト化を
実現する光走査装置として、特開平１１−３０７１０号
公報に記載のような、第２結像光学系に１枚の曲面ミラ
ーを用いるものが提案されている。
θレンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で構成さ
れていたが、小型化が困難であるとともに高価であると
の問題点があった。そこで近年、小型化、低コスト化を
実現する光走査装置として、特開平１１−３０７１０号
公報に記載のような、第２結像光学系に１枚の曲面ミラ
ーを用いるものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、提案さ
れた上記の光走査装置は、模式的には曲面ミラーからの
光束が直接像面に導くよう記載されているが、光束が曲
面ミラーで反射される反射角が小さく、実際に感光ドラ
ムに光束を導くには曲面ミラーと感光ドラムの間に折り
返しミラーを配置する必要があった。また、特開平１１
−３０７１０号公報に記載の曲面ミラーの副走査方向断
面形状は、円弧でなく４次多項式形状のため、加工、計
測が困難である。
れた上記の光走査装置は、模式的には曲面ミラーからの
光束が直接像面に導くよう記載されているが、光束が曲
面ミラーで反射される反射角が小さく、実際に感光ドラ
ムに光束を導くには曲面ミラーと感光ドラムの間に折り
返しミラーを配置する必要があった。また、特開平１１
−３０７１０号公報に記載の曲面ミラーの副走査方向断
面形状は、円弧でなく４次多項式形状のため、加工、計
測が困難である。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、折り返しミラ
ーを必要とせずに、１枚の曲面ミラーからの光束を直接
感光ドラムに導くとともに、曲面ミラーを比較的加工、
計測が容易な形状とし、良好な光学性能を有する光走査
装置を提供することを目的とする。
ーを必要とせずに、１枚の曲面ミラーからの光束を直接
感光ドラムに導くとともに、曲面ミラーを比較的加工、
計測が容易な形状とし、良好な光学性能を有する光走査
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の基本構成にかか
る光走査装置は、光束を発する光源部と、光源部からの
光束を走査する光偏向器と、光源部と光偏向器との間に
配置され、光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１結
像光学系と、光偏向器と被走査面との間に配置され、１
枚の曲面ミラーから構成される第２結像光学系とを備え
る。そして、第１結像光学系からの光束は、光偏向器の
偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め
入射し、光偏向器からの光束は、曲面ミラーの頂点にお
ける法線を含み主走査方向に平行な面（以下、ＹＺ面と
称する）に対して斜め入射するように構成される。更
に、曲面ミラーに向かう光束の中心軸とＹＺ面のなす角
をθＭとした場合に、１０＜θＭ＜３５を満足し、副走
査方向断面に関して、前記偏向面で反射される反射光束
が前記第１結像光学系からの入射光束に対してなす角度
の方向を正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反射さ
れる光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角度
が負の方向である。更に、前記偏向面の法線が前記第１
結像光学系からの光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラ
ーの頂点における法線が前記偏向面からの光束となす角
度をθＭ、前記偏向面から前記曲面ミラーの頂点までの
距離をＬ、前記曲面ミラーから前記被走査面までの距離
をＤとした場合、下記の条件式（数１）を満足すること
を特徴とする。
る光走査装置は、光束を発する光源部と、光源部からの
光束を走査する光偏向器と、光源部と光偏向器との間に
配置され、光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１結
像光学系と、光偏向器と被走査面との間に配置され、１
枚の曲面ミラーから構成される第２結像光学系とを備え
る。そして、第１結像光学系からの光束は、光偏向器の
偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め
入射し、光偏向器からの光束は、曲面ミラーの頂点にお
ける法線を含み主走査方向に平行な面（以下、ＹＺ面と
称する）に対して斜め入射するように構成される。更
に、曲面ミラーに向かう光束の中心軸とＹＺ面のなす角
をθＭとした場合に、１０＜θＭ＜３５を満足し、副走
査方向断面に関して、前記偏向面で反射される反射光束
が前記第１結像光学系からの入射光束に対してなす角度
の方向を正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反射さ
れる光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角度
が負の方向である。更に、前記偏向面の法線が前記第１
結像光学系からの光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラ
ーの頂点における法線が前記偏向面からの光束となす角
度をθＭ、前記偏向面から前記曲面ミラーの頂点までの
距離をＬ、前記曲面ミラーから前記被走査面までの距離
をＤとした場合、下記の条件式（数１）を満足すること
を特徴とする。
【数１】
１．６＜θM／θP＋０．９８Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜２．２
【０００７】この構成によれば、第２結像光学系を１枚
のミラーで構成し、１０＜θＭを満足する大きな反射角
で光束を反射するので、配置自由度が増え、折り返しミ
ラーを必要とせずに、直接被走査面に導くことができ
る。また、条件式の上限は、収差補正が可能な範囲を示
したものである。
のミラーで構成し、１０＜θＭを満足する大きな反射角
で光束を反射するので、配置自由度が増え、折り返しミ
ラーを必要とせずに、直接被走査面に導くことができ
る。また、条件式の上限は、収差補正が可能な範囲を示
したものである。
【０００８】上記の構成においては、曲面ミラーに対し
て、１０＜θＭという大きな角度をもって副走査方向に
関して斜めに光束が入射するため、ミラー面で大きな光
線収差が生じる。この収差を補正するために、本発明の
光走査装置では、第１結像光学系からの光束は、光偏向
器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して
斜め入射する配置とし、光線収差を補正する各傾き角の
範囲を限定する。
て、１０＜θＭという大きな角度をもって副走査方向に
関して斜めに光束が入射するため、ミラー面で大きな光
線収差が生じる。この収差を補正するために、本発明の
光走査装置では、第１結像光学系からの光束は、光偏向
器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して
斜め入射する配置とし、光線収差を補正する各傾き角の
範囲を限定する。
【０００９】すなわち、良好なスポットを得るために、
副走査方向断面に関して、偏向面で反射される反射光束
が第１結像光学系からの入射光束に対してなす角度の方
向を正の方向とした場合、曲面ミラーで反射される光束
が偏向面からの入射光束に対してなす角度が負の方向と
なるように構成する。それにより、反射光束と入射光束
とを、それぞれ正の方向と負の方向に位置づけるため、
斜め入射に起因して生じる光線収差を補正し、良好なス
ポットを得ることができる。
副走査方向断面に関して、偏向面で反射される反射光束
が第１結像光学系からの入射光束に対してなす角度の方
向を正の方向とした場合、曲面ミラーで反射される光束
が偏向面からの入射光束に対してなす角度が負の方向と
なるように構成する。それにより、反射光束と入射光束
とを、それぞれ正の方向と負の方向に位置づけるため、
斜め入射に起因して生じる光線収差を補正し、良好なス
ポットを得ることができる。
【００１０】さらに良好なスポットを得るには、条件式
（数１）を満足する構成とする。第１結像光学系と光偏
向器と第２結像光学系との位置関係が上記条件式を満足
すれば、光束の斜め入射に起因して生じる光線収差を適
正に補正することができる。条件式の範囲を越えると斜
め方向に収差が生じる。
（数１）を満足する構成とする。第１結像光学系と光偏
向器と第２結像光学系との位置関係が上記条件式を満足
すれば、光束の斜め入射に起因して生じる光線収差を適
正に補正することができる。条件式の範囲を越えると斜
め方向に収差が生じる。
【００１１】
【００１２】また、さらなる高解像度を達成するには以
下の条件式（数２）（数３）を満足することが望まし
い。
下の条件式（数２）（数３）を満足することが望まし
い。
【００１３】
【数２】１．８６＜θM／θP＋０．９８Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）
＜１．９４ 条件式（数２）を満足すれば、光束の斜め入射に起因し
て生じる光線収差をより適正に補正することができる。
＜１．９４ 条件式（数２）を満足すれば、光束の斜め入射に起因し
て生じる光線収差をより適正に補正することができる。
【００１４】
【数３】０．４８＜Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜０．７５ 条件式（数３）を満足すれば、１０＜θＭの反射角でも
光線収差を補正することができる。下限を満足しない場
合、光線収差が生じ、上限を満足しない場合、副走査方
向のビーム径が走査中心と周辺で大きく変化するため高
解像度達成が困難になる。
光線収差を補正することができる。下限を満足しない場
合、光線収差が生じ、上限を満足しない場合、副走査方
向のビーム径が走査中心と周辺で大きく変化するため高
解像度達成が困難になる。
【００１５】また、上記の基本構成の光走査装置におい
て、曲面ミラーの副走査方向断面形状を円弧とする。そ
れにより、曲面ミラーを比較的加工、計測が容易な形状
とすることができる。
て、曲面ミラーの副走査方向断面形状を円弧とする。そ
れにより、曲面ミラーを比較的加工、計測が容易な形状
とすることができる。
【００１６】曲面ミラーの形状は、像面湾曲、ｆθ誤
差、走査線湾曲を補正するような主副の曲率半径が異な
る形状、さらに母線上の各点における法線がねじれてい
る自由曲面とすることが考えられる。
差、走査線湾曲を補正するような主副の曲率半径が異な
る形状、さらに母線上の各点における法線がねじれてい
る自由曲面とすることが考えられる。
【００１７】すなわち、曲面ミラーは、斜め入射に起因
して生じる走査線曲がりを補正する形状とすることが好
ましい。また、曲面ミラーは、ＹＺ面に対して非対称と
してもよい。更に、曲面ミラーは、ＹＺ面と曲面が交わ
る曲線（以後母線）上にある頂点以外の各点の法線が、
ＹＺ面に含まれない、ねじれ形状とすることもできる。
これらの構成により、光学系を単純な構成にでき、光束
の斜め入射に起因して生じる光線収差を補正しつつ、し
かも走査線曲がりを補正することができる。
して生じる走査線曲がりを補正する形状とすることが好
ましい。また、曲面ミラーは、ＹＺ面に対して非対称と
してもよい。更に、曲面ミラーは、ＹＺ面と曲面が交わ
る曲線（以後母線）上にある頂点以外の各点の法線が、
ＹＺ面に含まれない、ねじれ形状とすることもできる。
これらの構成により、光学系を単純な構成にでき、光束
の斜め入射に起因して生じる光線収差を補正しつつ、し
かも走査線曲がりを補正することができる。
【００１８】上記ねじれ形状の曲面ミラーは、母線上の
各点の法線がＹＺ面となす角度を、周辺ほど大きくなる
ようにするとよい。また、上記ねじれ形状の曲面ミラー
は、母線上の各点の法線がＹＺ面となす角度の方向が、
曲面ミラーで反射される光束が偏向面からの入射光束に
対してなす角度を正の方向とした場合に、正の方向とな
るようにするとよい。
各点の法線がＹＺ面となす角度を、周辺ほど大きくなる
ようにするとよい。また、上記ねじれ形状の曲面ミラー
は、母線上の各点の法線がＹＺ面となす角度の方向が、
曲面ミラーで反射される光束が偏向面からの入射光束に
対してなす角度を正の方向とした場合に、正の方向とな
るようにするとよい。
【００１９】上記の基本構成の光走査装置において、曲
面ミラーは、頂点における主走査方向の曲率半径と副走
査方向の曲率半径が異なるアナモフィックミラーにする
とよい。また、曲面ミラーは、主走査方向、副走査方向
ともに凹のミラー面とすることもできる。また、曲面ミ
ラーは、副走査方向の屈折力が主走査方向における中心
部と周辺部で変化しているミラー面とすることもでき
る。また、曲面ミラーは、副走査方向断面の曲率半径が
主走査方向断面形状に依らない形状とすることもでき
る。
面ミラーは、頂点における主走査方向の曲率半径と副走
査方向の曲率半径が異なるアナモフィックミラーにする
とよい。また、曲面ミラーは、主走査方向、副走査方向
ともに凹のミラー面とすることもできる。また、曲面ミ
ラーは、副走査方向の屈折力が主走査方向における中心
部と周辺部で変化しているミラー面とすることもでき
る。また、曲面ミラーは、副走査方向断面の曲率半径が
主走査方向断面形状に依らない形状とすることもでき
る。
【００２０】また、上記の基本構成の光走査装置におい
て、第１結像光学系は光源部からの光束を主走査方向に
ついて収束光束となるように構成することができる。
て、第１結像光学系は光源部からの光束を主走査方向に
ついて収束光束となるように構成することができる。
【００２１】これらの構成により、主走査方向、副走査
方向の各像面湾曲、ｆθ特性を良好な性能とすることが
できる。
方向の各像面湾曲、ｆθ特性を良好な性能とすることが
できる。
【００２２】また、上記の基本構成の光走査装置におい
て、光源部が、波長可変光源と波長制御部を具備する構
成とすることもできる。この構成によれば、スポットの
大きさはほぼ波長に比例にするので、波長を制御尾する
と感光ドラム上に結像するスポットの大きさを任意に制
御することができ、しかも、第２結像光学系が反射ミラ
ーのみで構成されるので色収差が全く発生しないため、
ｆθ特性など他の性能を劣化することなく解像度を任意
に変えることができる。
て、光源部が、波長可変光源と波長制御部を具備する構
成とすることもできる。この構成によれば、スポットの
大きさはほぼ波長に比例にするので、波長を制御尾する
と感光ドラム上に結像するスポットの大きさを任意に制
御することができ、しかも、第２結像光学系が反射ミラ
ーのみで構成されるので色収差が全く発生しないため、
ｆθ特性など他の性能を劣化することなく解像度を任意
に変えることができる。
【００２３】本発明の他の基本構成にかかる光走査装置
は、光束を発する光源部と、光源部からの光束を走査す
る光偏向器と、光源部と光偏向器との間に配置され、光
偏向器の偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、
光偏向器と被走査面との間に配置され、１枚の曲面ミラ
ーから構成される第２結像光学系とを備える。そして、
第１結像光学系からの光束は、光偏向器の偏向面の法線
を含み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、光偏
向器からの光束は、曲面ミラーの頂点における法線を含
み主走査方向に平行な面（以下、ＹＺ面と称する）に対
して斜め入射するように構成される。更に、光源部が少
なくとも２つの光源からなり、光源部と光偏向器の間に
配置された少なくとも２つの光源からの光束を合成する
光合成手段を具備し、曲面ミラーに向かう光束の中心軸
と前記ＹＺ面のなす角をθＭとした場合に、１０＜θＭ
＜３５を満足することを特徴とする。
は、光束を発する光源部と、光源部からの光束を走査す
る光偏向器と、光源部と光偏向器との間に配置され、光
偏向器の偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、
光偏向器と被走査面との間に配置され、１枚の曲面ミラ
ーから構成される第２結像光学系とを備える。そして、
第１結像光学系からの光束は、光偏向器の偏向面の法線
を含み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、光偏
向器からの光束は、曲面ミラーの頂点における法線を含
み主走査方向に平行な面（以下、ＹＺ面と称する）に対
して斜め入射するように構成される。更に、光源部が少
なくとも２つの光源からなり、光源部と光偏向器の間に
配置された少なくとも２つの光源からの光束を合成する
光合成手段を具備し、曲面ミラーに向かう光束の中心軸
と前記ＹＺ面のなす角をθＭとした場合に、１０＜θＭ
＜３５を満足することを特徴とする。
【００２４】この構成によれば、１度の走査で２光束以
上の走査を行うことができるため、光源が１つの場合と
比較して少なくとも２倍の線像情報を被走査面上に走査
することができるとともに、第２結像光学系を１枚のミ
ラーで構成し、１０＜θＭを満足する大きな反射角で光
束を反射するので、配置自由度が増え、折り返しミラー
を必要とせずに、直接被走査面に導くことができる。
上の走査を行うことができるため、光源が１つの場合と
比較して少なくとも２倍の線像情報を被走査面上に走査
することができるとともに、第２結像光学系を１枚のミ
ラーで構成し、１０＜θＭを満足する大きな反射角で光
束を反射するので、配置自由度が増え、折り返しミラー
を必要とせずに、直接被走査面に導くことができる。
【００２５】光合成手段としては、例えば、ダイクロイ
ックミラーを使用できる。ダイクロイックミラーは、波
長を選択して反射、透過するので効率よく光を合成する
ことができる。また、ハーフミラーを使用することもで
きる。ハーフミラーは、加工が容易なので低コストで光
合成を実現できる。
ックミラーを使用できる。ダイクロイックミラーは、波
長を選択して反射、透過するので効率よく光を合成する
ことができる。また、ハーフミラーを使用することもで
きる。ハーフミラーは、加工が容易なので低コストで光
合成を実現できる。
【００２６】また、上記構成の光走査装置において、光
偏向器と被走査面との間に配置される光束を分解する光
分解手段を具備することができる。光偏向器と被走査面
との間に光束を分解する光分解手段を配置することで、
一度の走査で同時に少なくとも２本の線像を被走査面上
に形成することができ、画像形成速度あるいは画像読み
取り速度を少なくとも２倍速くする効果が得られる。
偏向器と被走査面との間に配置される光束を分解する光
分解手段を具備することができる。光偏向器と被走査面
との間に光束を分解する光分解手段を配置することで、
一度の走査で同時に少なくとも２本の線像を被走査面上
に形成することができ、画像形成速度あるいは画像読み
取り速度を少なくとも２倍速くする効果が得られる。
【００２７】光分解手段としては、回折格子又はダイク
ロイックミラー等を使用するとよい。回折格子によれ
ば、入射した光束は波長により異なる回折角で回折され
るので、低コスト高効率で光を分解することができる。
また、ダイクロイックミラーによれば、波長を選択して
反射、透過するので効率よく光を分解することができ
る。
ロイックミラー等を使用するとよい。回折格子によれ
ば、入射した光束は波長により異なる回折角で回折され
るので、低コスト高効率で光を分解することができる。
また、ダイクロイックミラーによれば、波長を選択して
反射、透過するので効率よく光を分解することができ
る。
【００２８】また、上記構成の光走査装置において、光
源部を構成する少なくとも２つの光源から発する光の波
長を異なるようにすることもできる。波長の異なる光を
使用しても、第２結像光学系が反射ミラーのみで構成さ
れるので、通常発生する色収差が全く発生しないため、
高解像度のカラー画像形成あるいはカラー画像読み取り
が可能となる。
源部を構成する少なくとも２つの光源から発する光の波
長を異なるようにすることもできる。波長の異なる光を
使用しても、第２結像光学系が反射ミラーのみで構成さ
れるので、通常発生する色収差が全く発生しないため、
高解像度のカラー画像形成あるいはカラー画像読み取り
が可能となる。
【００２９】以上のいずれかの構成の光走査装置を用い
て、画像読み取り装置又は画像形成装置構成することに
より、小型、低コスト、高解像度で、しかも、高速の画
像読み取り装置、画像形成装置を得ることができる。
て、画像読み取り装置又は画像形成装置構成することに
より、小型、低コスト、高解像度で、しかも、高速の画
像読み取り装置、画像形成装置を得ることができる。
【００３０】本発明のカラー画像形成装置は、現像器及
び感光体を含む複数の色に対応した複数の像形成ユニッ
トが円筒を形成し、その円筒の周方向に各像形成ユニッ
トが配列されるように保持され、円筒の軸心周りに複数
の像形成ユニットを同時に回転させることにより、各像
形成ユニットを像形成位置と待機位置との間で移動させ
る移送手段と、像形成位置にある像形成ユニットの感光
体に接触可能な転写体を有し、像形成位置にある像形成
ユニットの切り替えに伴って、各感光体上に形成された
各色のトナー像を転写体に順次転写し、各色のトナー像
を重ね合わせてカラートナー像を転写体上に形成する転
写手段と、感光体を露光する光走査装置とを備える。光
走査装置は、上記のいずれかの構成を有することを特徴
とする。
び感光体を含む複数の色に対応した複数の像形成ユニッ
トが円筒を形成し、その円筒の周方向に各像形成ユニッ
トが配列されるように保持され、円筒の軸心周りに複数
の像形成ユニットを同時に回転させることにより、各像
形成ユニットを像形成位置と待機位置との間で移動させ
る移送手段と、像形成位置にある像形成ユニットの感光
体に接触可能な転写体を有し、像形成位置にある像形成
ユニットの切り替えに伴って、各感光体上に形成された
各色のトナー像を転写体に順次転写し、各色のトナー像
を重ね合わせてカラートナー像を転写体上に形成する転
写手段と、感光体を露光する光走査装置とを備える。光
走査装置は、上記のいずれかの構成を有することを特徴
とする。
【００３１】この構成によれば、曲面ミラーの配置、光
束の反射角を最適化することにより小型、低コストのカ
ラー画像形成装置を得ることができる。
束の反射角を最適化することにより小型、低コストのカ
ラー画像形成装置を得ることができる。
【００３２】上記構成のカラー画像形成装置において、
光走査装置の第２結像光学系を構成する１枚の曲面ミラ
ーを、円筒の軸心近傍に配置することができる。
光走査装置の第２結像光学系を構成する１枚の曲面ミラ
ーを、円筒の軸心近傍に配置することができる。
【００３３】また、上記構成のカラー画像形成装置にお
いて、光走査装置は、第１結像光学系からの光束が光偏
向器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対し
て斜め入射し、光偏向器からの光束が曲面ミラーの頂点
における法線を含み主走査方向に平行な面（ＹＺ面）に
対して斜め入射し、曲面ミラーに向かう光束の中心軸と
ＹＺ面のなす角をθＭとした場合に１２．５＜θＭ＜１
７．５を満足するように構成することが好ましい。
いて、光走査装置は、第１結像光学系からの光束が光偏
向器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対し
て斜め入射し、光偏向器からの光束が曲面ミラーの頂点
における法線を含み主走査方向に平行な面（ＹＺ面）に
対して斜め入射し、曲面ミラーに向かう光束の中心軸と
ＹＺ面のなす角をθＭとした場合に１２．５＜θＭ＜１
７．５を満足するように構成することが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図８を用いて説明する。
て、図１から図８を用いて説明する。
【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態における光走査装置の構成を示す斜視図である。図
１において、１は半導体レーザ、２は軸対称レンズ、３
は副走査方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレン
ズ、４は折り返しミラー、５はポリゴンミラー、６はポ
リゴンミラー５の回転中心軸、７は曲面ミラー、８は走
査面である感光ドラムである。
形態における光走査装置の構成を示す斜視図である。図
１において、１は半導体レーザ、２は軸対称レンズ、３
は副走査方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレン
ズ、４は折り返しミラー、５はポリゴンミラー、６はポ
リゴンミラー５の回転中心軸、７は曲面ミラー、８は走
査面である感光ドラムである。
【００３６】図２は、図１の光走査装置の走査中心軸を
含み副走査方向に平行な面で切った断面図である。折り
返しミラー４からの光束はポリゴンミラー５の偏向面に
対して斜め入射し、ポリゴンミラー５からの光束は曲面
ミラー７に対して斜め入射するように副走査方向につい
て傾けて配置されている。
含み副走査方向に平行な面で切った断面図である。折り
返しミラー４からの光束はポリゴンミラー５の偏向面に
対して斜め入射し、ポリゴンミラー５からの光束は曲面
ミラー７に対して斜め入射するように副走査方向につい
て傾けて配置されている。
【００３７】図中、ｒはポリゴンミラー５の内接半径、
Ｌは偏向反射点と曲面ミラー７の間隔、Ｄは曲面ミラー
７と感光ドラム８の間隔、θPは折り返しミラー４から
の光軸と偏向反射面の法線とのなす角、θMは偏向反射
面からの光軸と曲面ミラー７の頂点における法線とのな
す角である。
Ｌは偏向反射点と曲面ミラー７の間隔、Ｄは曲面ミラー
７と感光ドラム８の間隔、θPは折り返しミラー４から
の光軸と偏向反射面の法線とのなす角、θMは偏向反射
面からの光軸と曲面ミラー７の頂点における法線とのな
す角である。
【００３８】また、各実施例の曲面ミラーの面形状は、
面の頂点を原点とする副走査方向座標、主走査方向座標
が各々、ｘ（ｍｍ）、ｙ（ｍｍ）の位置における頂点か
らのサグ量を入射光束の向かう方向を正とするｚ（ｍ
ｍ）として式（数４）で示される。
面の頂点を原点とする副走査方向座標、主走査方向座標
が各々、ｘ（ｍｍ）、ｙ（ｍｍ）の位置における頂点か
らのサグ量を入射光束の向かう方向を正とするｚ（ｍ
ｍ）として式（数４）で示される。
【００３９】
【数４】
【００４０】但し、
【００４１】
【数５】
【００４２】
【数６】ｇ(y)＝ RDx（１＋ BCｙ2＋ BDｙ4＋ BEｙ6＋
BFｙ8＋ BGｙ10）
BFｙ8＋ BGｙ10）
【００４３】
【数７】θ(y)＝ECｙ2＋ EDｙ4＋ EEｙ6 ここで、ｆ(y)は母線上の形状である非円弧を示す式、
ｇ(y)はｙ位置における副走査方向（ｘ方向）の曲率半
径、θ(y)はｙ位置におけるねじり量を示す式である。
そして、RDy（ｍｍ）は頂点における主走査方向曲率半
径、RDx（ｍｍ）は副走査方向曲率半径、Kは母線形状を
示す円錐定数、AD、AE、AF、AGは母線形状を示す高次定
数であり、BC、BD、BE、BF、BGはｙ位置における副走査
方向曲率半径を決める定数、EC、ED、EEはｙ位置におけ
るねじり量を決めるねじり定数である。
ｇ(y)はｙ位置における副走査方向（ｘ方向）の曲率半
径、θ(y)はｙ位置におけるねじり量を示す式である。
そして、RDy（ｍｍ）は頂点における主走査方向曲率半
径、RDx（ｍｍ）は副走査方向曲率半径、Kは母線形状を
示す円錐定数、AD、AE、AF、AGは母線形状を示す高次定
数であり、BC、BD、BE、BF、BGはｙ位置における副走査
方向曲率半径を決める定数、EC、ED、EEはｙ位置におけ
るねじり量を決めるねじり定数である。
【００４４】具体的数値例を以下に示す。なお、最大像
高をＹmax、それに対応したポリゴン回転角をαmaxとし
た。 （数値例１）
高をＹmax、それに対応したポリゴン回転角をαmaxとし
た。 （数値例１）
【００４５】
【表１】
【００４６】（数値例２）
【００４７】
【表２】
【００４８】（数値例３）
【００４９】
【表３】
【００５０】（数値例４）
【００５１】
【表４】
【００５２】（数値例５）
【００５３】
【表５】
【００５４】（数値例６）
【００５５】
【表６】
【００５６】（数値例７）
【００５７】
【表７】
【００５８】以上のように構成された光走査装置につい
て、以下、図１、図２を用いてその動作を説明する。
て、以下、図１、図２を用いてその動作を説明する。
【００５９】半導体レーザ１からの光束は、軸対称レン
ズ２によって収束光となる。そして、シリンドリカルレ
ンズ３によって副走査方向についてのみ収束され、折り
返しミラー４によって折り返され、ポリゴンミラー５の
反射面上に線像として結像される。ポリゴンミラー５が
回転中心軸６を中心に回転することによって、光束は走
査され、曲面ミラー７により反射されて、走査面８上に
結像する。曲面ミラー７の形状は、主、副像面湾曲、ｆ
θ誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形
状、各像高に対応した副走査方向の曲率半径が決められ
ており、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に
対応した位置での面のねじり量が決められている。
ズ２によって収束光となる。そして、シリンドリカルレ
ンズ３によって副走査方向についてのみ収束され、折り
返しミラー４によって折り返され、ポリゴンミラー５の
反射面上に線像として結像される。ポリゴンミラー５が
回転中心軸６を中心に回転することによって、光束は走
査され、曲面ミラー７により反射されて、走査面８上に
結像する。曲面ミラー７の形状は、主、副像面湾曲、ｆ
θ誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形
状、各像高に対応した副走査方向の曲率半径が決められ
ており、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に
対応した位置での面のねじり量が決められている。
【００６０】各数値例の走査中心、最大像高における波
面収差を表８に示す。
面収差を表８に示す。
【００６１】
【表８】
【００６２】数値例１から３はＬ＝１２０、θＭ＝１５
の条件でθＰを変えて設計した例で、数値例２が斜め入
射によって生じる光線収差が補正される最適設計例であ
り、数値例１が条件式（数１）の下限、数値例３が上限
付近の設計例である。
の条件でθＰを変えて設計した例で、数値例２が斜め入
射によって生じる光線収差が補正される最適設計例であ
り、数値例１が条件式（数１）の下限、数値例３が上限
付近の設計例である。
【００６３】
【数１】 １．６＜θM／θP＋０．９８Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜２．２ 数値例４から７は、各Ｌ、θＭに関して最適なθＰを決
定した設計例であり、条件式（数２）を満足している。
定した設計例であり、条件式（数２）を満足している。
【００６４】
【数２】１．８６＜θM／θP＋０．９８Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）
＜１．９４ また、各数値例の走査中心と最大像高における副走査方
向のビーム径（1/ｅ2強度）の比を表９に示す。
＜１．９４ また、各数値例の走査中心と最大像高における副走査方
向のビーム径（1/ｅ2強度）の比を表９に示す。
【００６５】
【表９】
【００６６】各数値例とも条件式（数３）を満足してい
る。
る。
【００６７】
【数３】０．４８＜Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜０．７５ 図３〜図９は各々数値例１〜数値例７の場合の特性を示
す図であり、各図において(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾
曲量、(c)は残存走査線湾曲量を示す。
す図であり、各図において(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾
曲量、(c)は残存走査線湾曲量を示す。
【００６８】ここで、ｆθ誤差（ΔＹ）は、走査中心近
傍におけるポリゴンの単位回転角あたりの走査速度（感
光ドラム面上で光束が走査される速度）をＶ（mm/de
g）、ポリゴン回転角α（deg)、像高をＹ(mm)としたと
き式（数８）で表される量である。
傍におけるポリゴンの単位回転角あたりの走査速度（感
光ドラム面上で光束が走査される速度）をＶ（mm/de
g）、ポリゴン回転角α（deg)、像高をＹ(mm)としたと
き式（数８）で表される量である。
【００６９】
【数８】△Ｙ＝Ｙ−Ｖ×α また、半導体レーザ１を波長可変レーザとし、その波長
を制御すると、感光ドラム８上に結像するスポットの大
きさを任意に制御することもできる。
を制御すると、感光ドラム８上に結像するスポットの大
きさを任意に制御することもできる。
【００７０】なお、本実施の形態では、曲面ミラー形状
を表すため式（４）を用いたが、同様の形状を表すこと
ができれば他の式を用いてもよい。
を表すため式（４）を用いたが、同様の形状を表すこと
ができれば他の式を用いてもよい。
【００７１】（実施の形態２）図１０は、請求項１８に
対応する構成を有する実施の形態２における光走査装置
の構成図である。
対応する構成を有する実施の形態２における光走査装置
の構成図である。
【００７２】図１０において、９は波長λ１の光束を発
する第１の光源、１０は波長λ２の光束を発する第２の
光源、１１は第１の光源９からの光を収束光とする第１
の軸対称レンズ、１２は第２の光源１０からの光を収束
光とする第２の軸対称レンズである。１３は副走査方向
にのみ屈折力を持ち偏向面上に第１の光源９からの光束
を線像として結像する第１のシリンドリカルレンズ、１
４は副走査方向にのみ屈折力を持ち偏向面上に第２の光
源１０からの光束を線像として結像する第２のシリンド
リカルレンズである。１５は波長λ１の光束を透過し、
波長λ２の光束を反射するダイクロイックミラー、１６
は折り返しミラー、１７はポリゴンミラー、１８はポリ
ゴンミラー１７の回転中心軸である。１９は曲面ミラー
であり、実施の形態１の説明において記載した数値例１
〜数値例４のいずれかに示した形状および配置を有す
る。２０は波長λ１と波長λ２の光束を分離する回折格
子、２１は感光ドラムである。
する第１の光源、１０は波長λ２の光束を発する第２の
光源、１１は第１の光源９からの光を収束光とする第１
の軸対称レンズ、１２は第２の光源１０からの光を収束
光とする第２の軸対称レンズである。１３は副走査方向
にのみ屈折力を持ち偏向面上に第１の光源９からの光束
を線像として結像する第１のシリンドリカルレンズ、１
４は副走査方向にのみ屈折力を持ち偏向面上に第２の光
源１０からの光束を線像として結像する第２のシリンド
リカルレンズである。１５は波長λ１の光束を透過し、
波長λ２の光束を反射するダイクロイックミラー、１６
は折り返しミラー、１７はポリゴンミラー、１８はポリ
ゴンミラー１７の回転中心軸である。１９は曲面ミラー
であり、実施の形態１の説明において記載した数値例１
〜数値例４のいずれかに示した形状および配置を有す
る。２０は波長λ１と波長λ２の光束を分離する回折格
子、２１は感光ドラムである。
【００７３】以上のように構成された光走査装置につい
て動作を説明する。ダイクロイックミラー１５で合成さ
れた２つの異なる波長の光束がポリゴンミラー１７によ
って走査され、曲面ミラー１９によって収束光となる。
回折格子２０に入射する光束は、回折格子２０によって
２つの光束に分離され、感光ドラム２１上に結像され
る。それにより、一度の走査で２ライン走査することが
できる。このとき、曲面ミラー１９では色収差が全く発
生しない。従って、回折格子２０によって分離された２
つの光束はともに感光ドラム２１に良好に結像すること
となる。ここでは、合成手段としてダイクロイックミラ
ーを用いたがハーフミラーを用いても良く、また分離手
段として回折格子を用いたがダイクロイックミラーを用
いても良い。
て動作を説明する。ダイクロイックミラー１５で合成さ
れた２つの異なる波長の光束がポリゴンミラー１７によ
って走査され、曲面ミラー１９によって収束光となる。
回折格子２０に入射する光束は、回折格子２０によって
２つの光束に分離され、感光ドラム２１上に結像され
る。それにより、一度の走査で２ライン走査することが
できる。このとき、曲面ミラー１９では色収差が全く発
生しない。従って、回折格子２０によって分離された２
つの光束はともに感光ドラム２１に良好に結像すること
となる。ここでは、合成手段としてダイクロイックミラ
ーを用いたがハーフミラーを用いても良く、また分離手
段として回折格子を用いたがダイクロイックミラーを用
いても良い。
【００７４】また、上本実施の形態では分解手段を設け
て２ライン走査を行うとしたが、分解手段を設けずに波
長多重の走査を行うこともできる。
て２ライン走査を行うとしたが、分解手段を設けずに波
長多重の走査を行うこともできる。
【００７５】（実施の形態３）図１１は、請求項２１に
対応する構成を有する実施の形態３における画像読み取
り装置の構成図である。
対応する構成を有する実施の形態３における画像読み取
り装置の構成図である。
【００７６】図１１において、１から７は、図１に示し
た光走査装置を構成する要素と同一である。２２は読み
取り面、２３は光源１からの光束を透過するとともに読
み取り面２２からの戻り光を検出系に反射するハーフミ
ラー、２４は検出器、２５は検出器２４に戻り光を導く
検出光学系である。
た光走査装置を構成する要素と同一である。２２は読み
取り面、２３は光源１からの光束を透過するとともに読
み取り面２２からの戻り光を検出系に反射するハーフミ
ラー、２４は検出器、２５は検出器２４に戻り光を導く
検出光学系である。
【００７７】以上のように、本実施の形態の光走査装置
を用いることにより小型、低コスト、高解像度の画像読
み取り装置を実現することができる。
を用いることにより小型、低コスト、高解像度の画像読
み取り装置を実現することができる。
【００７８】（実施の形態４）図１２は実施の形態１又
は実施の形態２に記載した光走査装置を適用した画像形
成装置を示す概略断面図である。図１２において、２６
は光が照射されると電荷が変化する感光体が表面を覆っ
ている感光ドラム、２７は感光体の表面に静電気イオン
を付着し帯電する一次帯電器、２８は印字部に帯電トナ
ーを付着させる現像器、２９は付着したトナーを用紙に
転写する転写帯電器、３０は残ったトナーを除去するク
リーナー、３１は転写されたトナーを用紙に定着する定
着装置、３２は給紙カセット、３３は半導体レーザ、軸
対称レンズ、シリンドリカルレンズで構成される光源ブ
ロック、３４はポリゴンミラー、３５は実施の形態１で
示した曲面ミラーである。
は実施の形態２に記載した光走査装置を適用した画像形
成装置を示す概略断面図である。図１２において、２６
は光が照射されると電荷が変化する感光体が表面を覆っ
ている感光ドラム、２７は感光体の表面に静電気イオン
を付着し帯電する一次帯電器、２８は印字部に帯電トナ
ーを付着させる現像器、２９は付着したトナーを用紙に
転写する転写帯電器、３０は残ったトナーを除去するク
リーナー、３１は転写されたトナーを用紙に定着する定
着装置、３２は給紙カセット、３３は半導体レーザ、軸
対称レンズ、シリンドリカルレンズで構成される光源ブ
ロック、３４はポリゴンミラー、３５は実施の形態１で
示した曲面ミラーである。
【００７９】以上のように、上記実施例の光走査装置を
用いることにより小型、低コストの画像形成装置を実現
することができる。
用いることにより小型、低コストの画像形成装置を実現
することができる。
【００８０】（実施の形態５）図１３は実施の形態１又
は実施の形態２における光走査装置を適用したカラー画
像形成装置を示す概略断面図である。
は実施の形態２における光走査装置を適用したカラー画
像形成装置を示す概略断面図である。
【００８１】図１３において、３６Ｙ、３６Ｍ、３６
Ｃ、３６Ｂは各々、イエロー、マジェンタ、シアン、ブ
ラックの各色に対応した像形成ユニットである。像形成
ユニット３６Ｙは、光が照射されると電荷が変化する感
光体が表面を覆っている感光ドラム３７Ｙ、感光体の表
面に静電気イオンを付着し帯電する一次帯電器３８Ｙ、
印字部に帯電トナーを付着させる現像器３９Ｙ、及び残
ったトナーを除去するクリーナ４０Ｙから構成されてい
る。他の色の像形成ユニット３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｂも
同様の構成である。
Ｃ、３６Ｂは各々、イエロー、マジェンタ、シアン、ブ
ラックの各色に対応した像形成ユニットである。像形成
ユニット３６Ｙは、光が照射されると電荷が変化する感
光体が表面を覆っている感光ドラム３７Ｙ、感光体の表
面に静電気イオンを付着し帯電する一次帯電器３８Ｙ、
印字部に帯電トナーを付着させる現像器３９Ｙ、及び残
ったトナーを除去するクリーナ４０Ｙから構成されてい
る。他の色の像形成ユニット３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｂも
同様の構成である。
【００８２】４１は、各色の感光ドラム３７Ｙ、３７
Ｍ、３７Ｃ、３７Ｂの上に形成されたトナー像を転写す
る転写ベルト、４２は転写ベルト４１に付着したトナー
を用紙に転写する転写帯電器、４３は転写されたトナー
を用紙に定着する定着装置、４４は給紙カセットであ
る。４５は、半導体レーザ、軸対称レンズ、シリンドリ
カルレンズで構成される光源ブロック、４６はポリゴン
ミラーである。４７は曲面ミラーであり、実施の形態１
に記載したものを用いることができる。
Ｍ、３７Ｃ、３７Ｂの上に形成されたトナー像を転写す
る転写ベルト、４２は転写ベルト４１に付着したトナー
を用紙に転写する転写帯電器、４３は転写されたトナー
を用紙に定着する定着装置、４４は給紙カセットであ
る。４５は、半導体レーザ、軸対称レンズ、シリンドリ
カルレンズで構成される光源ブロック、４６はポリゴン
ミラーである。４７は曲面ミラーであり、実施の形態１
に記載したものを用いることができる。
【００８３】図１３から明らかなように、４色に対応し
た像形成ユニット３６Ｙ他が、円筒を形成するように保
持されている。円筒の軸心周りに各像形成ユニット３６
Ｙ他を同時に回転させて、各感光ドラム３７Ｙ他を、順
次転写ベルト４１に接触させる。像形成ユニット３６Ｙ
他の切り替わりに伴って、光源ブロック４５、ポリゴン
ミラー４６、曲面ミラー４７により、各感光ドラム３７
Ｙ他の上に静電潜像を形成し、更に現像器３９Ｙ他によ
りトナー像を形成する。各感光ドラム３７Ｙ他の上に形
成された各色のトナー像を転写ベルト４１に順次転写
し、各色のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を転
写ベルト４１上に形成する。
た像形成ユニット３６Ｙ他が、円筒を形成するように保
持されている。円筒の軸心周りに各像形成ユニット３６
Ｙ他を同時に回転させて、各感光ドラム３７Ｙ他を、順
次転写ベルト４１に接触させる。像形成ユニット３６Ｙ
他の切り替わりに伴って、光源ブロック４５、ポリゴン
ミラー４６、曲面ミラー４７により、各感光ドラム３７
Ｙ他の上に静電潜像を形成し、更に現像器３９Ｙ他によ
りトナー像を形成する。各感光ドラム３７Ｙ他の上に形
成された各色のトナー像を転写ベルト４１に順次転写
し、各色のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を転
写ベルト４１上に形成する。
【００８４】光源ブロック４５、ポリゴンミラー４６、
曲面ミラー４７で構成される光走査装置は曲面ミラーに
よる光束の反射角を、本実施の形態のカラー画像形成装
置に最適な３０ｄｅｇとして設計されているので、曲面
ミラー４７のみが円筒の軸心近傍に配置され、反射され
た光束は直接感光ドラム３７Ｙ等に導かれる。
曲面ミラー４７で構成される光走査装置は曲面ミラーに
よる光束の反射角を、本実施の形態のカラー画像形成装
置に最適な３０ｄｅｇとして設計されているので、曲面
ミラー４７のみが円筒の軸心近傍に配置され、反射され
た光束は直接感光ドラム３７Ｙ等に導かれる。
【００８５】以上の構成により、小型、低コストのカラ
ー画像形成装置を実現することができる。
ー画像形成装置を実現することができる。
【００８６】
【発明の効果】以上のように、本発明の光走査装置によ
れば、１枚の曲面ミラーのみで第２結像光学系を構成
し、折り返しミラーを必要とせずに、曲面ミラーからの
光束を直接感光ドラムに導くとともに、曲面ミラーを比
較的加工、計測が容易な形状とし、良好な光学性能を有
する光走査装置を得ることができる。
れば、１枚の曲面ミラーのみで第２結像光学系を構成
し、折り返しミラーを必要とせずに、曲面ミラーからの
光束を直接感光ドラムに導くとともに、曲面ミラーを比
較的加工、計測が容易な形状とし、良好な光学性能を有
する光走査装置を得ることができる。
【図１】本発明の実施の形態１に係る光走査装置を示す
概略ブロック図
概略ブロック図
【図２】実施の形態１に係る光走査装置を副走査方向に
平行な面で切った断面図
平行な面で切った断面図
【図３】実施の形態１に係る光走査装置の数値例１の場
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
【図４】実施の形態１に係る光走査装置の数値例２の場
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
【図５】実施の形態１に係る光走査装置の数値例３の場
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
【図６】実施の形態１に係る光走査装置の数値例４の場
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
【図７】実施の形態１に係る光走査装置の数値例５の場
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
【図８】実施の形態１に係る光走査装置の数値例６の場
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
【図９】実施の形態１に係る光走査装置の数値例７の場
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
合の特性図で、(a)はｆθ誤差、(b)は像面湾曲量、(c)
は残存走査線湾曲量を示す
【図１０】本発明の実施の形態２に係る光走査装置を示
す構成図
す構成図
【図１１】本発明の光走査装置を適用した画像読取装置
の構成図
の構成図
【図１２】本発明の光走査装置を適用した画像形成装置
の概略断面図
の概略断面図
【図１３】本発明の光走査装置を適用したカラー画像形
成装置の概略断面図
成装置の概略断面図
１ 半導体レーザ ２ 軸対称レンズ ３ シリンドリカルレンズ ４ 折り返しミラー ５ ポリゴンミラー ６ 回転中心軸 ７ 曲面ミラー ８ 感光ドラム ９ 第１の光源 １０ 第２の光源 １１ 第１の軸対称レンズ １２ 第２の軸対称レンズ １３ 第１のシリンドリカルレンズ １４ 第２のシリンドリカルレンズ １５ ダイクロイックミラー １６ 折り返しミラー １７ ポリゴンミラー １８ 回転中心軸 １９ 曲面ミラー ２０ 回折格子 ２１ 感光ドラム ２２ 読み取り面 ２３ ハーフミラー ２４ 検出器 ２５ 検出光学系 ２６ 感光ドラム ２７ 一次帯電器 ２８ 現像器 ２９ 転写帯電器 ３０ クリーナー ３１ 定着装置 ３２ 給紙カセット ３３ 光源ブロック ３４ ポリゴンミラー ３５ 曲面ミラー ３６ 像形成ユニット ３７ 感光ドラム ３８ 一次帯電器 ３９ 現像器 ４０ クリーナー ４１ 転写ベルト ４２ 転写帯電器 ４３ 定着装置 ４４ 給紙カセット ４５ 光源ブロック ４６ ポリゴンミラー ４７ 曲面ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/01 １１２ Ｇ０３Ｇ 15/04 １１１ 15/04 １１１ Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 G03G 15/01
Claims (23)
- 【請求項１】 光束を発する光源部と、前記光源部から
の光束を走査する光偏向器と、前記光源部と前記光偏向
器との間に配置され、前記光偏向器の偏向面上に線像を
形成する第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面と
の間に配置され、１枚の曲面ミラーから構成される第２
結像光学系とを備え、 前記第１結像光学系からの光束は、前記光偏向器の前記
偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め
入射し、前記光偏向器からの光束は、前記曲面ミラーの
頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、
ＹＺ面と称する）に対して斜め入射するように構成され
た光走査装置であって、 前記曲面ミラーに向かう光束の中心軸と前記ＹＺ面のな
す角をθＭとした場合に、１０＜θＭ＜３５を満足し、 副走査方向断面に関して、前記偏向面で反射される反射
光束が前記第１結像光学系からの入射光束に対してなす
角度の方向を正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反
射される光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす
角度が負の方向であり、 前記偏向面の法線が前記第１結像光学系からの光束とな
す角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂点における法線が前
記偏向面からの光束となす角度をθＭ、前記偏向面から
前記曲面ミラーの頂点までの距離をＬ、前記曲面ミラー
から前記被走査面までの距離をＤとした場合、下記の条
件式（数１）を満足 することを特徴とする光走査装置。【数１】 １．６＜θM／θP＋０．９８Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜２．２ - 【請求項２】 前記偏向面の法線が前記第１結像光学系
からの光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂点に
おける法線が前記偏向面からの光束となす角度をθＭ、
前記偏向面から前記曲面ミラーの頂点までの距離をＬ、
前記曲面ミラーから前記被走査面までの距離をＤとした
場合、下記の条件式（数２）を満足することを特徴とす
る請求項１記載の光走査装置。 【数２】 １．８６＜θM／θP＋０．９８Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜１．９
４ - 【請求項３】 前記偏向面から前記曲面ミラーの頂点ま
での距離をＬ、前記曲面ミラーから前記被走査面までの
距離をＤとした場合、下記の条件式（数３）を満足する
ことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。 【数３】０．４８＜Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜０．７５ - 【請求項４】 前記曲面ミラーは副走査方向断面形状が
円弧であることを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。 - 【請求項５】 前記曲面ミラーは、斜め入射に起因して
生じる走査線曲がりを補正する形状であることを特徴と
する請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項６】 前記曲面ミラーは、前記ＹＺ面に対して
非対称であることを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。 - 【請求項７】 前記曲面ミラーは、前記ＹＺ面と曲面が
交わる曲線（以下、母線と称する）上にある頂点以外の
各点における法線が、前記ＹＺ面に含まれない、ねじれ
形状であることを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。 - 【請求項８】 前記母線上の各点における法線が前記Ｙ
Ｚ面となす角度は、周辺ほど大きくなることを特徴とす
る請求項７記載の光走査装置。 - 【請求項９】 前記母線上の各点における法線が前記Ｙ
Ｚ面となす角度の方向は、前記曲面ミラーで反射される
光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角度を正
の方向とした場合、正の方向であることを特徴とする請
求項７記載の光走査装置。 - 【請求項１０】 前記曲面ミラーは、頂点における主走
査方向の曲率半径と副走査方向の曲率半径が異なるアナ
モフィックミラーであることを特徴とする請求項１記載
の光走査装置。 - 【請求項１１】 前記曲面ミラーは、主走査方向、副走
査方向ともに凹のミラー面であることを特徴とする請求
項１記載の光走査装置。 - 【請求項１２】 前記曲面ミラーは、副走査方向の屈折
力が、主走査方向における中心部と周辺部で異なるミラ
ー面であることを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。 - 【請求項１３】 前記曲面ミラーは、副走査方向断面の
曲率半径が主走査方向断面形状に依らないことを特徴と
する請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項１４】 前記第１結像光学系は、前記光源部か
らの光束を主走査方向について収束光束とすることを特
徴とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項１５】 前記光源部は、波長可変光源と波長制
御部とを具備することを特徴とする請求項１記載の光走
査装置。 - 【請求項１６】 光束を発する光源部と、前記光源部か
らの光束を走査する光偏向器と、前記光源部と前記光偏
向器との間に配置され、前記光偏向器の偏向面上に線像
を形成する第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面
との間に配置され、１枚の曲面ミラーから構成される第
２結像光学系とを備え、 前記第１結像光学系からの光束は、前記光偏向器の前記
偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め
入射し、前記光偏向器からの光束は、前記曲面ミラーの
頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、
ＹＺ面と称する）に対して斜め入射するように構成され
た光走査装置であって、 前記光源部が少なくとも２つの光源からなり、前記光源
部と前記光偏向器の間に配置された前記少なくとも２つ
の光源からの光束を合成する光合成手段を具備し、前記
曲面ミラーに向かう光束の中心軸と前記ＹＺ面のなす角
をθＭとした場合に、１０＜θＭ＜３５を満足し、 副走査方向断面に関して、前記偏向面で反射される反射
光束が前記第１結像光学系からの入射光束に対してなす
角度の方向を正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反
射される光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす
角度が負の方向であり、 前記偏向面の法線が前記第１結像光学系からの光束とな
す角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂点における法線が前
記偏向面からの光束となす角度をθＭ、前記偏向面から
前記曲面ミラーの頂点までの距離をＬ、前記曲面ミラー
から前記被走査面までの距離をＤとした場合、下記の条
件式（数１）を満足 することを特徴とする光走査装置。【数１】 １．６＜θM／θP＋０．９８Ｌ／（Ｌ＋Ｄ）＜２．２ - 【請求項１７】 前記光偏向器と被走査面との間に配置
された光束を分解する光分解手段を具備することを特徴
とする請求項１６記載の光走査装置。 - 【請求項１８】 前記光源部を構成する少なくとも２つ
の光源から発する光の波長は異なることを特徴とする請
求項１６記載の光走査装置。 - 【請求項１９】 請求項１〜１８のいずれかに記載の光
走査装置を用いた画像読み取り装置。 - 【請求項２０】 請求項１〜１８のいずれかに記載の光
走査装置を用いた画像形成装置。 - 【請求項２１】 現像器及び感光体を含む複数の色に対
応した複数の像形成ユニットが円筒を形成し、その円筒
の周方向に前記各像形成ユニットが配列されるように保
持され、前記円筒の軸心周りに前記複数の像形成ユニッ
トを同時に回転させることにより、各像形成ユニットを
像形成位置と待機位置との間で移動させる移送手段と、 前記像形成位置にある像形成ユニットの感光体に接触可
能な転写体を有し、前記像形成位置にある像形成ユニッ
トの切り替えに伴って、各感光体上に形成された各色の
トナー像を前記転写体に順次転写し、各色のトナー像を
重ね合わせてカラートナー像を前記転写体上に形成する
転写手段と、 前記感光体を露光する光走査装置とを備えたカラー画像
形成装置であって、 前記光走査装置は、請求項１〜１８のいずれかに記載の
光走査装置であることを特徴とするカラー画像形成装
置。 - 【請求項２２】 前記光走査装置の第２結像光学系を構
成する前記１枚の曲面ミラーは、前記円筒の軸心近傍に
配置されたことを特徴とする請求項２１記載のカラー画
像形成装置。 - 【請求項２３】 前記光走査装置は、前記第１結像光学
系からの光束が前記光偏向器の前記偏向面の法線を含み
主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、前記光偏向
器からの光束が前記曲面ミラーの頂点における法線を含
み主走査方向に平行な面（ＹＺ面）に対して斜め入射
し、前記曲面ミラーに向かう光束の中心軸と前記ＹＺ面
のなす角をθＭとした場合に１２．５＜θＭ＜１７．５
を満足するように構成されたことを特徴とする請求項２
１記載のカラー画像形成装置。
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