JP3390118B2 - 光走査装置、それを用いた画像読取り装置及び画像形成装置 - Google Patents
光走査装置、それを用いた画像読取り装置及び画像形成装置Info
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- JP3390118B2 JP3390118B2 JP28711096A JP28711096A JP3390118B2 JP 3390118 B2 JP3390118 B2 JP 3390118B2 JP 28711096 A JP28711096 A JP 28711096A JP 28711096 A JP28711096 A JP 28711096A JP 3390118 B2 JP3390118 B2 JP 3390118B2
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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、デジタル複写機等に用いら
れる光走査装置に関する。
ンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等に用いら
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等に用いられてい
る一般的な光走査装置は、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、被走査面上に等速度で均一なスポ
ットを結像する第２結像光学系等で構成されている。
る一般的な光走査装置は、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、被走査面上に等速度で均一なスポ
ットを結像する第２結像光学系等で構成されている。
【０００３】従来の光走査装置の第２結像光学系とし
て、ｆθレンズと呼ばれる複数の大型のガラスレンズで
構成されたレンズが用いられていた。しかしながら、例
えば特開平５−８８００６号公報に開示された第１の従
来例では、回折素子として機能するリニアゾーンプレー
トを有するレンズをｆθレンズに付加することが提案さ
れている。また、例えば特開平４−２４５２１４号公報
に開示された第２の従来例では、光走査装置の小型化及
び低コスト化を実現するために、第２結像光学系に凸の
第１球面ミラーと凹の第２球面ミラーを用いることが提
案されている。
て、ｆθレンズと呼ばれる複数の大型のガラスレンズで
構成されたレンズが用いられていた。しかしながら、例
えば特開平５−８８００６号公報に開示された第１の従
来例では、回折素子として機能するリニアゾーンプレー
トを有するレンズをｆθレンズに付加することが提案さ
れている。また、例えば特開平４−２４５２１４号公報
に開示された第２の従来例では、光走査装置の小型化及
び低コスト化を実現するために、第２結像光学系に凸の
第１球面ミラーと凹の第２球面ミラーを用いることが提
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、上記第
１の従来例では、第２結像光学系として大型のガラスレ
ンズ又はプラスチックレンズで構成されたｆθレンズを
用いているため、光走査装置の小型化が困難であるとと
もに、高価であるという問題点を有していた。また、第
２の従来例では、第２結像光学系としてミラー光学系を
用いているため、像面湾曲補正やｆθ補正が十分ではな
く、高解像度を得ることが困難であるという問題点を有
していた。
１の従来例では、第２結像光学系として大型のガラスレ
ンズ又はプラスチックレンズで構成されたｆθレンズを
用いているため、光走査装置の小型化が困難であるとと
もに、高価であるという問題点を有していた。また、第
２の従来例では、第２結像光学系としてミラー光学系を
用いているため、像面湾曲補正やｆθ補正が十分ではな
く、高解像度を得ることが困難であるという問題点を有
していた。
【０００５】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、光走査装置の小型化及び低
コスト化を実現すると同時に、高解像度を実現するとと
もに、その光走査装置のを用いた画像形成装置及び画像
読取り装置を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、光走査装置の小型化及び低
コスト化を実現すると同時に、高解像度を実現するとと
もに、その光走査装置のを用いた画像形成装置及び画像
読取り装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光走査装置は、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光
器との間に配置された第１結像光学系と、前記光偏光器
と被走査面との間に配置された第２結像光学系とを備
え、前記第２結像光学系は、前記光偏光器からの光束を
反射する第１のミラーと、前記第１のミラーからの光束
を被走査面上に集光する第２の曲面ミラーとを具備し、
前記第１のミラーのミラー面が回折素子面である。
に、本発明の光走査装置は、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光
器との間に配置された第１結像光学系と、前記光偏光器
と被走査面との間に配置された第２結像光学系とを備
え、前記第２結像光学系は、前記光偏光器からの光束を
反射する第１のミラーと、前記第１のミラーからの光束
を被走査面上に集光する第２の曲面ミラーとを具備し、
前記第１のミラーのミラー面が回折素子面である。
【０００７】上記構成において、前記第１のミラーの回
折素子面がキノフォームにより形成されていることが好
ましい。または、前記第１のミラーの回折素子面が平板
回折素子面であることが好ましい。
折素子面がキノフォームにより形成されていることが好
ましい。または、前記第１のミラーの回折素子面が平板
回折素子面であることが好ましい。
【０００８】上記各構成において、前記第２の曲面ミラ
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トーリック面であることが好ま
しい。
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トーリック面であることが好ま
しい。
【０００９】または、前記第２の曲面ミラーは、主走査
方向に平行で光軸を含み面内に存在する４次以上の高次
展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内に存在する
主走査方向に平行な回転対称軸を中心として回転させた
鞍型トーリック面であることが好ましい。
方向に平行で光軸を含み面内に存在する４次以上の高次
展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内に存在する
主走査方向に平行な回転対称軸を中心として回転させた
鞍型トーリック面であることが好ましい。
【００１０】または、前記第２の曲面ミラーは、主走査
方向が凸面、副走査方向が凹面であることが好ましい。
方向が凸面、副走査方向が凹面であることが好ましい。
【００１１】また、上記各構成において、前記第２結像
光学系の主走査方向焦点距離をｆｙ、前記第２結像光学
系における第１のミラーの焦点距離をｆ１として、上記
（数１）に示す条件式を満足することが好ましい。
光学系の主走査方向焦点距離をｆｙ、前記第２結像光学
系における第１のミラーの焦点距離をｆ１として、上記
（数１）に示す条件式を満足することが好ましい。
【００１２】または、前記第２結像光学系の主走査方向
焦点距離をｆｙ、走査中心における前記光偏向器の偏向
点から前記第１のミラーの反射点までの距離をＬ１とし
て、上記（数２）に示す条件式を満足することが好まし
い。
焦点距離をｆｙ、走査中心における前記光偏向器の偏向
点から前記第１のミラーの反射点までの距離をＬ１とし
て、上記（数２）に示す条件式を満足することが好まし
い。
【００１３】または、前記第２結像光学系の主走査方向
焦点距離をｆｙ、走査中心における前記第１のミラーの
反射点から前記第２の曲面ミラーの頂点までの距離をＬ
２として、上記（数３）に示す条件式を満足することが
好ましい。
焦点距離をｆｙ、走査中心における前記第１のミラーの
反射点から前記第２の曲面ミラーの頂点までの距離をＬ
２として、上記（数３）に示す条件式を満足することが
好ましい。
【００１４】または、前記第２結像光学系の主走査方向
焦点距離をｆｙ、走査中心における前記第２の曲面ミラ
ーの反射点から前記被走査面までの距離をＬ３として、
上記（数４）に示す条件式を満足することが好ましい。
焦点距離をｆｙ、走査中心における前記第２の曲面ミラ
ーの反射点から前記被走査面までの距離をＬ３として、
上記（数４）に示す条件式を満足することが好ましい。
【００１５】また、上記各構成において、前記第１結像
光学系からの光束は、前記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に入射し、前記光
偏向器からの光束は、前記第１の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に対して斜めに入射
し、前記第１のミラーからの光束は前記第２の曲面ミラ
ーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対
して斜めに入射するように、各面を副走査方向について
傾けて配置することが好ましい。
光学系からの光束は、前記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に入射し、前記光
偏向器からの光束は、前記第１の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に対して斜めに入射
し、前記第１のミラーからの光束は前記第２の曲面ミラ
ーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対
して斜めに入射するように、各面を副走査方向について
傾けて配置することが好ましい。
【００１６】本発明の画像読取り装置及び画像形成装置
は、それぞれ上記いずれかの構成を有する光走査装置を
用いる。
は、それぞれ上記いずれかの構成を有する光走査装置を
用いる。
【００１７】
（第１の実施形態）最初に、本発明における回折素子の
設計法について説明する。回折素子の設計法としてはＳ
ｗｅａｔｔ（Ｗｉｌｌｉａｍ Ｃ．Ｓｗｅａｔｔ，”Ｄ
ｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｏｐｔ
ｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｓｌｅｎｓｅｓ”，
Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ，Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ６（１
９７７））による仮想的な非常に高い屈折率を用いる手
法が知られている。この手法は、実在しない非常に高い
屈折率で、非常に薄い肉厚のレンズを仮定すれば、光学
シミュレーション上では回折レンズと等価として扱うこ
とができるというものである。この手法を用いれば、従
来の屈折型のレンズ設計用ソフトウェアを用いて回折素
子の設計及びシミュレーションを行うことができる。
設計法について説明する。回折素子の設計法としてはＳ
ｗｅａｔｔ（Ｗｉｌｌｉａｍ Ｃ．Ｓｗｅａｔｔ，”Ｄ
ｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｏｐｔ
ｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｓｌｅｎｓｅｓ”，
Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ，Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ６（１
９７７））による仮想的な非常に高い屈折率を用いる手
法が知られている。この手法は、実在しない非常に高い
屈折率で、非常に薄い肉厚のレンズを仮定すれば、光学
シミュレーション上では回折レンズと等価として扱うこ
とができるというものである。この手法を用いれば、従
来の屈折型のレンズ設計用ソフトウェアを用いて回折素
子の設計及びシミュレーションを行うことができる。
【００１８】次に、本発明の光走査装置に関する第１の
実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の光走査装置の一構成例を示す斜視図、図２は
各部品の主走査面内における配置を示した平面図、図３
は光走査装置の走査中心軸を含み副走査方向に平行な面
で切断した断面図である。
実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の光走査装置の一構成例を示す斜視図、図２は
各部品の主走査面内における配置を示した平面図、図３
は光走査装置の走査中心軸を含み副走査方向に平行な面
で切断した断面図である。
【００１９】図１に示す本発明の光走査装置において、
軸対称レンズ２、シリンドリカルレンズ３及び折返しミ
ラー４は第１結像光学系を構成し、光源である半導体レ
ーザ１と光偏向器であるポリゴンミラー５との間に配置
されている。平板回折素子ミラー（第１のミラー）７及
び曲面ミラー（第２のミラー）８は第２結像光学系を構
成し、ポリゴンミラー５と被走査面９との間に配置され
ている。平板回折素子ミラー７は、キノフォーム（ｋｉ
ｎｏｆｏｒｍ）により作成された平板回折素子ミラー面
を有している。また、曲面ミラー８は、主走査方向が
凸、副走査方向が凹の鞍型トーリック面を有している。
軸対称レンズ２、シリンドリカルレンズ３及び折返しミ
ラー４は第１結像光学系を構成し、光源である半導体レ
ーザ１と光偏向器であるポリゴンミラー５との間に配置
されている。平板回折素子ミラー（第１のミラー）７及
び曲面ミラー（第２のミラー）８は第２結像光学系を構
成し、ポリゴンミラー５と被走査面９との間に配置され
ている。平板回折素子ミラー７は、キノフォーム（ｋｉ
ｎｏｆｏｒｍ）により作成された平板回折素子ミラー面
を有している。また、曲面ミラー８は、主走査方向が
凸、副走査方向が凹の鞍型トーリック面を有している。
【００２０】ポリゴンミラー５、平板回折素子ミラー７
及び曲面ミラー８の各面は、副走査方向に対して傾けて
配置されている。そのため、第１結像光学系からの光束
は、ポリゴンミラー５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に入射する。ポリゴンミラー５
からの光束は平板回折素子ミラー７の頂点における法線
を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに入射する。
平板回折素子ミラー７からの光束は曲面ミラー８の頂点
における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め
に入射する。
及び曲面ミラー８の各面は、副走査方向に対して傾けて
配置されている。そのため、第１結像光学系からの光束
は、ポリゴンミラー５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に入射する。ポリゴンミラー５
からの光束は平板回折素子ミラー７の頂点における法線
を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに入射する。
平板回折素子ミラー７からの光束は曲面ミラー８の頂点
における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め
に入射する。
【００２１】図３において、Ｌ１はポリゴンミラー５の
偏向点５ａから平板回折素子ミラー７の反射点までの距
離、Ｌ２は平板回折素子ミラー７の反射点から曲面ミラ
ー８の頂点までの距離、Ｌ３は曲面ミラー８の反射点か
ら走査面９までの距離、ｒはポリゴンミラー５の反射面
と回転中心軸６との距離、βpはポリゴンミラー５の反
射面の法線が折り返しミラー４からの光軸となす角、β
2は曲面ミラー８の頂点における法線が、平板回折素子
ミラー７の反射点と曲面ミラー８の頂点を結んだ線（図
に示したようにポリゴンミラー５から平板回折素子ミラ
ー７へ向かう光軸と２β1の角度をなす線）となす角を
示す。なお、βp、β1、β2は図中時計回りの方向を正
の方向とする。
偏向点５ａから平板回折素子ミラー７の反射点までの距
離、Ｌ２は平板回折素子ミラー７の反射点から曲面ミラ
ー８の頂点までの距離、Ｌ３は曲面ミラー８の反射点か
ら走査面９までの距離、ｒはポリゴンミラー５の反射面
と回転中心軸６との距離、βpはポリゴンミラー５の反
射面の法線が折り返しミラー４からの光軸となす角、β
2は曲面ミラー８の頂点における法線が、平板回折素子
ミラー７の反射点と曲面ミラー８の頂点を結んだ線（図
に示したようにポリゴンミラー５から平板回折素子ミラ
ー７へ向かう光軸と２β1の角度をなす線）となす角を
示す。なお、βp、β1、β2は図中時計回りの方向を正
の方向とする。
【００２２】第２結像光学系の主走査方向焦点距離をｆ
ｙ、平板回折素子ミラー７の焦点距離をｆ１として、前
記（数１）の条件式を満足することにより、諸収差のバ
ランスが整った最適なレンズ形状とすることができる。
また、第２結像光学系を平板回折素子ミラー７及び曲面
ミラー８で構成しているため、半導体レーザ１からの出
力光の波長の変動により生じる色収差は小さく、半導体
レーザ１の出力光の波長を制御するための波長制御部を
用いることなく、色収差のない良好な結像性能を得るこ
とができる。
ｙ、平板回折素子ミラー７の焦点距離をｆ１として、前
記（数１）の条件式を満足することにより、諸収差のバ
ランスが整った最適なレンズ形状とすることができる。
また、第２結像光学系を平板回折素子ミラー７及び曲面
ミラー８で構成しているため、半導体レーザ１からの出
力光の波長の変動により生じる色収差は小さく、半導体
レーザ１の出力光の波長を制御するための波長制御部を
用いることなく、色収差のない良好な結像性能を得るこ
とができる。
【００２３】また、曲面ミラー８を主走査方向が凸、副
走査方向が凹の鞍型トーリックミラーとすることによ
り、ｆθレンズを用いることなく、像面湾曲及びｆθ特
性を良好に補正することができる。その結果、複数のガ
ラスレンズ又はプラスチックレンズで構成された大型の
ｆθレンズが不要となり、光走査装置の小型化及び低コ
スト化を実現すると共に、高解像度を得ることができ
る。
走査方向が凹の鞍型トーリックミラーとすることによ
り、ｆθレンズを用いることなく、像面湾曲及びｆθ特
性を良好に補正することができる。その結果、複数のガ
ラスレンズ又はプラスチックレンズで構成された大型の
ｆθレンズが不要となり、光走査装置の小型化及び低コ
スト化を実現すると共に、高解像度を得ることができ
る。
【００２４】また、第２結像光学系の主走査方向焦点距
離をｆｙ、走査中心におけるポリゴンミラー５の偏向点
５ａから平板回折素子ミラー７の反射点までの距離をＬ
１として、前記（数２）の条件式を満足することによ
り、像面湾曲、ｆθ特性をより良好に補正することがで
きる。その結果、良好なストレール強度比を得ることが
できる。
離をｆｙ、走査中心におけるポリゴンミラー５の偏向点
５ａから平板回折素子ミラー７の反射点までの距離をＬ
１として、前記（数２）の条件式を満足することによ
り、像面湾曲、ｆθ特性をより良好に補正することがで
きる。その結果、良好なストレール強度比を得ることが
できる。
【００２５】また、第２結像光学系の主走査方向焦点距
離をｆｙ、走査中心における平板回折素子ミラー７の反
射点から曲面ミラー８の頂点までの距離をＬ２として、
前記（数３）の条件式を満足することにより、像面湾曲
及びｆθ特性をより良好に補正することができ、結果、
良好なストレール強度比を得ることができる。
離をｆｙ、走査中心における平板回折素子ミラー７の反
射点から曲面ミラー８の頂点までの距離をＬ２として、
前記（数３）の条件式を満足することにより、像面湾曲
及びｆθ特性をより良好に補正することができ、結果、
良好なストレール強度比を得ることができる。
【００２６】また、第２結像光学系の主走査方向焦点距
離をｆｙ、走査中心における曲面ミラー８の反射点から
被走査面９までの距離をＬ３として、前記（数４）の条
件式を満足することにより、像面湾曲及びｆθ特性をよ
り良好に補正することができ、結果、良好なストレール
強度比を得ることができる。
離をｆｙ、走査中心における曲面ミラー８の反射点から
被走査面９までの距離をＬ３として、前記（数４）の条
件式を満足することにより、像面湾曲及びｆθ特性をよ
り良好に補正することができ、結果、良好なストレール
強度比を得ることができる。
【００２７】さらに、第１結像光学系からの光束がポリ
ゴンミラー５の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な
面に対して斜めに入射し、ポリゴンミラー５からの光束
が平板回折素子ミラー７の頂点における法線を含み主走
査方向に平行な面に対して斜めに入射し、平板回折素子
ミラー７からの光束が曲面ミラー８の頂点における法線
を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに入射するよ
うに各面を副走査方向に対して傾けて配置されている。
そのため、ポリゴンミラー５からの光束が平板回折素子
ミラー７に入射する前に曲面ミラー８に遮られること
や、曲面ミラー８で反射された後に平板回折素子ミラー
７に遮られることなく被走査面９まで到達することがで
きる。
ゴンミラー５の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な
面に対して斜めに入射し、ポリゴンミラー５からの光束
が平板回折素子ミラー７の頂点における法線を含み主走
査方向に平行な面に対して斜めに入射し、平板回折素子
ミラー７からの光束が曲面ミラー８の頂点における法線
を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに入射するよ
うに各面を副走査方向に対して傾けて配置されている。
そのため、ポリゴンミラー５からの光束が平板回折素子
ミラー７に入射する前に曲面ミラー８に遮られること
や、曲面ミラー８で反射された後に平板回折素子ミラー
７に遮られることなく被走査面９まで到達することがで
きる。
【００２８】また、副走査方向断面に関して、ポリゴン
ミラー５の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、平板回折素子ミラー７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であ
り、曲面ミラー８で反射される光束が平板回折素子ミラ
ー７からの入射光束に対してなす角度が正の方向である
ので、各ミラーに斜めに入射するために発生する副走査
方向の走査線曲がり（以下ボーイング）を各ミラーで打
ち消し合い、補正することができる。
ミラー５の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、平板回折素子ミラー７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であ
り、曲面ミラー８で反射される光束が平板回折素子ミラ
ー７からの入射光束に対してなす角度が正の方向である
ので、各ミラーに斜めに入射するために発生する副走査
方向の走査線曲がり（以下ボーイング）を各ミラーで打
ち消し合い、補正することができる。
【００２９】以下に、本発明の光走査装置の具体的な数
値実施例１〜３を示す。はじめに、各符号を以下のよう
に定義する。βp、β1、β2は図中時計回りの方向を正
の方向とする。また、非球面を有する面（＊印で表示）
については、下記の（数５）で規定している。
値実施例１〜３を示す。はじめに、各符号を以下のよう
に定義する。βp、β1、β2は図中時計回りの方向を正
の方向とする。また、非球面を有する面（＊印で表示）
については、下記の（数５）で規定している。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【数５】
【００３２】
【実施例１】実施例１における各部の数値を以下の（表
２）に示す。なお、＊印をつけた面は非球面であり、そ
の非球面係数を（表３）に示す。また、実施例１のｆθ
特性を図６に、ボーイング量を図７に、ストレール強度
比を図８にそれぞれ示す。
２）に示す。なお、＊印をつけた面は非球面であり、そ
の非球面係数を（表３）に示す。また、実施例１のｆθ
特性を図６に、ボーイング量を図７に、ストレール強度
比を図８にそれぞれ示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【実施例２】実施例２における各部の数値を以下の（表
４）に示す。なお、＊印をつけた面は非球面であり、そ
の非球面係数を（表５）に示す。また、実施例２のｆθ
特性を図９に、ボーイング量を図１０に、ストレール強
度比を図１１にそれぞれ示す。
４）に示す。なお、＊印をつけた面は非球面であり、そ
の非球面係数を（表５）に示す。また、実施例２のｆθ
特性を図９に、ボーイング量を図１０に、ストレール強
度比を図１１にそれぞれ示す。
【００３６】
【表４】
【００３７】
【表５】
【００３８】
【実施例３】実施例３における各部の数値を以下の（表
６）に示す。なお、＊印をつけた面は非球面であり、そ
の非球面係数を（表７）に示す。また、実施例３のｆθ
特性を図１２に、ボーイング量を図１３に、ストレール
強度比を図１４にそれぞれ示す。
６）に示す。なお、＊印をつけた面は非球面であり、そ
の非球面係数を（表７）に示す。また、実施例３のｆθ
特性を図１２に、ボーイング量を図１３に、ストレール
強度比を図１４にそれぞれ示す。
【００３９】
【表６】
【００４０】
【表７】
【００４１】（第２の実施形態）次に、本発明の画像読
取り装置に関する第２の実施形態について図４を参照し
ながら説明する。図４は本発明の画像読取り装置の一構
成例を示す斜視図である。図４において、符号１から８
は図１に示した本発明の光走査装置と同一のものであ
る。シリンドリカルレンズ３と折返しミラー４の間に
は、半導体レーザ１からの出力光束を透過させると共
に、読取り面１１からの戻り光束を検出系に反射するハ
ーフミラー１２が設けられている。検出系は、検出器１
３及び検出器１３に戻り光を導く検出光学系１４により
構成されている。このように、上記本発明の光走査装置
を用いることにより、小型、低コスト、高解像度の画像
読取り装置を実現することができる。
取り装置に関する第２の実施形態について図４を参照し
ながら説明する。図４は本発明の画像読取り装置の一構
成例を示す斜視図である。図４において、符号１から８
は図１に示した本発明の光走査装置と同一のものであ
る。シリンドリカルレンズ３と折返しミラー４の間に
は、半導体レーザ１からの出力光束を透過させると共
に、読取り面１１からの戻り光束を検出系に反射するハ
ーフミラー１２が設けられている。検出系は、検出器１
３及び検出器１３に戻り光を導く検出光学系１４により
構成されている。このように、上記本発明の光走査装置
を用いることにより、小型、低コスト、高解像度の画像
読取り装置を実現することができる。
【００４２】（第３の実施形態）次に、本発明の画像形
成装置に関する第３の実施形態について図５を参照しな
がら説明する。図５に示すは本発明の画像形成装置は、
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１５、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１６、印字情報を感光ドラム１
５上に書き込むための光走査装置１７、印字部に帯電ト
ナーを付着させる現像器１８、付着したトナーを用紙に
転写する転写帯電器１９、残ったトナーを除去するクリ
ーナー２０、転写されたトナーを用紙に定着する定着装
置２１、給紙カセット２２等で構成されている。光走査
装置１７として、図１に示す本発明の光走査装置を用い
ることにより、高速、小型、低コストの画像形成装置を
実現することができる。
成装置に関する第３の実施形態について図５を参照しな
がら説明する。図５に示すは本発明の画像形成装置は、
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１５、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１６、印字情報を感光ドラム１
５上に書き込むための光走査装置１７、印字部に帯電ト
ナーを付着させる現像器１８、付着したトナーを用紙に
転写する転写帯電器１９、残ったトナーを除去するクリ
ーナー２０、転写されたトナーを用紙に定着する定着装
置２１、給紙カセット２２等で構成されている。光走査
装置１７として、図１に示す本発明の光走査装置を用い
ることにより、高速、小型、低コストの画像形成装置を
実現することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上のように構成された本発明の光走査
装置によれば、電源部と、光源部からの光束を走査する
光偏向器と、光源部と光偏光器との間に配置された第１
結像光学系と、光偏光器と被走査面との間に配置された
第２結像光学系とを備え、第２結像光学系は、光偏光器
からの光束を反射する第１のミラーと、第１のミラーか
らの光束を被走査面上に集光する第２の曲面ミラーとを
具備し、第１のミラーのミラー面が回折素子面である。
従って、ミラー光学系を用いた第２の従来例と比較し
て、第１のミラーに回折機能が付加されているため、像
面湾曲補正やｆθ補正を行うことが可能になる。また、
第２結像光学系が２枚のミラーで構成されているため、
例えば半導体レーザ等の光源の出力光の波長が変動して
も、色収差が少なく、良好な結像性能を得ることができ
る。
装置によれば、電源部と、光源部からの光束を走査する
光偏向器と、光源部と光偏光器との間に配置された第１
結像光学系と、光偏光器と被走査面との間に配置された
第２結像光学系とを備え、第２結像光学系は、光偏光器
からの光束を反射する第１のミラーと、第１のミラーか
らの光束を被走査面上に集光する第２の曲面ミラーとを
具備し、第１のミラーのミラー面が回折素子面である。
従って、ミラー光学系を用いた第２の従来例と比較し
て、第１のミラーに回折機能が付加されているため、像
面湾曲補正やｆθ補正を行うことが可能になる。また、
第２結像光学系が２枚のミラーで構成されているため、
例えば半導体レーザ等の光源の出力光の波長が変動して
も、色収差が少なく、良好な結像性能を得ることができ
る。
【００４４】第１のミラーの回折素子面をキノフォーム
により形成することにより、回折素子の回折性能を任意
に設計することができる。特に、上記（数１）の条件式
を満足させることにより、諸収差のバランスが整った最
適なレンズ形状を得ることができる。
により形成することにより、回折素子の回折性能を任意
に設計することができる。特に、上記（数１）の条件式
を満足させることにより、諸収差のバランスが整った最
適なレンズ形状を得ることができる。
【００４５】第２の曲面ミラーを、主走査方向が凸面、
副走査方向が凹面であり、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トーリック
面とすることにより、像面湾曲補正やｆθ補正が容易に
なる。特に、第２の曲面ミラーを、主走査方向に平行で
光軸を含み面内に存在する４次以上の高次展開項を有す
る曲線を、光軸を含む面内に存在する主走査方向に平行
な回転対称軸を中心として回転させた鞍型トーリック面
とすることにより、像面湾曲やｆθ特性を良好に補正す
ることができる。また、上記（数２）、（数３）及び
（数４）に示すいずれかの条件式を満足することによ
り、像面湾曲やｆθ特性を良好に補正することができる
と共に、良好なストレール強度比を得ることができる。
副走査方向が凹面であり、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トーリック
面とすることにより、像面湾曲補正やｆθ補正が容易に
なる。特に、第２の曲面ミラーを、主走査方向に平行で
光軸を含み面内に存在する４次以上の高次展開項を有す
る曲線を、光軸を含む面内に存在する主走査方向に平行
な回転対称軸を中心として回転させた鞍型トーリック面
とすることにより、像面湾曲やｆθ特性を良好に補正す
ることができる。また、上記（数２）、（数３）及び
（数４）に示すいずれかの条件式を満足することによ
り、像面湾曲やｆθ特性を良好に補正することができる
と共に、良好なストレール強度比を得ることができる。
【００４６】また、上記各構成において、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に入射し、光偏向器からの
光束は、第１のミラーの頂点における法線を含み主走査
方向に平行な面に対して斜めに入射し、第１のミラーか
らの光束は第２の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に対して斜めに入射するように、
各面を副走査方向について傾けて配置することにより、
光偏向器からの光束が第１のミラーに入射する前に第２
の曲面ミラーに遮られることや、第２の曲面ミラーで反
射された後に第１のミラーに遮られることなく被走査面
まで到達させることができる。
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に入射し、光偏向器からの
光束は、第１のミラーの頂点における法線を含み主走査
方向に平行な面に対して斜めに入射し、第１のミラーか
らの光束は第２の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に対して斜めに入射するように、
各面を副走査方向について傾けて配置することにより、
光偏向器からの光束が第１のミラーに入射する前に第２
の曲面ミラーに遮られることや、第２の曲面ミラーで反
射された後に第１のミラーに遮られることなく被走査面
まで到達させることができる。
【００４７】また、副走査方向断面に関して、光偏向器
の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、第１の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であり、第２の曲面ミ
ラーで反射される光束が第１のミラーからの入射光束に
対してなす角度が正の方向であるので、各ミラーに斜め
に入射するために発生する副走査方向の走査線曲がり
（ボーイング）を各ミラーで打ち消し合い、補正するこ
とができる。
の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、第１の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であり、第２の曲面ミ
ラーで反射される光束が第１のミラーからの入射光束に
対してなす角度が正の方向であるので、各ミラーに斜め
に入射するために発生する副走査方向の走査線曲がり
（ボーイング）を各ミラーで打ち消し合い、補正するこ
とができる。
【００４８】また、本発明の画像読取り装置及び画像形
成装置は、それぞれ上記いずれかの構成を有する光走査
装置を用いているので、小型、低コスト、高解像度の画
像読取り装置及び画像形成装置を実現することができ
る。
成装置は、それぞれ上記いずれかの構成を有する光走査
装置を用いているので、小型、低コスト、高解像度の画
像読取り装置及び画像形成装置を実現することができ
る。
【図１】本発明の光走査装置の一構成例を示す斜視図
【図２】図１に示す光走査装置の主走査方向面内におけ
る各構成要素の配置を示す平面図
る各構成要素の配置を示す平面図
【図３】図１に示す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断した断面図
査方向に平行な面で切断した断面図
【図４】本発明の画像読取り装置の一構成例を示す斜視
図
図
【図５】本発明の画像形成装置の一構成例を示す断面図
【図６】本発明の光走査装置における数値実施例１のｆ
θ特性を示す図
θ特性を示す図
【図７】本発明の光走査装置における数値実施例１のボ
ーイング量を示す図
ーイング量を示す図
【図８】本発明の光走査装置における数値実施例１のス
トレール強度比を示す図
トレール強度比を示す図
【図９】本発明の光走査装置における数値実施例２のｆ
θ特性を示す図
θ特性を示す図
【図１０】本発明の光走査装置における数値実施例２の
ボーイング量を示す図
ボーイング量を示す図
【図１１】本発明の光走査装置における数値実施例２の
ストレール強度比を示す図
ストレール強度比を示す図
【図１２】本発明の光走査装置における数値実施例３の
ｆθ特性を示す図
ｆθ特性を示す図
【図１３】本発明の光走査装置における数値実施例３の
ボーイング量を示す図
ボーイング量を示す図
【図１４】本発明の光走査装置における数値実施例３の
ストレール強度比を示す図
ストレール強度比を示す図
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 ：平板回折素子ミラー
８ ：曲面ミラー
９ ：走査面
１１ ：読取り面
１２ ：ハーフミラー
１３ ：検出器
１４ ：検出光学系
１５ ：感光ドラム
１６ ：一次帯電器
１７ ：光走査装置
１８ ：現像器
１９ ：転写帯電器
２０ ：クリーナー
２１ ：定着装置
２２ ：給紙カセット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 26/10
Claims (13)
- 【請求項１】 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光器との間に配
置された第１結像光学系と、前記光偏光器と被走査面と
の間に配置された第２結像光学系とを備え、 前記第２結像光学系は、前記光偏光器からの光束を反射
する第１のミラーと、前記第１のミラーからの光束を被
走査面上に集光する第２の曲面ミラーとを具備し、前記
第１のミラーのミラー面が回折素子面である光走査装
置。 - 【請求項２】 前記第１のミラーの回折素子面がキノフ
ォームにより形成されている請求項１記載の光走査装
置。 - 【請求項３】 前記第１のミラーの回折素子面が平板回
折素子面である請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項４】 前記第２の曲面ミラーは、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
いるトーリック面である請求項１から３のいずれかに記
載の光走査装置。 - 【請求項５】 前記第２の曲面ミラーは、主走査方向に
平行で光軸を含み面内に存在する４次以上の高次展開項
を有する曲線を、前記光軸を含む面内に存在する主走査
方向に平行な回転対称軸を中心として回転させた鞍型ト
ーリック面である請求項１から３のいずれかに記載の光
走査装置。 - 【請求項６】 前記第２の曲面ミラーは、主走査方向が
凸面、副走査方向が凹面である請求項１から３のいずれ
かに記載の光走査装置。 - 【請求項７】 前記第２結像光学系の主走査方向焦点距
離をｆｙ、前記第２結像光学系における第１のミラーの
焦点距離をｆ１として、 【数１】 上記（数１）に示す条件式を満足する請求項１から６の
いずれかに記載の光走査装置。 - 【請求項８】 前記第２結像光学系の主走査方向焦点距
離をｆｙ、走査中心における前記光偏向器の偏向点から
前記第１のミラーの反射点までの距離をＬ１として、 【数２】 上記（数２）に示す条件式を満足する請求項１から６の
いずれかに記載の光走査装置。 - 【請求項９】 前記第２結像光学系の主走査方向焦点距
離をｆｙ、走査中心における前記第１のミラーの反射点
から前記第２の曲面ミラーの頂点までの距離をＬ２とし
て、 【数３】 上記（数３）に示す条件式を満足する請求項１から６の
いずれかに記載の光走査装置。 - 【請求項１０】 前記第２結像光学系の主走査方向焦点
距離をｆｙ、走査中心における前記第２の曲面ミラーの
反射点から前記被走査面までの距離をＬ３として、 【数４】 上記（数４）に示す条件式を満足する請求項１から６の
いずれかに記載の光走査装置。 - 【請求項１１】 前記第１結像光学系からの光束は、前
記光偏向器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面
に対して斜めに入射し、前記光偏向器からの光束は、前
記第１のミラーの頂点における法線を含み主走査方向に
平行な面に対して斜めに入射し、前記第１のミラーから
の光束は前記第２の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に対して斜めに入射するよう
に、各面を副走査方向について傾けて配置した請求項１
から１０のいずれかに記載の光走査装置。 - 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかに記載の
光走査装置を用いた画像読取り装置。 - 【請求項１３】 請求項１から１１のいずれかに記載の
光走査装置を用いた画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28711096A JP3390118B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 光走査装置、それを用いた画像読取り装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28711096A JP3390118B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 光走査装置、それを用いた画像読取り装置及び画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10133133A JPH10133133A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3390118B2 true JP3390118B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=17713196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28711096A Expired - Fee Related JP3390118B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 光走査装置、それを用いた画像読取り装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3390118B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7327507B2 (en) * | 2005-08-02 | 2008-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical beam scanning device having two sets of fθ mirrors where the mirror base and mirror face have differing coefficients of linear expansion |
| US20120008183A1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-01-12 | Konica Minolta Opto, Inc. | Resin molded article for optical element, method for manufacturing resin molded article for optical element, device for manufacturing resin molded article for optical element, and scanning optical device |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP28711096A patent/JP3390118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10133133A (ja) | 1998-05-22 |
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