JP3507474B2 - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
光走査装置及びそれを用いた画像形成装置Info
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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- G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリンタ
ー、デジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等
の画像形成装置に使用される光走査装置に関する。
ー、デジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等
の画像形成装置に使用される光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の光走査装置はレーザー
光源からの光ビームをポリゴンミラーによって偏向し、
結像レンズ系によって被走査面上に光スポットとして結
像させるようになっている。
光源からの光ビームをポリゴンミラーによって偏向し、
結像レンズ系によって被走査面上に光スポットとして結
像させるようになっている。
【０００３】レーザー光源には半導体レーザー等が多用
され、レーザー光源から射出された発散光は、コリメー
タレンズにより略平行な光ビームに変換され、アパーチ
ャーにより光ビームの外形が制限される。外形が制限さ
れた光ビームは、定角速度で回転するポリゴンミラーに
より偏向されて結象レンズ系に入射する。結像レンズ系
は定角速度で偏向された光ビームを所定の間隔で配置さ
れた被走査面上に等距離速度で走査させるｆθ特性を有
し、全走査域にわたって微小な光スポットを形成するよ
うに像面湾曲が良好に補正されることが必要とされてい
る。
され、レーザー光源から射出された発散光は、コリメー
タレンズにより略平行な光ビームに変換され、アパーチ
ャーにより光ビームの外形が制限される。外形が制限さ
れた光ビームは、定角速度で回転するポリゴンミラーに
より偏向されて結象レンズ系に入射する。結像レンズ系
は定角速度で偏向された光ビームを所定の間隔で配置さ
れた被走査面上に等距離速度で走査させるｆθ特性を有
し、全走査域にわたって微小な光スポットを形成するよ
うに像面湾曲が良好に補正されることが必要とされてい
る。
【０００４】また、ポリゴンミラーがミラー面の加工誤
差や回転軸の振動等を有するため、多くの結像レンズ系
には主走査方向と垂直な方向つまり副走査方向の走査位
置のずれを補正するための倒れ補正機能が与えられてい
る。このため、結像レンズ系は主走査方向と副走査方向
とで異なる結像特性を有するアナモフィクレンズ系とさ
れている。
差や回転軸の振動等を有するため、多くの結像レンズ系
には主走査方向と垂直な方向つまり副走査方向の走査位
置のずれを補正するための倒れ補正機能が与えられてい
る。このため、結像レンズ系は主走査方向と副走査方向
とで異なる結像特性を有するアナモフィクレンズ系とさ
れている。
【０００５】従来、結像レンズ系はガラス材料によりト
ーリック面とシリンドリカル面を有するように加工さ
れ、この種のガラスレンズには反射防止膜が蒸着等によ
り施されている。一方、ガラスレンズの加工は困難で高
コストとなるため、近年ではコストが低く、自由な形状
で収差を補正できるプラスチックレンズが多用されてい
る。
ーリック面とシリンドリカル面を有するように加工さ
れ、この種のガラスレンズには反射防止膜が蒸着等によ
り施されている。一方、ガラスレンズの加工は困難で高
コストとなるため、近年ではコストが低く、自由な形状
で収差を補正できるプラスチックレンズが多用されてい
る。
【０００６】また、従来光源として使用される半導体レ
ーザーは赤外レーザー（７８０ｎｍ）または可視レーザ
ー（６７５ｎｍ）であるため、ポリゴンミラーや折り返
しミラーなどには、反射率が高く且つ波長依存性と角度
依存性が少ない銅ミラーが使用されてきた。
ーザーは赤外レーザー（７８０ｎｍ）または可視レーザ
ー（６７５ｎｍ）であるため、ポリゴンミラーや折り返
しミラーなどには、反射率が高く且つ波長依存性と角度
依存性が少ない銅ミラーが使用されてきた。
【０００７】図８には銅膜そのものの反射率特性を示
し、図９には従来使用されてきた銅ミラーの反射率特性
を示してある。この従来のミラーは、アルミ母材上に銅
膜を形成し、その上に更にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とＳｉ
Ｏ2を蒸着させたものである。赤外レーザー及び可視レ
ーザーの波長帯で優れた反射特性を示していることが分
かる。
し、図９には従来使用されてきた銅ミラーの反射率特性
を示してある。この従来のミラーは、アルミ母材上に銅
膜を形成し、その上に更にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とＳｉ
Ｏ2を蒸着させたものである。赤外レーザー及び可視レ
ーザーの波長帯で優れた反射特性を示していることが分
かる。
【０００８】更に、最近では高解像度化の要求から短波
長の光源を用い、微小スポット形状が得られる光走査装
置の開発が進められている。
長の光源を用い、微小スポット形状が得られる光走査装
置の開発が進められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】（問題点１）しかしな
がら、図８及び図９から明らかなように、銅ミラーは短
波長になるに従い反射率が低下し、反射率の波長依存性
と角度依存性も悪化する。従来同様銅ミラーを短波長レ
ーザーで使用した場合、所定の光量を確保するためには
レーザーのパワーを上げるか、Ｆナンバーの明るいコリ
メータレンズを使用しなければならなかった。よって、
レーザーそのものに負担がかかる他、収差を良好に補正
するためにコリメータレンズの枚数を増やすなどのコス
トアップの要因が存在していた。
がら、図８及び図９から明らかなように、銅ミラーは短
波長になるに従い反射率が低下し、反射率の波長依存性
と角度依存性も悪化する。従来同様銅ミラーを短波長レ
ーザーで使用した場合、所定の光量を確保するためには
レーザーのパワーを上げるか、Ｆナンバーの明るいコリ
メータレンズを使用しなければならなかった。よって、
レーザーそのものに負担がかかる他、収差を良好に補正
するためにコリメータレンズの枚数を増やすなどのコス
トアップの要因が存在していた。
【００１０】また、光源である半導体レーザーには発振
波長の温度特性のため、使用環境下での波長変化が避け
られない。そのため、走査光学系に用いられる光学部品
の透過率及び反射率などの光学特性は、レーザーの発振
波長近傍で変化が少ないことが要求される。銅ミラーは
赤外レーザー及び可視レーザーにおいては良好な特性を
示す反面、６００ｎｍ以下の波長においては、反射率の
波長依存性のため、環境変動による光量ムラ、すなわち
画像濃度ムラが問題となっていた。
波長の温度特性のため、使用環境下での波長変化が避け
られない。そのため、走査光学系に用いられる光学部品
の透過率及び反射率などの光学特性は、レーザーの発振
波長近傍で変化が少ないことが要求される。銅ミラーは
赤外レーザー及び可視レーザーにおいては良好な特性を
示す反面、６００ｎｍ以下の波長においては、反射率の
波長依存性のため、環境変動による光量ムラ、すなわち
画像濃度ムラが問題となっていた。
【００１１】さらに、反射率の角度依存性のため、走査
中央と走査端とで画像濃度が均一にならず、高品位な画
像からかけ離れたものとなっていた。
中央と走査端とで画像濃度が均一にならず、高品位な画
像からかけ離れたものとなっていた。
【００１２】そこで本発明は、５００ｎｍ以下の短波長
光源を用いた光走査装置において、絶対反射率が高く、
波長依存性と角度依存性が少ない反射ミラーを用いた光
走査装置を提供することを目的とする。
光源を用いた光走査装置において、絶対反射率が高く、
波長依存性と角度依存性が少ない反射ミラーを用いた光
走査装置を提供することを目的とする。
【００１３】（問題点２）しかしながら、プラスチック
レンズとして用いられる光学材料は、短波長になるに従
い材料中の内部吸収により透過率が減少することが一般
的であるために、短波長光源を用いた光走査装置におい
ては、高コストなガラスレンズが使用されてきた。
レンズとして用いられる光学材料は、短波長になるに従
い材料中の内部吸収により透過率が減少することが一般
的であるために、短波長光源を用いた光走査装置におい
ては、高コストなガラスレンズが使用されてきた。
【００１４】図１５は一般的な光学樹脂の透過率を示し
たグラフである。従来、光源として用いられてきた赤外
レーザー（７８０ｎｍ）及び可視レーザー（６７５ｎ
ｍ）の発振波長近傍では内部吸収による透過率の変化は
ほとんど無視できるレベルであるが、４００ｎｍ近傍の
短波長光源を用いた場合、内部吸収による透過率の減少
は無視できなくなる。また、各像高においてプラスチッ
クレンズ内の光線通過距離が変化するため、絶対光量の
減少よりむしろ走査像面位置での光量分布ムラによる画
像劣化が問題となっていた。
たグラフである。従来、光源として用いられてきた赤外
レーザー（７８０ｎｍ）及び可視レーザー（６７５ｎ
ｍ）の発振波長近傍では内部吸収による透過率の変化は
ほとんど無視できるレベルであるが、４００ｎｍ近傍の
短波長光源を用いた場合、内部吸収による透過率の減少
は無視できなくなる。また、各像高においてプラスチッ
クレンズ内の光線通過距離が変化するため、絶対光量の
減少よりむしろ走査像面位置での光量分布ムラによる画
像劣化が問題となっていた。
【００１５】また、光源である半導体レーザーには発振
波長の温度特性のため、使用環境下での波長変化が避け
られない。そのため、走査光学系に用いられる光学部品
の透過率及び反射率などの光学特性は、レーザーの発振
波長近傍で変化が少ないことが要求される。プラスチッ
クレンズを４００ｎｍ近傍の短波長領域で使用した場
合、図１５から分かる通り、透過率の波長依存性のた
め、被走査面上での光量変動による画像濃度ムラが問題
となっていた。
波長の温度特性のため、使用環境下での波長変化が避け
られない。そのため、走査光学系に用いられる光学部品
の透過率及び反射率などの光学特性は、レーザーの発振
波長近傍で変化が少ないことが要求される。プラスチッ
クレンズを４００ｎｍ近傍の短波長領域で使用した場
合、図１５から分かる通り、透過率の波長依存性のた
め、被走査面上での光量変動による画像濃度ムラが問題
となっていた。
【００１６】そこで本発明は、光量分布ムラを低く抑
え、画像濃度の均一な光走査装置を提供することを目的
とする。
え、画像濃度の均一な光走査装置を提供することを目的
とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】（解決手段１）上述の課
題を解決するため、本発明は、光源からの光ビームを偏
向し、被走査面上に結像させる光走査装置において、前
記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、この光源からの
光ビームを反射する反射鏡を備え、この反射鏡の反射特
性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎを、Ｎ（λ）＝ｎ
（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞０、ｎ
（λ）：複素屈折率の実数部、ｉ＝√−１、ｋ（λ）：
複素屈折率の虚数部（消衰係数）、λ：波長と定義した
とき、ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）2＋18ｎ（λ）−1）を
満足する反射鏡を用いたことを特徴とする。
題を解決するため、本発明は、光源からの光ビームを偏
向し、被走査面上に結像させる光走査装置において、前
記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、この光源からの
光ビームを反射する反射鏡を備え、この反射鏡の反射特
性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎを、Ｎ（λ）＝ｎ
（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞０、ｎ
（λ）：複素屈折率の実数部、ｉ＝√−１、ｋ（λ）：
複素屈折率の虚数部（消衰係数）、λ：波長と定義した
とき、ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）2＋18ｎ（λ）−1）を
満足する反射鏡を用いたことを特徴とする。
【００１８】すなわち本発明は、光源の波長が５００ｎ
ｍ以下で且つ反射鏡を備えた走査光学系において、反射
鏡の金属材料を適切に設定することで、絶対反射率を向
上し、反射率の波長依存性及び角度特性共に良好にする
ことが可能である。
ｍ以下で且つ反射鏡を備えた走査光学系において、反射
鏡の金属材料を適切に設定することで、絶対反射率を向
上し、反射率の波長依存性及び角度特性共に良好にする
ことが可能である。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２４】（第１の実施の形態）：図１は本発明の特
徴を最もよく表わす光走査装置の要部断面図である。光
源である半導体レーザー１からの発散光をコリメータレ
ンズ２により略平行な光ビームに変換した後、絞り３に
より所望のスポット径が得られるように光束径が制限さ
れる。本実施の形態で使用する半導体レーザーは窒化ガ
リウム系の半導体レーザーであり、その発振波長は４０
８ｎｍである。５は光源からの光ビームを被走査面に向
かって走査する回転多面鏡（ポリゴンミラー）であり、
ポリゴンミラー５からの反射光を走査結像レンズ６及び
７により、全走査域にわたって微小な光スポットに成形
する。また、走査結像レンズ６及び７はポリゴンミラー
５で偏向される等角速度な光ビームを等距離速度な光ビ
ームに変換するｆθ特性を持たせることが必要とされ
る。
徴を最もよく表わす光走査装置の要部断面図である。光
源である半導体レーザー１からの発散光をコリメータレ
ンズ２により略平行な光ビームに変換した後、絞り３に
より所望のスポット径が得られるように光束径が制限さ
れる。本実施の形態で使用する半導体レーザーは窒化ガ
リウム系の半導体レーザーであり、その発振波長は４０
８ｎｍである。５は光源からの光ビームを被走査面に向
かって走査する回転多面鏡（ポリゴンミラー）であり、
ポリゴンミラー５からの反射光を走査結像レンズ６及び
７により、全走査域にわたって微小な光スポットに成形
する。また、走査結像レンズ６及び７はポリゴンミラー
５で偏向される等角速度な光ビームを等距離速度な光ビ
ームに変換するｆθ特性を持たせることが必要とされ
る。
【００２５】本実施の形態で用いられる走査結像レンズ
６及び７は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、
プラスチック製のレンズの場合、第４の実施の形態、第
５の実施の形態の記載されたLmax−Lmin＜3・log100.93
／S 、 S= log10（1−3.55×10８／λ4 ）、λ：光ビー
ムの波長（ｎｍ）を満たすレンズを用いることが好まし
い。
６及び７は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、
プラスチック製のレンズの場合、第４の実施の形態、第
５の実施の形態の記載されたLmax−Lmin＜3・log100.93
／S 、 S= log10（1−3.55×10８／λ4 ）、λ：光ビー
ムの波長（ｎｍ）を満たすレンズを用いることが好まし
い。
【００２６】又は、Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ＜１０．０（ｍ
ｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
ｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
【００２７】また、第６の実施の形態の光量分布ムラを
補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや
光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも１つを本実
施の形態に用いても良い。
補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや
光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも１つを本実
施の形態に用いても良い。
【００２８】更に、第７の実施の形態の光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラー
の反射率ｂなど）を用いても良い。この光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラー
の他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜
などでも良い。
率分光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラー
の反射率ｂなど）を用いても良い。この光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラー
の他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜
などでも良い。
【００２９】更に、シリンドリカルレンズ４により平行
な光ビームを一旦ポリゴンミラー５上で副走査方向に集
光させ、且つ副走査断面においてポリゴンミラー５と被
走査面８を光学的共役関係にすることで、ポリゴンミラ
ー５の面倒れを補正することが可能となる。
な光ビームを一旦ポリゴンミラー５上で副走査方向に集
光させ、且つ副走査断面においてポリゴンミラー５と被
走査面８を光学的共役関係にすることで、ポリゴンミラ
ー５の面倒れを補正することが可能となる。
【００３０】ここで、金属膜反射鏡の複素屈折率と反射
率の関係について述べる。金属膜の複素屈折率Ｎを以下
のように定義したとき、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 反射率Ｒは、 Ｒ＝｛（ｎ0−ｎ）2＋ｋ2｝/｛（ｎ0＋ｎ）2＋ｋ2｝ と表せる。ここで、ｎ0は入射媒質の屈折率で、通常は
ｎ0＝１．０である。
率の関係について述べる。金属膜の複素屈折率Ｎを以下
のように定義したとき、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 反射率Ｒは、 Ｒ＝｛（ｎ0−ｎ）2＋ｋ2｝/｛（ｎ0＋ｎ）2＋ｋ2｝ と表せる。ここで、ｎ0は入射媒質の屈折率で、通常は
ｎ0＝１．０である。
【００３１】更に式を展開すると、
Ｒ＝１−４ｎ/（ｋ2＋ｎ2＋２ｎ＋１）
となり、光走査装置に用いられる金属反射鏡の反射率の
下限値を０．８としたとき、 １−４ｎ/（ｋ2＋ｎ2＋２ｎ＋１）＞０．８ ｋ2＞−ｎ2＋１８ｎ−１ ｋ＞√（−ｎ2＋１８ｎ−１） と導かれる。ここで上記右辺をＡと置き、代表的な金属
膜の複素屈折率とＡを表１にまとめた。
下限値を０．８としたとき、 １−４ｎ/（ｋ2＋ｎ2＋２ｎ＋１）＞０．８ ｋ2＞−ｎ2＋１８ｎ−１ ｋ＞√（−ｎ2＋１８ｎ−１） と導かれる。ここで上記右辺をＡと置き、代表的な金属
膜の複素屈折率とＡを表１にまとめた。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１より、銅（Ｃｕ）は６００ｎｍより長
波長側でｋ＞Ａとなり反射率が８０％を超えるが、６０
０ｎｍより短波長側ではｋ＜Ａとなり、反射率が８０％
を超えないことがわかる。また、アルミニウム（Ａｌ）
や銀（Ａｇ）は４００〜８００ｎｍにおいて、ｋ＞Ａと
なるので５００ｎｍ以下の光源を用いたときでも、十分
な光量を確保することが可能となる。
波長側でｋ＞Ａとなり反射率が８０％を超えるが、６０
０ｎｍより短波長側ではｋ＜Ａとなり、反射率が８０％
を超えないことがわかる。また、アルミニウム（Ａｌ）
や銀（Ａｇ）は４００〜８００ｎｍにおいて、ｋ＞Ａと
なるので５００ｎｍ以下の光源を用いたときでも、十分
な光量を確保することが可能となる。
【００３４】また、表２に各金属膜の反射率Ｒをまとめ
た。波長λの光束が入射面に垂直に入射する場合の反射
率Ｒである。
た。波長λの光束が入射面に垂直に入射する場合の反射
率Ｒである。
【００３５】
【表２】
【００３６】図２は、アルミニウム（Ａｌ）膜の反射率
Ｒを、入射面に垂直に振動する成分波であるＳ偏光と、
入射面に平行に振動する成分波であるＰ偏光とに分け
て、入射角２０°、４０°、６０°と振って表示した。
Ｒを、入射面に垂直に振動する成分波であるＳ偏光と、
入射面に平行に振動する成分波であるＰ偏光とに分け
て、入射角２０°、４０°、６０°と振って表示した。
【００３７】ここで、アルミニウム母材表面上に陽極酸
化膜を成膜する一般的な工程を説明する。
化膜を成膜する一般的な工程を説明する。
【００３８】本実施例で使用するポリゴンミラーはアル
ミニウムを母材としたものであり、そのようなポリゴン
ブランクを十数個まとめたものを陽極にし、一定の条件
を満たした電解液（ホウ酸など）中において、３０〜４
０Vの電圧で５〜１０秒電解すると、表面に酸化皮膜を
生成する。このアルマイト皮膜は、密着性、均一性に優
れており、電解条件と時間によって制御できるため、膜
厚の管理は容易である。本実施例では４０８ｎｍ近傍で
角度特性が最小となるように、電解条件を設定してい
る。更に、陽極酸化膜の上に保護層として誘電体膜を形
成するには、既知の蒸着又はディッピングなどにより成
膜を施せばよい。
ミニウムを母材としたものであり、そのようなポリゴン
ブランクを十数個まとめたものを陽極にし、一定の条件
を満たした電解液（ホウ酸など）中において、３０〜４
０Vの電圧で５〜１０秒電解すると、表面に酸化皮膜を
生成する。このアルマイト皮膜は、密着性、均一性に優
れており、電解条件と時間によって制御できるため、膜
厚の管理は容易である。本実施例では４０８ｎｍ近傍で
角度特性が最小となるように、電解条件を設定してい
る。更に、陽極酸化膜の上に保護層として誘電体膜を形
成するには、既知の蒸着又はディッピングなどにより成
膜を施せばよい。
【００３９】本実施の形態ではポリゴンミラー５の第１
層目の金属膜にアルミニウムを用いただけでなく、その
母材にもアルミニウムを用いた。こうすることで、母材
に金属反射膜を成膜する工程を省くことが可能なため、
コストダウンが達成できる。また、銀膜でも上記反射率
を満足することは可能であるが、銀はコストが高い上、
環境劣化が激しいため、アルミニウムを用いることが望
ましい。
層目の金属膜にアルミニウムを用いただけでなく、その
母材にもアルミニウムを用いた。こうすることで、母材
に金属反射膜を成膜する工程を省くことが可能なため、
コストダウンが達成できる。また、銀膜でも上記反射率
を満足することは可能であるが、銀はコストが高い上、
環境劣化が激しいため、アルミニウムを用いることが望
ましい。
【００４０】但し、本発明では、母材はアルミニウム、
等の金属に限定されない。ポリゴンミラーに必要とされ
る諸特性を満たせば絶縁物でも良い。
等の金属に限定されない。ポリゴンミラーに必要とされ
る諸特性を満たせば絶縁物でも良い。
【００４１】図３は、アルミニウム膜に角度依存性を少
なくする機能を有するアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を蒸着し、
更にその上に保護膜（誘電体膜）を成膜したポリゴンミ
ラーの反射特性を示す。このような膜構成にすること
で、Ｐ偏光、Ｓ偏光においてポリゴンミラーの角度依存
性が少なくなるとともに耐久性も向上する。
なくする機能を有するアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を蒸着し、
更にその上に保護膜（誘電体膜）を成膜したポリゴンミ
ラーの反射特性を示す。このような膜構成にすること
で、Ｐ偏光、Ｓ偏光においてポリゴンミラーの角度依存
性が少なくなるとともに耐久性も向上する。
【００４２】（第２の実施の形態）：図４は本発明の第
２の実施の形態を表す光走査装置の副走査方向の要部断
面図である。ここでは図示していないが、半導体レーザ
ーからポリゴンミラーまでの入射光学系は第１の実施の
形態と同じである。画像形成装置に光走査装置を用いた
場合、画像形成装置の各ユニットの配置の関係上、走査
光を副走査方向で折り曲げることが多々ある。本実施の
形態ではポリゴンミラー５により水平に走査された光ビ
ームが走査結像レンズ６，７を通過し、折り返しミラー
９で垂直方向へ一回折り曲げられて感光体ドラム１０に
導かれている。折り返しミラー９はガラス母材の表面に
金属膜を蒸着させたものが一般的であり、本実施の形態
では上述のようにアルミニウムを蒸着させ、５００ｎｍ
以下の光源を用いた場合でも十分な光量を確保すること
に成功している。
２の実施の形態を表す光走査装置の副走査方向の要部断
面図である。ここでは図示していないが、半導体レーザ
ーからポリゴンミラーまでの入射光学系は第１の実施の
形態と同じである。画像形成装置に光走査装置を用いた
場合、画像形成装置の各ユニットの配置の関係上、走査
光を副走査方向で折り曲げることが多々ある。本実施の
形態ではポリゴンミラー５により水平に走査された光ビ
ームが走査結像レンズ６，７を通過し、折り返しミラー
９で垂直方向へ一回折り曲げられて感光体ドラム１０に
導かれている。折り返しミラー９はガラス母材の表面に
金属膜を蒸着させたものが一般的であり、本実施の形態
では上述のようにアルミニウムを蒸着させ、５００ｎｍ
以下の光源を用いた場合でも十分な光量を確保すること
に成功している。
【００４３】更に、反射率を上げるには、その上に誘電
体膜を蒸着することが有効である。図５にアルミニウム
膜の上に、ＭｇＦ2膜とＺｒＯ2膜を蒸着させたミラーの
分光反射率を示した。図２に示したアルミニウム膜単層
の場合に比較して、数％反射率が上昇している。更に、
反射率を上げたミラーを作成するためには、低屈折率膜
と高屈折率膜を交互に複数層形成するとよい。
体膜を蒸着することが有効である。図５にアルミニウム
膜の上に、ＭｇＦ2膜とＺｒＯ2膜を蒸着させたミラーの
分光反射率を示した。図２に示したアルミニウム膜単層
の場合に比較して、数％反射率が上昇している。更に、
反射率を上げたミラーを作成するためには、低屈折率膜
と高屈折率膜を交互に複数層形成するとよい。
【００４４】また、本実施形態でアルミニウム膜を使用
したが、本発明はそれに限定したものではなく、ｋ＞√
（−ｎ2＋１８ｎ−１）を満足する金属膜であれば、そ
の効果を発揮できる。
したが、本発明はそれに限定したものではなく、ｋ＞√
（−ｎ2＋１８ｎ−１）を満足する金属膜であれば、そ
の効果を発揮できる。
【００４５】本実施の形態で用いられる走査結像レンズ
６及び７は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、
プラスチック製のレンズの場合、第４の実施の形態、第
５の実施の形態の記載されたLmax−Lmin＜3・log100.93
／S 、 S= log10（1−3.55×10８／λ4 ）、λ：光ビー
ムの波長（ｎｍ）を満たすレンズを用いることが好まし
い。
６及び７は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、
プラスチック製のレンズの場合、第４の実施の形態、第
５の実施の形態の記載されたLmax−Lmin＜3・log100.93
／S 、 S= log10（1−3.55×10８／λ4 ）、λ：光ビー
ムの波長（ｎｍ）を満たすレンズを用いることが好まし
い。
【００４６】又は、Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ＜１０．０（ｍ
ｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
ｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
【００４７】また、第６の実施の形態の光量分布ムラを
補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや
光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも１つを本実
施の形態に用いても良い。
補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや
光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも１つを本実
施の形態に用いても良い。
【００４８】更に、第７の実施の形態の光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラー
の反射率ｂなど）を用いても良い。この光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラー
の他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜
などでも良い。
率分光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラー
の反射率ｂなど）を用いても良い。この光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラー
の他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜
などでも良い。
【００４９】（第３の実施の形態）：図６は本発明の第
３の実施の形態を表す光走査装置の斜視図である。本実
施の形態では走査結像レンズ７の代わりに走査結像ミラ
ー１１を用いたことが第１、第２の実施の形態との相違
点である。走査結像ミラー１１はシリンドリカルミラー
や球面ミラーの他、最近ではプラスチック成形技術の向
上とともに自由曲面ミラーが使用されている。走査結像
系に走査結像ミラー１１を用いるメリットは、結像レン
ズの効果と折り返しミラーの効果を同時に合わせ持つ点
である。よって、第２の実施の形態で述べた折り返しミ
ラーを廃止することが可能となり、部品点数の削減によ
るコストダウンが期待できる。
３の実施の形態を表す光走査装置の斜視図である。本実
施の形態では走査結像レンズ７の代わりに走査結像ミラ
ー１１を用いたことが第１、第２の実施の形態との相違
点である。走査結像ミラー１１はシリンドリカルミラー
や球面ミラーの他、最近ではプラスチック成形技術の向
上とともに自由曲面ミラーが使用されている。走査結像
系に走査結像ミラー１１を用いるメリットは、結像レン
ズの効果と折り返しミラーの効果を同時に合わせ持つ点
である。よって、第２の実施の形態で述べた折り返しミ
ラーを廃止することが可能となり、部品点数の削減によ
るコストダウンが期待できる。
【００５０】本実施の形態で用いられる走査結像レンズ
６は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、プラス
チック製のレンズの場合、第４の実施の形態、第５の実
施の形態の記載されたLmax−Lmin＜3・log100.93／S 、S
= log10（1−3.55×10８／λ 4 ）、λ：光ビームの波長
（ｎｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
６は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、プラス
チック製のレンズの場合、第４の実施の形態、第５の実
施の形態の記載されたLmax−Lmin＜3・log100.93／S 、S
= log10（1−3.55×10８／λ 4 ）、λ：光ビームの波長
（ｎｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
【００５１】又は、Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ＜１０．０（ｍ
ｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
ｍ）を満たすレンズを用いることが好ましい。
【００５２】また、第６の実施の形態の光量分布ムラを
補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや
光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも１つを本実
施の形態に用いても良い。
補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや
光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも１つを本実
施の形態に用いても良い。
【００５３】更に、第７の実施の形態の光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラー
の反射率ｂなど）を用いても良い。この光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラー
の他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜
などでも良い。
率分光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラー
の反射率ｂなど）を用いても良い。この光学樹脂の透過
率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラー
の他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜
などでも良い。
【００５４】本実施の形態においても、走査結像ミラー
にアルミニウム膜を使用したことで５００ｎｍ以下の光
源を用いたにもかかわらず、十分な光量が確保できてい
る。
にアルミニウム膜を使用したことで５００ｎｍ以下の光
源を用いたにもかかわらず、十分な光量が確保できてい
る。
【００５５】また、それぞれの実施の形態でアルミニウ
ム膜を使用したが、本発明はそれに限定したものではな
く、ｋ＞√（−ｎ2＋１８ｎ−１）を満足する金属膜で
あれば、その効果を発揮できる。
ム膜を使用したが、本発明はそれに限定したものではな
く、ｋ＞√（−ｎ2＋１８ｎ−１）を満足する金属膜で
あれば、その効果を発揮できる。
【００５６】図２、図３、図５の反射率特性を考えて、
本発明の第１〜３の実施形態に用いられる光源の波長の
下限値は、380nm以上が好ましい。
本発明の第１〜３の実施形態に用いられる光源の波長の
下限値は、380nm以上が好ましい。
【００５７】また、本発明の実施形態に用いられる光源
である半導体レーザー１は、２本以上のマルチビームで
も良い。
である半導体レーザー１は、２本以上のマルチビームで
も良い。
【００５８】（第４の実施の形態）：図１０は本発明の
特徴を最もよく表わす光走査装置の要部断面図である。
光源である半導体レーザー１からの発散光をコリメータ
レンズ２により略平行な光ビームに変換した後、絞り３
により所望のスポット径が得られるように光束径を制限
する。本実施の形態で使用する半導体レーザー１は窒化
ガリウム系の半導体レーザーであり、その発振波長は４
０８ｎｍである。５は光源からの光ビームを被走査面に
向かって走査する回転多面鏡（ポリゴンミラー）であ
り、ポリゴンミラー５からの反射光を走査結像レンズ６
及び７により、全走査域にわたって微少な光スポットに
形成する。また、走査結像レンズ６及び７はポリゴンミ
ラー５で偏向される等角速度な光ビームを等距離速度な
光ビームに変換するｆθ特性を持たせることが必要とさ
れる。更に、シリンドリカルレンズ４により平行な光ビ
ームを一旦ポリゴンミラー５上で副走査方向に集光さ
せ、且つ副走査断面においてポリゴンミラー５と被走査
面８を光学的共役関係にすることで、ポリゴンミラー５
の面倒れを補正することが可能となる。
特徴を最もよく表わす光走査装置の要部断面図である。
光源である半導体レーザー１からの発散光をコリメータ
レンズ２により略平行な光ビームに変換した後、絞り３
により所望のスポット径が得られるように光束径を制限
する。本実施の形態で使用する半導体レーザー１は窒化
ガリウム系の半導体レーザーであり、その発振波長は４
０８ｎｍである。５は光源からの光ビームを被走査面に
向かって走査する回転多面鏡（ポリゴンミラー）であ
り、ポリゴンミラー５からの反射光を走査結像レンズ６
及び７により、全走査域にわたって微少な光スポットに
形成する。また、走査結像レンズ６及び７はポリゴンミ
ラー５で偏向される等角速度な光ビームを等距離速度な
光ビームに変換するｆθ特性を持たせることが必要とさ
れる。更に、シリンドリカルレンズ４により平行な光ビ
ームを一旦ポリゴンミラー５上で副走査方向に集光さ
せ、且つ副走査断面においてポリゴンミラー５と被走査
面８を光学的共役関係にすることで、ポリゴンミラー５
の面倒れを補正することが可能となる。
【００５９】ここで、使用している走査結像レンズ６及
び７について詳しく述べる。走査結像レンズ６はガラス
材料ＢＳＬ−７（ＯＨＡＲＡ社製）からなるガラスレン
ズであり、光ビームが通過する６ａ面および６ｂ面に反
射防止膜を蒸着させたものである。走査結像レンズ７は
光学樹脂であるＺＥＯＮＥＸ４８０（日本ゼオン社製）
からなる射出成形のプラスチックレンズである。
び７について詳しく述べる。走査結像レンズ６はガラス
材料ＢＳＬ−７（ＯＨＡＲＡ社製）からなるガラスレン
ズであり、光ビームが通過する６ａ面および６ｂ面に反
射防止膜を蒸着させたものである。走査結像レンズ７は
光学樹脂であるＺＥＯＮＥＸ４８０（日本ゼオン社製）
からなる射出成形のプラスチックレンズである。
【００６０】光学部材の透過率は、その表面反射成分Ｐ
（反射係数）と内部透過率τとに分けて考えられる。 全透過率Ｔ（λ）＝Ｐ（λ）×τ（λ）・・・（式１） 反射係数Ｐは光学部材の屈折率ｎ（λ）に依存し、以下
の式で表現できる。 反射係数Ｐ（λ）＝２・ｎ（λ）／（ｎ（λ）2＋１）・・・（式２） また、内部透過率は光学部材の肉厚ｔに依存し、ランバ
ートの法則より次の式が成立する。 内部透過率τ2（λ）＝τ1（λ）t2/t1・・・（式３） ＺＥＯＮＥＸ４８０は屈折率ｎ(408nm)＝１．５４０
２、肉厚３ｍｍでの全透過率は図７のグラフよりＴ0(40
8nm)＝０．９０２であるため、内部透過率はτ0(408nm)
＝０．９８７となる。
（反射係数）と内部透過率τとに分けて考えられる。 全透過率Ｔ（λ）＝Ｐ（λ）×τ（λ）・・・（式１） 反射係数Ｐは光学部材の屈折率ｎ（λ）に依存し、以下
の式で表現できる。 反射係数Ｐ（λ）＝２・ｎ（λ）／（ｎ（λ）2＋１）・・・（式２） また、内部透過率は光学部材の肉厚ｔに依存し、ランバ
ートの法則より次の式が成立する。 内部透過率τ2（λ）＝τ1（λ）t2/t1・・・（式３） ＺＥＯＮＥＸ４８０は屈折率ｎ(408nm)＝１．５４０
２、肉厚３ｍｍでの全透過率は図７のグラフよりＴ0(40
8nm)＝０．９０２であるため、内部透過率はτ0(408nm)
＝０．９８７となる。
【００６１】プラスチックレンズの最大光線通過距離を
Ｌｍａｘ、最小光線通過距離をＬｍｉｎとすると、 τ1(408nm)＝τ0(408nm)Lmax/3 τ2(408nm)＝τ0(408nm)Lmin/3 Ｔ1／Ｔ2＝τ1(408nm)／τ2(408nm)＝τ0(408nm)
(Lmax―Lmin)/3 であるため、透過率の比は光線通過距離の差に依存す
る。本実施の形態ではＬｍａｘ＝７．５０（ｍｍ）、Ｌ
ｍｉｎ＝３．２１（ｍｍ）であるため、Ｔ1／Ｔ2＝０．
９８１となり、内部吸収による光量変動量を１．９％と
小さく抑えることが可能である。
Ｌｍａｘ、最小光線通過距離をＬｍｉｎとすると、 τ1(408nm)＝τ0(408nm)Lmax/3 τ2(408nm)＝τ0(408nm)Lmin/3 Ｔ1／Ｔ2＝τ1(408nm)／τ2(408nm)＝τ0(408nm)
(Lmax―Lmin)/3 であるため、透過率の比は光線通過距離の差に依存す
る。本実施の形態ではＬｍａｘ＝７．５０（ｍｍ）、Ｌ
ｍｉｎ＝３．２１（ｍｍ）であるため、Ｔ1／Ｔ2＝０．
９８１となり、内部吸収による光量変動量を１．９％と
小さく抑えることが可能である。
【００６２】発明者が検証した結果によると、Lmax−Lm
in＜3・log100.93／S S= log10（1−3.55×10８／λ4 ）、λ：光ビームの波
長（ｎｍ）であれば、プラスチックレンズの内部吸収に
よる光量変動量を、実用上充分に小さく抑えることがで
きる。
in＜3・log100.93／S S= log10（1−3.55×10８／λ4 ）、λ：光ビームの波
長（ｎｍ）であれば、プラスチックレンズの内部吸収に
よる光量変動量を、実用上充分に小さく抑えることがで
きる。
【００６３】更に、発明者が検証した結果によると、Ｌ
ｍａｘ−Ｌｍｉｎ＜１０．０（ｍｍ）であれば、プラス
チックレンズの内部吸収による光量変動量を、実用上充
分に小さく抑えることができる。
ｍａｘ−Ｌｍｉｎ＜１０．０（ｍｍ）であれば、プラス
チックレンズの内部吸収による光量変動量を、実用上充
分に小さく抑えることができる。
【００６４】（第５の実施の形態）：図１１は本発明の
第５の実施形態を表す図である。第４の実施形態との相
違点は射出成形のプラスチックレンズを２枚用いた事で
ある。近年、レーザープリンターの低価格化の流れを受
け、レーザースキャナーユニットとしても更なるコスト
ダウンが図られている。プラスチックレンズは低コスト
である上に、ガラスレンズでは不可能であった自由な曲
面形状を形成できるため、収差補正の観点からもガラス
レンズより優位である。
第５の実施形態を表す図である。第４の実施形態との相
違点は射出成形のプラスチックレンズを２枚用いた事で
ある。近年、レーザープリンターの低価格化の流れを受
け、レーザースキャナーユニットとしても更なるコスト
ダウンが図られている。プラスチックレンズは低コスト
である上に、ガラスレンズでは不可能であった自由な曲
面形状を形成できるため、収差補正の観点からもガラス
レンズより優位である。
【００６５】本実施の形態では２枚のプラスチックレン
ズの形状を最適化する事で、ポリゴンミラーと被走査面
を共役関係にし、走査ビームにｆθ特性をもたせ、且つ
像面湾曲も良好に補正することに成功している。しか
し、プラスチックレンズを２枚用いたことで、第４の実
施形態のようなプラスチックレンズを１枚用いた時よ
り、光線がプラスチックレンズ内を通過する距離が増大
している。
ズの形状を最適化する事で、ポリゴンミラーと被走査面
を共役関係にし、走査ビームにｆθ特性をもたせ、且つ
像面湾曲も良好に補正することに成功している。しか
し、プラスチックレンズを２枚用いたことで、第４の実
施形態のようなプラスチックレンズを１枚用いた時よ
り、光線がプラスチックレンズ内を通過する距離が増大
している。
【００６６】本実施の形態では、上述の光線通過距離の
差に関する条件式を満足するように各プラスチックレン
ズの肉厚を設定した。なお、本実施の形態ではＬｍａｘ
＝Ｌ10＋Ｌ20、Ｌｍｉｎ＝Ｌ11＋Ｌ21である。これによ
り、２枚のプラスチックレンズ（材質：ＺＥＯＮＥＸ４
８０）の光線通過距離の合計の最大値はＬｍａｘ＝１
８．１０（ｍｍ）、光線通過距離の合計の最小値はＬｍ
ｉｎ＝１２．３３（ｍｍ）、Ｔ1／Ｔ2＝０．９７６とな
り、プラスチックレンズを２枚用いたにも関わらず、内
部吸収による光量変動量を２．４％と小さく抑えること
が可能である。
差に関する条件式を満足するように各プラスチックレン
ズの肉厚を設定した。なお、本実施の形態ではＬｍａｘ
＝Ｌ10＋Ｌ20、Ｌｍｉｎ＝Ｌ11＋Ｌ21である。これによ
り、２枚のプラスチックレンズ（材質：ＺＥＯＮＥＸ４
８０）の光線通過距離の合計の最大値はＬｍａｘ＝１
８．１０（ｍｍ）、光線通過距離の合計の最小値はＬｍ
ｉｎ＝１２．３３（ｍｍ）、Ｔ1／Ｔ2＝０．９７６とな
り、プラスチックレンズを２枚用いたにも関わらず、内
部吸収による光量変動量を２．４％と小さく抑えること
が可能である。
【００６７】（第６の実施の形態）：図１２は本発明の
第６の実施形態を表す光走査装置の副走査系の断面図で
ある。ここに用いられている走査光学系は２枚の走査結
像レンズを用いたもので、少なくとも１枚はプラスチッ
クレンズが使用されている。ここでは、各走査角におい
て折り返しミラー９に入射する入射角ｉの違いに注目
し、例えば、走査中央でのプラスチックレンズの光線通
過距離が走査端でのそれより長い場合（第４の実施形態
のような場合）、折り返しミラーの反射率を入斜角ｉが
大きくなるに従い低下するように設計することで（図１
３参照）、被走査面上でのトータルの光量分布変動をよ
り小さく抑えることが可能となる。
第６の実施形態を表す光走査装置の副走査系の断面図で
ある。ここに用いられている走査光学系は２枚の走査結
像レンズを用いたもので、少なくとも１枚はプラスチッ
クレンズが使用されている。ここでは、各走査角におい
て折り返しミラー９に入射する入射角ｉの違いに注目
し、例えば、走査中央でのプラスチックレンズの光線通
過距離が走査端でのそれより長い場合（第４の実施形態
のような場合）、折り返しミラーの反射率を入斜角ｉが
大きくなるに従い低下するように設計することで（図１
３参照）、被走査面上でのトータルの光量分布変動をよ
り小さく抑えることが可能となる。
【００６８】図１３の縦軸は、入射角６０°の反射率を
分母にとり、任意の入射角を分子とした場合の反射率比
（％）である。
分母にとり、任意の入射角を分子とした場合の反射率比
（％）である。
【００６９】また、折り返しミラーの他にも光量分布ム
ラを補正する補正部材として、フィルターや光学部材に
蒸着された光学薄膜などでも上記効果を有する。
ラを補正する補正部材として、フィルターや光学部材に
蒸着された光学薄膜などでも上記効果を有する。
【００７０】（第７の実施の形態）：図１４は本発明の
第７の実施形態を説明するための、光学樹脂及びミラー
の分光特性を示したグラフである。前述したように、光
源である半導体レーザーには発振波長の温度特性によ
り、使用環境下での波長変化が避けられず、そのため走
査光学系に用いられる光学部品の透過率及び反射率など
の光学特性は、レーザーの発振波長近傍で変化が少ない
ことが要求される。
第７の実施形態を説明するための、光学樹脂及びミラー
の分光特性を示したグラフである。前述したように、光
源である半導体レーザーには発振波長の温度特性によ
り、使用環境下での波長変化が避けられず、そのため走
査光学系に用いられる光学部品の透過率及び反射率など
の光学特性は、レーザーの発振波長近傍で変化が少ない
ことが要求される。
【００７１】ここでは、帝人化成社製のＰＣ（ポリカー
ボネイト）を例に挙げて説明する。光源として使用する
半導体レーザーは窒化ガリウム系のもので、その発振波
長は４０８ｎｍである。使用環境下において４０８ｎｍ
を中心に±１０ｎｍ波長変動があったと仮定すると、図
１４の樹脂透過率ａに示したように光学樹脂による光量
変動は約１．０％となる。しかし、光学樹脂の透過率分
光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラーの反
射率ｂなど）を用いることでトータルの光量変動率ｃは
その１／２０程度に低く抑えることが可能となる。この
光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材として、
折り返しミラーの他にも、フィルターや光学部材に蒸着
された光学薄膜などでも上記効果を有する。
ボネイト）を例に挙げて説明する。光源として使用する
半導体レーザーは窒化ガリウム系のもので、その発振波
長は４０８ｎｍである。使用環境下において４０８ｎｍ
を中心に±１０ｎｍ波長変動があったと仮定すると、図
１４の樹脂透過率ａに示したように光学樹脂による光量
変動は約１．０％となる。しかし、光学樹脂の透過率分
光特性と逆特性の光学部材（例えば折り返しミラーの反
射率ｂなど）を用いることでトータルの光量変動率ｃは
その１／２０程度に低く抑えることが可能となる。この
光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材として、
折り返しミラーの他にも、フィルターや光学部材に蒸着
された光学薄膜などでも上記効果を有する。
【００７２】また、第４〜７の実施形態で使用した光学
樹脂は、樹脂材料のほんの一例に過ぎない。本発明は一
部の光学樹脂に限定した話ではなく、その他の光学樹脂
に対しても短波長になるに従い内部吸収による透過率の
悪化がある場合は同様の効果を有する。
樹脂は、樹脂材料のほんの一例に過ぎない。本発明は一
部の光学樹脂に限定した話ではなく、その他の光学樹脂
に対しても短波長になるに従い内部吸収による透過率の
悪化がある場合は同様の効果を有する。
【００７３】図１４、図１５の反射率特性を考えて、本
発明の第４〜７の実施形態に用いられる光源の波長の下
限値は、380nm以上が好ましい。
発明の第４〜７の実施形態に用いられる光源の波長の下
限値は、380nm以上が好ましい。
【００７４】本発明の第４〜７の実施形態で用いられる
走査光学系を構成するプラスチックレンズは３枚以上で
も良い。
走査光学系を構成するプラスチックレンズは３枚以上で
も良い。
【００７５】また、本発明の第４〜７の実施形態に用い
られる光源である半導体レーザー１は、２本以上のマル
チビームでも良い。走査光学系の合成系で主走査方向及
び副走査方向において正パワーであれば（被走査面で結
像させるため）、プラスチックレンズ単体は正パワーで
も負パワーでも良い。
られる光源である半導体レーザー１は、２本以上のマル
チビームでも良い。走査光学系の合成系で主走査方向及
び副走査方向において正パワーであれば（被走査面で結
像させるため）、プラスチックレンズ単体は正パワーで
も負パワーでも良い。
【００７６】図７は、本発明の光走査装置を用いた画像
形成装置の副走査方向の要部断面図である。この画像形
成装置１００には、パーソナルコンピュータ等の外部機
器２００からコードデータＤｃが入力される。このコー
ドデータＤｃは、画像形成装置１００内のプリンタコン
トローラ１２１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、前述の実施
形態１〜７に示した構成を有する光走査ユニット１２０
に入力される。そして、この光走査ユニット１２０から
は、画像データＤｉに応じて変調された光ビームＬｂが
出射され、この光ビームＬｂ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。
形成装置の副走査方向の要部断面図である。この画像形
成装置１００には、パーソナルコンピュータ等の外部機
器２００からコードデータＤｃが入力される。このコー
ドデータＤｃは、画像形成装置１００内のプリンタコン
トローラ１２１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、前述の実施
形態１〜７に示した構成を有する光走査ユニット１２０
に入力される。そして、この光走査ユニット１２０から
は、画像データＤｉに応じて変調された光ビームＬｂが
出射され、この光ビームＬｂ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。
【００７７】静電潜像担持体（感光体）である感光ドラ
ム１０１は、モータ１０５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Ｌｂ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させる帯電ロ
ーラ１０２が表面に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１
０１の表面に、光走査ユニット１２０によって走査され
る光ビームＬｂが照射されるようになっている。
ム１０１は、モータ１０５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Ｌｂ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させる帯電ロ
ーラ１０２が表面に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１
０１の表面に、光走査ユニット１２０によって走査され
る光ビームＬｂが照射されるようになっている。
【００７８】先に説明したように、光ビームＬｂ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
Ｌｂを照射することによって感光ドラム１０１の表面に
静電潜像を形成させる。この静電潜像は、上記光ビーム
Ｌｂの照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方
向の下流側で感光ドラム１０１に接するように配置され
た現像器１０３によってトナー像として現像される。
像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム
Ｌｂを照射することによって感光ドラム１０１の表面に
静電潜像を形成させる。この静電潜像は、上記光ビーム
Ｌｂの照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方
向の下流側で感光ドラム１０１に接するように配置され
た現像器１０３によってトナー像として現像される。
【００７９】現像器１０３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
向するように配置された転写ローラ１０４によって被転
写材たる用紙１１１上に転写される。用紙１１１は感光
ドラム１０１の前方（図７において右側）の用紙カセッ
ト１０６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１０６端部には、給紙ローラ１０
７が配置されており、用紙カセット１０６内の用紙１１
１を搬送路へ送り込む。
は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対
向するように配置された転写ローラ１０４によって被転
写材たる用紙１１１上に転写される。用紙１１１は感光
ドラム１０１の前方（図７において右側）の用紙カセッ
ト１０６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１０６端部には、給紙ローラ１０
７が配置されており、用紙カセット１０６内の用紙１１
１を搬送路へ送り込む。
【００８０】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙１１１はさらに感光ドラム１０１後方（図７
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１０８と
この定着ローラ１０８に圧接するように配置された加圧
ローラ１０９とで構成されており、転写部から搬送され
てきた用紙１１１を定着ローラ１０８と加圧ローラ１０
９の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１
１１上の未定着トナー像を定着する。更に定着ローラ１
０８の後方には排紙ローラ１１０が配置されており、定
着された用紙１１１を画像形成装置１００の外に排出す
る。
された用紙１１１はさらに感光ドラム１０１後方（図７
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１０８と
この定着ローラ１０８に圧接するように配置された加圧
ローラ１０９とで構成されており、転写部から搬送され
てきた用紙１１１を定着ローラ１０８と加圧ローラ１０
９の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１
１１上の未定着トナー像を定着する。更に定着ローラ１
０８の後方には排紙ローラ１１０が配置されており、定
着された用紙１１１を画像形成装置１００の外に排出す
る。
【００８１】図７においては図示していないが、プリン
トコントローラ１２１は、先に説明したデータの変換だ
けでなく、モータ１０５を始め画像形成装置１００内の
各部や、光走査ユニット１２０内のポリゴンモータなど
の制御を行う。
トコントローラ１２１は、先に説明したデータの変換だ
けでなく、モータ１０５を始め画像形成装置１００内の
各部や、光走査ユニット１２０内のポリゴンモータなど
の制御を行う。
【００８２】
【発明の効果】（解決手段１）以上説明したように、本
発明によれば、光源の波長が５００ｎｍ以下で且つ金属
反射鏡を備えた走査光学系において、金属反射鏡の金属
材料を適切に設定することで、絶対反射率が向上し、反
射率の波長依存性及び角度特性も良好にすることが可能
である。
発明によれば、光源の波長が５００ｎｍ以下で且つ金属
反射鏡を備えた走査光学系において、金属反射鏡の金属
材料を適切に設定することで、絶対反射率が向上し、反
射率の波長依存性及び角度特性も良好にすることが可能
である。
【００８３】よって、半導体レーザーに今まで以上の負
荷をかけたり、枚数の多いコリメータレンズを使用しな
くても、被走査面上で必要となる光量を十分確保するこ
とが可能である。また、被走査面上での光量分布ムラが
少なく、且つ使用環境下で光源の波長が変動した場合で
も、光量の安定化を図ることが可能である。
荷をかけたり、枚数の多いコリメータレンズを使用しな
くても、被走査面上で必要となる光量を十分確保するこ
とが可能である。また、被走査面上での光量分布ムラが
少なく、且つ使用環境下で光源の波長が変動した場合で
も、光量の安定化を図ることが可能である。
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の光走査装置の
要部断面図。
要部断面図。
【図２】アルミミラーの分光反射率を示す図。
【図３】アルミ＋アルミナ＋保護膜（誘電体膜）の分光
反射率を示す図。
反射率を示す図。
【図４】本発明に係る第２の実施の形態の光走査装置の
要部断面図。
要部断面図。
【図５】アルミ＋誘電体膜の分光反射率を示す図。
【図６】本発明に係る第３の実施の形態の光走査装置の
斜視図。
斜視図。
【図７】本発明に係る画像形成装置の副走査方向の要部
断面図。
断面図。
【図８】銅ミラーの分光反射率を示す図。
【図９】銅＋アルミナ＋ＳｉＯ2の分光反射率を示す
図。
図。
【図１０】本発明に係る第１の実施の形態の光走査装置
の要部断面図。
の要部断面図。
【図１１】本発明に係る第２の実施の形態の光走査装置
の要部断面図。
の要部断面図。
【図１２】本発明に係る第３の実施の形態の光走査装置
の副走査系断面図。
の副走査系断面図。
【図１３】折り返しミラーの反射率比角度特性を示す
図。
図。
【図１４】折り返しミラーの反射率波長特性を示す図。
【図１５】代表的な光学樹脂の透過率波長特性を示す
図。
図。
１ 半導体レーザー
２ コリメータレンズ
３ 絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ ポリゴンミラー
６，７ 走査結像レンズ
８ 被走査面
９ 折り返しミラー
１０ 感光ドラム
１１ 走査結像ミラー
Claims (25)
- 【請求項１】 光源からの光ビームを偏向し、被走査面
上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、 この光源からの光ビームを反射する反射鏡を備え、前記反射鏡は光源からの光ビームの光路を所定方向へ折
り曲げるための折り返しミラーであり、 この折り返しミラーの反射特性に寄与する金属膜の複素
屈折率Ｎを、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する折り返しミラーを用いたことを特徴とする光
走査装置。 - 【請求項２】 光源からの光ビームを偏向し、被走査面
上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、 この光源からの光ビームを反射する反射鏡を備え、 前記反射鏡は集光作用を持った走査結像ミラーであり、 この走査結像ミラーの反射特性に寄与する金属膜の複素
屈折率Ｎを、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する走査結像ミラーを用いたことを特徴とする光
走査装置。 - 【請求項３】 光源からの光ビームを偏向し、被走査面
上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、 この光源からの光ビームを反射する反射鏡を備え、 この反射鏡の反射特性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎ
を、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する反射鏡を用いており、 更に、前記光源からの光ビームを被走査面上に結像させ
る走査結像レンズ系とを備え、該走査結像レンズ系は少
なくとも１枚のプラスチックレンズを有し、このプラス
チックレンズの光軸からの偏向角に応じた光線通過距離
の合計の最大値をＬｍａｘ、最小値をＬｍｉｎとしたと
き、 Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ＜３・（ｌｏｇ １０ ０．９３）／Ｓ Ｓ＝ｌｏｇ １０ （１−３．５５×１０ ８ ／λ４）、λ：
前記光ビームの波長（ｎｍ） であることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項４】 光源からの光ビームを偏向し、被走査面
上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、 この光源からの光ビームを反射する反射鏡を備え、 この反射鏡の反射特性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎ
を、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する反射鏡を用いており、 更に、前記光源からの光ビームを被走査面上に結像させ
る走査結像レンズ系とを備え、 該走査結像レンズ系は少なくとも１枚のプラスチックレ
ンズを有し、このプラスチックレンズの透過率の波長特
性と逆特性の分光特性を有する光学部材を備えたことを
特徴とする光走査装置。 - 【請求項５】 前記反射鏡の反射特性に寄与する金属膜
の上にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を付加した金属反射鏡を
用いたことを特徴とする請求項１〜４記載の光走査装
置。 - 【請求項６】 前記反射鏡の上に更に誘電体膜を付加し
た反射鏡を用いたことを特徴とする請求項１〜５記載の
光走査装置。 - 【請求項７】 前記反射鏡の反射特性に寄与する金属膜
はアルミニウムであることを特徴とする請求項１〜６記
載の光走査装置。 - 【請求項８】 前記反射鏡の反射特性に寄与する金属膜
は銀であることを特徴とする請求項１〜６記載の光走査
装置。 - 【請求項９】 前記光源は窒化ガリウム系青紫半導体レ
ーザーであることを特徴とする請求項１〜８記載の光走
査装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の光走
査装置と、この光走査装置の被走査面に配置された感光
体と、前記光走査装置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、この現像されたトナー像を被転写材に転写す
る転写器と、この転写されたトナー像を被転写材に定着
させる定着器とを備えることを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項１１】 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光走査装置に入力するプリンタ
コントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１
０記載の画像形成装置。 - 【請求項１２】 光源からの光ビームを偏向し、被走査
面上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は、単色波長であり且つ５００ｎｍ以下
であり、 この光源からの光ビームを偏向走査するための回転多面
鏡を備え、 この反射鏡の反射特性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎ
を、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する回転多面鏡を用いたことを特徴とする光走査
装置。 - 【請求項１３】 光源からの光ビームを偏向し、被走査
面上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、 この光源からの光ビームを反射する反射鏡を備え、 この反射鏡の反射特性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎ
を、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する反射鏡を用い、 更に、前記反射鏡の反射特性に寄与する金属膜の上にア
ルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を付加した金属反射鏡を用いたこ
とを特徴とする光走査装置。 - 【請求項１４】 光源からの光ビームを偏向し、被走査
面上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、 この光源からの光ビームを反射する反射鏡を備え、 この反射鏡の反射特性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎ
を、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する反射鏡を用い、 更に、前記反射鏡の上に更に誘電体膜を付加した金属反
射鏡を用いたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項１５】 光源からの光ビームを偏向し、被走査
面上に結像させる光走査装置において、 前記光源の波長は５００ｎｍ以下であり、 この光源からの光ビームを反射する反射鏡を備え、 この反射鏡の反射特性に寄与する金属膜の複素屈折率Ｎ
を、 Ｎ（λ）＝ｎ（λ）−ｉｋ（λ） ただし、ｎ，ｋ＞
０ ｎ（λ）：複素屈折率の実数部 ｉ＝√−１ ｋ（λ）：複素屈折率の虚数部（消衰係数） λ：波長 と定義したとき、 ｋ（λ）＞√（−ｎ（λ）２＋１８ｎ（λ）−１） を満足する反射鏡を用い、 更に、前記反射鏡の反射特性に寄与する金属膜と前記反
射鏡の母材とを同一金属部材から形成したことを特徴と
する光走査装置。 - 【請求項１６】 前記反射鏡の反射特性に寄与する金属
膜の上にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を付加した金属反射鏡
を用いたことを特徴とする請求項１２又は１４又は１５
記載の光走査装置。 - 【請求項１７】 前記反射鏡の上に更に誘電体膜を付加
した反射鏡を用いたことを特徴とする請求項１２又は１
３又は１５記載の光走査装置。 - 【請求項１８】 前記反射鏡は光源からの光ビームを偏
向走査するための偏向ミラーであることを特徴とする請
求項１２〜１７記載の光走査装置。 - 【請求項１９】 前記反射鏡の反射特性に寄与する金属
膜と前記反射鏡の母材とを同一金属部材から形成したこ
とを特徴とする請求項１２〜１４、１６〜１８記載の光
走査装置。 - 【請求項２０】 前記偏向ミラーは回転多面鏡であるこ
とを特徴とする請求項１８又は１９記載の光走査装置。 - 【請求項２１】 前記反射鏡の反射特性に寄与する金属
膜はアルミニウムであることを特徴とする請求項１２〜
２０記載の光走査装置。 - 【請求項２２】 前記反射鏡の反射特性に寄与する金属
膜は銀であることを特徴とする請求項１２〜２０記載の
光走査装置。 - 【請求項２３】 前記光源は窒化ガリウム系青紫半導体
レーザーであることを特徴とする請求項１２〜２２記載
の光走査装置。 - 【請求項２４】 請求項１２〜２３のいずれかに記載の
光走査装置と、この光走査装置の被走査面に配置された
感光体と、前記光走査装置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、この現像されたトナー像を被転写材に転
写する転写器と、この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備えることを特徴とする画像形成
装置。 - 【請求項２５】 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光走査装置に入力するプリンタ
コントローラをさらに備えることを特徴とする請求項２
４記載の画像形成装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2001394085A JP3507474B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-12-26 | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
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| US10/041,463 US6760138B2 (en) | 2001-01-11 | 2002-01-10 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
| US10/624,544 US7068406B2 (en) | 2001-01-11 | 2003-07-23 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
| US11/294,561 US7190498B2 (en) | 2001-01-11 | 2005-12-06 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
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| JP2001003814 | 2001-01-11 | ||
| JP2001-3815 | 2001-01-11 | ||
| JP2001-3814 | 2001-01-11 | ||
| JP2001394085A JP3507474B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-12-26 | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
Related Child Applications (3)
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| JP2003199127A Division JP3492358B1 (ja) | 2001-01-11 | 2003-07-18 | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP2003372465A Division JP2004145352A (ja) | 2001-01-11 | 2003-10-31 | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
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|---|---|
| JP2002277803A JP2002277803A (ja) | 2002-09-25 |
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| JP2002277803A5 JP2002277803A5 (ja) | 2004-08-12 |
Family
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1223454A3 (ja) |
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| JP2007072238A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
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