JPH04294314A - 画像読取スキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読取装置の光学系
やレーザプリンタの光学系として用いられる画像読取ス
キャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像読取に用いられているイメー
ジスキャナはＣＣＤを用いて光を検出しているものが多
い。また、この他の画像読取方法としては、レンズやＣ
ＣＤ等が一体となって情報シート（画像情報面）に密着
して移動しながら読取る方式や、レンズやＣＣＤ等は情
報シートから離れて固定してありミラーなどが移動して
情報を読取るような方式がある。その中でも縮小型イメ
ージセンサの走査方式は主流であり、その第一の従来例
として、図７に示すような読取方式がある。この方式は
、蛍光ランプ１などの線状光源で情報シート２を照明し
、その反射光をレンズ３によりイメージセンサ４に結像
する。このイメージセンサ４は、走査と受光機との両機
能を具備し、走査しながら光電変換し、これにより画像
情報を読取る。また、その第二の従来例として、特開昭
６３−２９２１５９号に開示されているものがある。 この種の従来例を図８に基づいて説明する。図示しない
レーザ光源から出射された光はモータ５により回転され
るポリゴンミラー６に入射されることにより走査され、
その走査光は２個のレンズで形成されるｆθレンズ７を
通過し、ミラー８により反射されて、感光体ドラム９の
表面に導かれることにより、その表面上を走査し、これ
により画像の記録を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】第一の従来例で述べた
ようなＣＣＤを用いたスキャナにおいては、深度が浅く
読取り光束のＮＡが大きいため、本のように綴じ込み付
近でスキャナに対して遠近の生じるものは画像がボケて
しまい、しかも、画素も粗く高精度な画像を正確に読み
込むことに対しては適していない。また、第二の従来例
のように、レーザビームをポリゴンミラー６等を用いて
走査するスキャナにおいては、深度もあり、ビーム径を
小さく絞れるため、高精細な画像を正確に読み込むこと
ができる。しかし、このような光学系はｆθレンズ７と
して高価なレンズを用い、しかも、そのままスキャナと
して用いるには、画像情報シートで反射、散乱された光
の集光能力は低いため、そのままでは使用することがで
きない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、レーザ光源から出射されたレーザ光を光走査部に入射
させ、これにより得られた走査光を画像情報面上で走査
させ、その散乱反射光を前記走査した光路とは逆の光路
をたどり途中分離し集光して検知することにより画像情
報の読取りを行う画像読取スキャナにおいて、前記光走
査部にポリゴンミラーを用い、このポリゴンミラーに非
点隔差を有する光を入射させこれにより走査された光路
上に単一レンズを設け、この単一レンズを通過し前記画
像情報面に向かう間の光路上に光の等方的な若しくは異
方的な集光性及び発散性を有するホログラムプレートを
設けた。

【０００５】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、ポリゴンミラーの各反射面を円弧状の走
査線を発生させるようにその回転軸に対して傾斜させて
形成し、この円弧状の走査線が単一レンズを通過して導
かれるホログラムプレートの回折格子をその入射する走
査線の円弧とは逆向きの円弧を発生させる格子形状に形
成した。

【０００６】請求項３記載の発明では、レーザ光源から
出射されたレーザ光を光走査部に入射させ、これにより
得られた走査光を画像情報面上で走査させ、その散乱反
射光を前記走査した光路とは逆の光路をたどり途中分離
し集光して検知することにより画像情報の読取りを行う
画像読取スキャナにおいて、前記光走査部にポリゴンミ
ラーを用い、このポリゴンミラーに非点隔差を有する光
を入射させこれにより走査された光路上に単一レンズを
設け、前記ポリゴンミラーの各反射面を円弧状の走査線
を発生させるようにその回転軸に対して傾斜させて形成
し、この円弧状の走査線が前記単一レンズを通過し前記
画像情報面に向かう間の光路上にその入射する走査線の
円弧とは逆向きの円弧を発生させる等方的若しくは異方
的にわん曲した形状を有するミラー部材を設けた。

【０００７】請求項４記載の発明では、請求項１，２，
３記載の発明において、走査光が照射される画像情報面
を感光体ドラム若しくは感光体ベルト上に形成した。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明においては、単一レンズを
設けｆθレンズの代用をさせることにより部品コストを
低減させることが可能となり、また、集光性能をもつホ
ログラムプレートを情報面の近傍に配置することによっ
て、光源の波長変動による回折角の変動の影響を小さく
抑えることができる。

【０００９】請求項２記載の発明においては、ポリゴン
ミラーの反射面を傾斜させて形成したことにより、その
反射面で発生する円弧状の走査線をホログラムプレート
で発生する円弧状の走査線と逆向きに発生させることが
できるため、互いに相殺作用をなし、情報面上で直線状
でかつ等速な走査線を描くことが可能となる。

【００１０】請求項３記載の発明においては、わん曲ミ
ラーを設けたことにより請求項２記載の発明の傾斜した
反射面と同様な効果を持たせることができ、しかも、ミ
ラーを用いていることによりホログラムプレートよりも
高い集光効率を得ることができる。

【００１１】請求項４記載の発明においては、画像情報
面を感光体ドラム若しくは感光体ベルト上に形成するこ
とにより、直線状で等速な走査をそのまま書込みにも応
用することが可能となる。

【００１２】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１ないし図３に基
づいて説明する。まず、画像読取スキャナの全体構成の
概略について述べる。レーザ光源１０から出射された光
の光路上には３つの光学部品からなるビーム整形光学系
１１が設けられ、これによりビーム整形された光は穴開
きミラー１２の中央に形成された穴１２ａを通過して、
光走査部としてのポリゴンミラー１３へと導かれる。こ
のポリゴンミラー１３は複数枚の反射面１３ａの形成さ
れた回転可能な多面鏡によりなっている。そして、その
ポリゴンミラー１３の反射面１３ａにより反射され走査
された走査光の光路上には単一レンズとしてのシリンド
リカルレンズ１４（若しくは、ただ一枚の単レンズ）が
配設され、これを通過した走査光は速度ｖ／２で移動可
能な一対のミラー１５により反射されてホログラムプレ
ート１６へと導かれる。このホログラムプレート１６は
、光の等方的な若しくは異方的な集光性能及び発散性能
を有する回折格子１６ａが形成されており、等速度ｖで
移動できるように配置されている。そのホログラムプレ
ート１６を通過した走査線Ａは画像情報面１７に照射さ
れることにより、その面上を走査して画像情報の読取り
を行う。また、画像情報面１７からの散乱反射光は、走
査光路とは逆の経路を辿っていき、再びポリゴンミラー
１３により反射された後、穴開きミラー１２の穴１２ａ
の周辺部に形成された反射領域により反射されて集光レ
ンズ１８により集光されて受光素子１９に検出され、こ
れにより画像情報の読取りを行うことができる。

【００１３】以下、上述したようなシリンドリカルレン
ズ１４及びホログラムプレート１６を用いた理由につい
て述べる。従来においては、走査線Ａの直線性や走査等
速性を補正するには高価なｆθレンズを用いるのが一般
的となっており、しかも、従来の構成のスキャナにおい
ては受光効率が低く、受光強度が小さいものとなってい
る。このようなことから、高価なｆθレンズの代わりに
シリンドリカルレンズ１４を用いたものである。また、
画像情報面１７上を走査し、反射散乱した光を受光して
画像情報を読取るには、ある程度の光強度がないと電気
系の処理が困難となることから、一定の強い信号光が戻
ってくることが必要である。これを確保するためには、
散乱、反射光を集光するために、光学系全体の反射や散
乱光に対する開口を大きくすることが必要であるが、こ
のように設定すると光路途中の光学部品も大きくなり、
装置が大型化する。これを避けるためには、図３に示す
ように、画像情報面１７に最も近い光学部品に集光特性
を持たせ、その光路途中の光束を平行光か平行光に近い
状態にして光を伝搬させることが必要である。このよう
なことから、画像に最も近い位置に主走査方向と副走査
方向とに等しい或いは相異なる集束性能を有するホログ
ラムプレート１６を用いたものである。従って、ホログ
ラムプレート１６を画像情報面１７に近接させて配置す
ることにより、レーザ光源１０の波長変動による回折角
の変動の影響を少なくし、しかも、集光効率を高めるこ
とができる。

【００１４】ここで、具体的な構成を踏まえながらさら
に詳しく説明する。本方式では、等速性をシリンドリカ
ルレンズ１４で確保するためこのレンズの曲率は大きく
なり、そのシリンドリカルレンズ１４を通過した光は小
さい曲率の球面波となっている。この場合、ホログラム
プレート１６のみで、信号光の反射や散乱光に対する高
いＮＡを確保しながら、しかも、ビームも画像情報面１
７上に小さく収差なく結合させることは困難である。そ
こで、本実施例では、ビーム整形光学系１１において２
個の互いに焦点距離の異なる図示しないシリンドリカル
レンズを用いるなどして、大きな非点隔差を有する発散
光（これは走査線の等速性などを補正するため）にして
、その後、シリンドリカルレンズ１４に入射させること
により、主に、副走査方向には平行或いはゆるやかな集
束性、発散性を与え、主走査方向にはゆるやかな集束性
を有する光束にする。このように設定することによって
、ホログラムプレート１６のみで信号光の反射や散乱光
に対する高いＮＡを確保しながら、しかも、ビームも画
像情報面１７上に収差なく結像させることが可能となる
。

【００１５】上述したように、シリンドリカルレンズ１
４を用いてｆθレンズの代用をさせることによって部品
コストを低減させることが可能となり、また、集光性能
をもつホログラムプレート１６を画像情報面１７の近傍
に配置することによって光源の波長変動による回折角の
変動の影響を小さく抑えることが可能となる。また、上
述したような構成では、高いＮＡ（開口数）を確保でき
るため、必要な信号光強度を十分に確保することができ
る。さらに、曲率の大きいシリンドリカルレンズ１４を
用いても、ビーム整形光学系１１の各レンズとホログラ
ムプレート１６とで収差を吸収し、集光性の補助を行う
ため、その収差や必要なビーム径を確保することができ
る。さらにまた、シリンドリカルレンズ１４は、その曲
率を大きく設定できるため、走査線の等速性を十分確保
することが可能である。

【００１６】次に、本発明の第二の実施例を図４に基づ
いて説明する。ここでは、ポリゴンミラー１３の各反射
面１３ａをその回転軸Ｐに対して傾斜させて形成し、円
弧状の走査線を発生させるようにしたものである。また
、その円弧状の走査線がシリンドリカルレンズ１４を通
過して導かれるホログラムプレート１６の回折格子１６
ａを、その入射する走査線の円弧とは逆向きの円弧を発
生させる格子形状に形成したものである。以下、このよ
うに設定した理由について述べる。

【００１７】ホログラムプレート１６に入射するまでは
直線走査をするが、そのホログラムプレート１６により
多少、曲線走査になってしまう。そこで、傾斜した反射
面１３ａを有する回転するポリゴンミラー１３を用いて
予め、ホログラムプレート１６により発生するわん曲し
た走査線とは逆方向のわん曲した走査線を発生させ、互
いにそれらが相殺されて、画像情報面１７では直線状の
走査線となるようにする。このような直線状でかつ等速
な走査線を形成することにより、ゆがみのない画像読取
りを行うことが可能となる。

【００１８】次に、本発明の第三の実施例を図５に基づ
いて説明する。ここでは、第二の実施例で述べたような
ホログラムプレート１６を用いる代わりに、わん曲ミラ
ー２０を設けたものである。すなわち、シリンドリカル
レンズ１４を通過し前記画像情報面１７に向かう間の光
路上に、その入射する走査線の円弧とは逆向きの円弧を
発生させる等方的若しくは異方的にわん曲した形状を有
するわん曲ミラー２０を配設したものである。このよう
にわん曲ミラー２０を用いても、画像情報面１７上で直
線状の走査線を描くことが可能である。

【００１９】次に、本発明の第四の実施例を図６に基づ
いて説明する。ここでは、走査光が照射される画像情報
面１７を感光体ドラム２１（若しくは、感光体ベルト）
上に形成したものである。このように感光体ドラム２１
の面上をも走査することによって、これら直線状に等速
に走査するスキャナは、画像情報の読取りだけでなく、
電子写真方式で情報を紙に転写する画像情報の書込み用
スキャナとしても利用することが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザ光源から
出射されたレーザ光を光走査部に入射させ、これにより
得られた走査光を画像情報面上で走査させ、その散乱反
射光を前記走査した光路とは逆の光路をたどり途中分離
し集光して検知することにより画像情報の読取りを行う
画像読取スキャナにおいて、前記光走査部にポリゴンミ
ラーを用い、このポリゴンミラーに非点隔差を有する光
を入射させこれにより走査された光路上に単一レンズを
設け、この単一レンズを通過し前記画像情報面に向かう
間の光路上に光の等方的な若しくは異方的な集光性及び
発散性を有するホログラムプレートを設けたので、単一
レンズを設けてｆθレンズの代用をさせることにより部
品コストを低減させることが可能となり、また、集光性
能をもつホログラムプレートを情報面の近傍に配置する
ことによって、光源の波長変動による回折角の変動の影
響を小さく抑えることができるものである。

【００２１】請求項２記載の発明は、ポリゴンミラーの
各反射面を円弧状の走査線を発生させるようにその回転
軸に対して傾斜させて形成し、この円弧状の走査線が単
一レンズを通過して導かれるホログラムプレートの回折
格子をその入射する走査線の円弧とは逆向きの円弧を発
生させる格子形状に形成したので、反射面で発生する円
弧状の走査線をホログラムプレートで発生する円弧状の
走査線と逆向きに発生させることができるため、互いに
相殺作用をなし、情報面上で直線状でかつ等速な走査線
を描くことが可能となり、これにより、ゆがみのない画
像読取りを行うことができるものである。

【００２２】請求項３記載の発明は、レーザ光源から出
射されたレーザ光を光走査部に入射させ、これにより得
られた走査光を画像情報面上で走査させ、その散乱反射
光を前記走査した光路とは逆の光路をたどり途中分離し
集光して検知することにより画像情報の読取りを行う画
像読取スキャナにおいて、前記光走査部にポリゴンミラ
ーを用い、このポリゴンミラーに非点隔差を有する光を
入射させこれにより走査された光路上に単一レンズを設
け、前記ポリゴンミラーの各反射面を円弧状の走査線を
発生させるようにその回転軸に対して傾斜させて形成し
、この円弧状の走査線が前記単一レンズを通過し前記画
像情報面に向かう間の光路上にその入射する走査線の円
弧とは逆向きの円弧を発生させる等方的若しくは異方的
にわん曲した形状を有するミラー部材を設けたので、わ
ん曲ミラーを設けたことにより請求項２記載の発明の傾
斜した反射面と同様な効果を持たせることができ、しか
も、ミラーを用いていることによりホログラムプレート
よりも高い集光効率を得ることができるものである。

【００２３】請求項４記載の発明は、走査光が照射され
る画像情報面を感光体ドラム若しくは感光体ベルト上に
形成したので、画像情報面を感光体ドラム若しくは感光
体ベルト上に形成することにより、直線状で等速な走査
をそのまま書込みにも応用することが可能となり、これ
により安価でコンパクトな構成としたレーザプリンタ等
の情報書込み用光走査機として利用することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す画像読取スキャナ
の平面図である。

【図２】第一の実施例を示す画像読取スキャナの側面図
である。

【図３】ホログラムプレート１６の周辺部の光路状態を
示す光路図である。

【図４】本発明の第二の実施例を示す平面図である。

【図５】本発明の第三の実施例を示す平面図である。

【図６】本発明の第四の実施例を示す平面図である。

【図７】第一の従来例である画像読取スキャナの一部構
成の概略を示す光路図である。

【図８】第二の従来例である画像読取スキャナの一部構
成の概略を示す光路図である。

【符号の説明】

１０　　　　　　レーザ光源 １１　　　　　　画像情報面 １３　　　　　　ポリゴンミラー（光走査部）１３ａ　
　　　反射面 １４　　　　　　単一レンズ １６　　　　　　ホログラムプレート １６ａ　　　　回折格子 ２０　　　　　　わん曲ミラー ２１　　　　　　感光体ドラム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光源から出射されたレーザ光を
   光走査部に入射させ、これにより得られた走査光を画像
   情報面上で走査させ、その散乱反射光を前記走査した光
   路とは逆の光路をたどり途中分離し集光して検知するこ
   とにより画像情報の読取りを行う画像読取スキャナにお
   いて、前記光走査部にポリゴンミラーを用い、このポリ
   ゴンミラーに非点隔差を有する光を入射させこれにより
   走査された光路上に単一レンズを設け、この単一レンズ
   を通過し前記画像情報面に向かう間の光路上に光の等方
   的な若しくは異方的な集光性及び発散性を有するホログ
   ラムプレートを設けたことを特徴とする画像読取スキャ
   ナ。
2. 【請求項２】　　ポリゴンミラーの各反射面を円弧状の
   走査線を発生させるようにその回転軸に対して傾斜させ
   て形成し、この円弧状の走査線が単一レンズを通過して
   導かれるホログラムプレートの回折格子をその入射する
   走査線の円弧とは逆向きの円弧を発生させる格子形状に
   形成したことを特徴とする請求項１記載の画像読取スキ
   ャナ。
3. 【請求項３】　　レーザ光源から出射されたレーザ光を
   光走査部に入射させ、これにより得られた走査光を画像
   情報面上で走査させ、その散乱反射光を前記走査した光
   路とは逆の光路をたどり途中分離し集光して検知するこ
   とにより画像情報の読取りを行う画像読取スキャナにお
   いて、前記光走査部にポリゴンミラーを用い、このポリ
   ゴンミラーに非点隔差を有する光を入射させこれにより
   走査された光路上に単一レンズを設け、前記ポリゴンミ
   ラーの各反射面を円弧状の走査線を発生させるようにそ
   の回転軸に対して傾斜させて形成し、この円弧状の走査
   線が前記単一レンズを通過し前記画像情報面に向かう間
   の光路上にその入射する走査線の円弧とは逆向きの円弧
   を発生させる等方的若しくは異方的にわん曲した形状を
   有するわん曲ミラーを設けたことを特徴とする画像読取
   スキャナ。
4. 【請求項４】　　走査光が照射される画像情報面を、感
   光体ドラム若しくは感光体ベルト上に形成したことを特
   徴とする請求項１，２，３記載の画像読取スキャナ。