JPH09252388A

JPH09252388A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH09252388A
Application number: JP8057638A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Otsuki; 正明大槻
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】１度の走査によってカラー原稿の３原色の各色
の画像情報を読み取り、画像読取作業時間を短縮すると
ともに、光学系装置等の長寿命化を図り、画素位置のず
れを防止して画像読取装置のコストダウンを実現する。【解決手段】原稿１３の画像面における反射光をミラー
１７を介して柱状鏡体１８に照射する。光源１５から照
射された光の原稿１３の前端部１３ａの反射光は光路Ｗ
ａを経由して、原稿１３の後端部１３ｂの反射光は光路
Ｗｂを経由して、それぞれ、柱状鏡体１８に入射する。
柱状鏡体１８の外側面は、外側面が反射光Ｗａを矢印Ｄ
方向に反射する半径ｒ１から反射光Ｗｂを矢印Ｄ方向に
反射する半径ｒ２まで連続して変化している。柱状鏡体
１８を回転させると、原稿１３の画像面の前端部１３ａ
から後端部１３ｂにおいて反射した光が、柱状鏡体１８
の外側面において順次矢印Ｄ方向に反射し、受光センサ
１４によって受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像読取装置に
おいて原稿画像の読取光を受光素子に配光する光走査装
置、及び、画像形成装置において画像の書込光を感光体
に配光する光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル複写機やフラットヘッドスキ
ャナにおいて原稿の画像を読み取る場合、光源の光を原
稿に照射し、その反射光を読取光としてＣＣＤ等の光電
変換素子により受光し、画像情報を濃度情報として得る
ようにしている。この場合、一般的には、原稿に対して
光源の光を走査し、画像情報を１ラインずつ読み取るよ
うにしており、カラー原稿の画像を読み取る場合には、
３原色の各色についての画像情報が必要となる。そこ
で、従来のディジタル複写機やフラットヘッドスキャナ
等の装置では、３原色の各色のフィルタを介して光源の
光を３回原稿に照射するものや、光源によりカラー原稿
を３回連続して走査するとともに、光電変換素子に対す
る原稿の反射光の光路中に３原色の各色のフィルタを順
次切り換えて挿入するようにしたものがある。例えば、
特開平２−２７７０１９号公報に開示された装置では、
光源の光を原稿に照射する回転多面鏡の各反射面に３原
色の各色に対応した３種類の波長選択性を有するフィル
タを設け、光源の光による３回の原稿の走査時のそれぞ
れにおいて、回転多面鏡の各色のフィルタが光源に対向
するタイミングに同期して光電変換素子の出力を読み取
るようにしている。

【０００３】また、ディジタル複写機やプリンタ等の電
子写真法を用いて画像形成を行う装置では、形成すべき
画像の画像情報に基づいて出力光強度及び点灯時間を制
御した光源の光を書込光として照射することにより、単
一極性の電荷を帯電した感光体の表面を露光し、感光体
の表面に静電潜像を形成する。カラー画像を形成する場
合には、減法混色の３原色及び黒色の各色に分解した画
像情報のそれぞれについて画像を形成する必要がある。
そこで、従来のディジタル複写機やプリンタ等の装置で
は、減法混色の３原色及び黒色の各色のそれぞれについ
て光源を駆動して感光体を４回露光することより、各色
についての画像形成作業を４回繰り返して行うようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ディジタル複写機やフラットヘッドスキャナにおいて原
稿の画像を読み取る場合には、３原色の各色についての
原稿画像の読取作業を３回繰り返して行っていたため、
画像読取作業に長時間を必要とする問題がある。また、
１枚の原稿に対して光源を３回走査させる必要があるた
め、光学系装置や走査装置の寿命が短くなる問題があ
る。さらに、３回の読取作業において読み取った各色の
画像情報に画素位置のずれを生じ易い問題があり、この
画素位置のずれを防止するためには走査系装置に高い精
度が要求され、コストの上昇招く問題がある。

【０００５】また、従来のディジタル複写機やプリンタ
において画像を形成する場合にも、３原色の各色及び黒
色のそれぞれについての画像形成作業を４回繰り返して
行っていたため、画像形成作業に長時間を必要とする問
題がある。また、単一の画像について光源を４回駆動し
なければならず、光源の寿命が短縮する問題がある。さ
らに、４回の画像形成作業において感光体の回転に対す
る光源の駆動タイミングを厳格に一致させる制御は容易
ではなく、形成された画像に画素位置のずれを生じ易い
問題がある。

【０００６】さらに、形成する画像の階調性を高めるた
めには、光源の光の強度を細かく制御する必要があり、
制御処理及び制御手段の構成が複雑化する問題がある。

【０００７】この発明の目的は、１度の走査によってカ
ラー原稿の３原色の各色の画像情報を読み取ることがで
きるとともに、１回の光源の駆動により減色混法の３原
色及び黒色の画像情報を照射することができ、画像読取
作業時間及び画像形成作業時間を短縮することができ、
光学系装置、走査装置及び光源の長寿命化を図ることが
でき、画素位置のずれを生じることがなく、画像読取装
置及び画像形成装置のコストダウンを実現できる光走査
装置を提供することにある。

【０００８】また、制御処理及び制御手段の構成を複雑
化することなく形成する画像の階調性を高めることがで
きる光走査装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、光源と露光対象物との間の光路中に、外側面が鏡面
であり、半径が断続的又は連続的に変化する柱状鏡体を
回転自在に配置し、光源から照射された光を柱状鏡体の
外側面において反射させた後に露光対象物に配光するこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載した発明は、前記柱状鏡体
を、原稿と受光素子との間の光路中に回転自在に配置
し、画像読取装置の一部を構成することを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載した発明は、前記柱状鏡体
を、書込光源と感光体との間の光路中に回転自在に配置
し、画像形成装置の一部を構成することを特徴とする。

【００１２】請求項４に記載した発明は、書込光源と感
光体との間の光路中に、鏡面である外側面の反射率が円
周方向に断続的又は連続的に変化する柱状鏡体を回転自
在に配置し、書込光が柱状鏡体の外側面の所定の部分に
対向するタイミングで書込光源を駆動することを特徴と
する。

【００１３】請求項５に記載した発明は、前記柱状鏡体
と感光体との間の光路中に、外側面が鏡面であり、半径
が連続的に変化する第２の柱状鏡体を回転自在に配置
し、書込光源から照射された光を２つの柱状鏡体の外側
面において反射させた後に感光体に配光することを特徴
とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、請求項１に記載した発明
の実施形態に係る光走査装置を構成する柱状鏡体の外観
図及び断面図である。柱状鏡体１は、回転軸１ｂ方向に
断面形状が一様な柱状体であり、外側面１ａは鏡面に構
成されている。この柱状鏡体１の断面は、長径ｒ１、短
径ｒ２の楕円形を呈している。したがって、柱状鏡体１
の断面における回転軸１ｂから外側面１ａまでの距離
は、ｒ１からｒ２までの間で連続的に変化する。この柱
状鏡体１を光路中に配置し、図外の駆動機構により回転
軸１ｂを中心に回転させる。このとき、柱状鏡体１の外
側面１ａに対し、法線方向以外の方向から光が入射する
ようにする。

【００１５】図２に示すように、外側面１ａに対して法
線方向以外の方向から光が入射するようにして柱状鏡体
１を光路中に配置すると、外側面１ａにおいて回転軸１
ｂから距離ｒ１の部分Ｐ１における反射角θ₁と回転軸
１ｂから距離ｒ２の部分Ｐ２における反射角θ₂とが相
違する。したがって、柱状鏡体１をこの位置で回転軸１
ｂを中心として回転させることにより、光の入射方向を
変化させることなく、反射方向を２（θ₂−θ₁）の範
囲で往復移動させることができる。

【００１６】なお、複数の入射光が平行に入射する場
合、図３（Ａ）に示すように、これらの入射光の入射位
置が外側面１ａにおいて中心軸ｂに平行な直線Ｌ１上に
位置するように柱状鏡体１を配置することにより、複数
の入射光の関係を反射後においても維持することができ
る。

【００１７】また、図３（Ｂ）に示すように、複数の平
行な入射光が、柱状鏡体１の外側面１ａにおいて中心軸
ｂに平行な直線Ｌ１上に入射し、かつ、柱状鏡体１の外
側面１ａ方向から見て回転軸１ｂに直交する方向に入射
するように柱状鏡体１を配置する。このように構成する
ことにより、回転軸１ｂに直交する平面についてのみ入
射光と反射光との角度変化を制御すればよいことにな
り、柱状鏡体１によって構成される光走査装置を用いた
装置の設計が容易になる。

【００１８】図４は、請求項１に記載した発明の別の実
施形態である柱状鏡体の外観図、断面図及び光の反射状
態を示す側面図である。柱状鏡体２は、中心軸２ｂから
外側面までの距離が、矢印Ａ方向に１８０度の回転角の
範囲で、距離ｒ２からｒ１まで連続的に増加する断面形
状を呈している。したがって、柱状鏡体２の外側面は、
距離ｒ２からｒ１まで連続的に増加する２つの領域２ｃ
及び２ｄによって構成されている。

【００１９】図４（Ｃ）に示すように、この柱状鏡体２
を光路中に配置して回転軸２ｂを中心として矢印Ｂ方向
に回転させると、柱状鏡体２の外側面における反射角
は、柱状鏡体２の回転角が０度から１８０度までの範
囲、及び、１８０度から３６０度までの範囲において、
θ₁からθ₂まで連続的に増加する。即ち、柱状鏡体２
の外側面における反射角は、柱状鏡体２が１回転する間
に、θ₁からθ₂まで増加する変化を２回繰り返すこと
になる。

【００２０】このように柱状鏡体２の外側面を半径の変
化状態が同一である２つの領域２ａ及び２ｂにより構成
することにより、柱状鏡体２の１回転について反射光を
同一の範囲において２回走査させることができる。した
がって、柱状鏡体２の回転速度を変えることなく、柱状
鏡体２により構成される光走査装置を用いた装置の動作
速度を２倍にすることができる。

【００２１】なお、柱状鏡体の外側面を、半径の変化状
態が同一である３つ以上の領域により構成することによ
り、柱状鏡体の回転速度を変えることなく装置の動作速
度を３倍以上に増加させることができる。

【００２２】図５は、請求項１に記載した発明のさらに
別の実施形態である光走査装置を構成する柱状鏡体の側
面図、光の反射状態を示す図、及び、使用状態を示す図
である。柱状鏡体３の外側面は、半径がｒ１、ｒ２、ｒ
３、ｒ４である領域３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにより構成
されている。領域３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれ
は、断面における周長が一致するように、それぞれの扇
型の角度φ₁、φ₂、φ₃、φ₄が決定されている。こ
の柱状鏡体３を光路中に配置し、回転軸３ｅを中心とし
て回転させると、柱状鏡体３が１回転する間に光をＤ
１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の４方向に反射させることができ
る。

【００２３】この柱状鏡体３に点滅により４ビット長の
データを表現する光が入射する場合、図５（Ｃ）に示す
ように、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の４方向のそれぞれに
受光素子８ａ〜８ｄを設けるとともに、データの周期と
柱状鏡体３の１回転とを同期させることにより、各ビッ
トのデータの内容を受光素子のそれぞれが個別に受光す
ることができ、柱状鏡体３をデコーダとして使用するこ
とができる。また、一定時間を４分割して重畳された４
つの光信号を４個の受光素子に分配することもできる。
なお、柱状鏡体３の外側面の分割数は４に限るものでは
ない。また、図６に示すように、半径が互いに異なる複
数の領域を１組として、複数組構成することにより、柱
状鏡体３の回転数を変えることなくデータの処理速度を
速くすることができる。

【００２４】図７は、請求項２に記載した発明の実施形
態である光走査装置を用いた画像読取装置の要部の構成
を示す図である。図７（Ａ）に示す画像読取装置１１に
おいて原稿台１２に載置された原稿１３の画像をＣＣＤ
等の受光センサ１４により読み取る場合、光源１５の光
をミラー１６を介して原稿１３の画像面の全面に配光
し、原稿１３の画像面における反射光をミラー１７を介
して柱状鏡体１８に照射する。光源１５から照射された
光の原稿１３の前端部１３ａにおける反射光は、光路Ｗ
ａを経由して柱状鏡体１８に入射し、原稿１３の後端部
１３ｂにおける反射光は、光路Ｗｂを経由して柱状鏡体
１８に入射する。

【００２５】図７（Ｂ）に示すように、柱状鏡体１８
は、外側面が反射光Ｗａを矢印Ｄ方向に反射する半径ｒ
１から反射光Ｗｂを矢印Ｄ方向に反射する半径ｒ２まで
連続して変化する断面形状に形成されている。この柱状
鏡体１８に対して矢印Ｄ方向に受光センサ１４が位置し
ている。したがって、柱状鏡体１８を回転させると、原
稿１３の画像面の前端部１３ａから後端部１３ｂまでに
おいて反射した光が、柱状鏡体１８の外側面において順
次矢印Ｄ方向に反射し、受光センサ１４によって受光さ
れる。

【００２６】以上の構成により、柱状鏡体１８を回転さ
せるだけで原稿１３の全面の画像情報を受光センサ１４
により読み取ることができ、原稿１３の画像面に対して
光源及びミラーを相対的に走査させるためのスキャナ機
構を不要にして、画像読取装置の構造を極めて簡略化す
ることができる。

【００２７】図８は、請求項２に記載した発明の第２の
実施形態である光走査装置を使用したカラー画像読取装
置の構成を示す図である。画像読取装置２１において原
稿台２２に載置された原稿２３のカラー画像を読み取る
場合、光源２５とセルフォックレンズ２７ａを設けた光
ファイバ２６の一端とを原稿台２２の下面において水平
移動させて原稿の画像面を走査する。一方、光ファイバ
２６の他端に設けられたセルフォックレンズ２７ｂを柱
状鏡体２８に対向させる。光源２５から照射された光
は、原稿２３の画像面において反射し、セルフォックレ
ンズ２７ａから光ファイバ２６内に平行に入射する。

【００２８】光ファイバ２６内に入射した光は、セルフ
ォックレンズ２７ｂを介して平行光として柱状鏡体２８
に所定の角度で入射する。柱状鏡体２８からの反射方向
Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃのそれぞれには、カラーフィルタ２９
ａ、２９ｂ、２９ｃ及び図外のレンズとともに受光セン
サ２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けられている。カラーフ
ィルタ２９ａ、２９ｂ、２９ｃのそれぞれは、３原色の
各色のフィルタである。

【００２９】図８（Ｂ）に示すように、柱状鏡体２８の
外側面は、入射光Ｗを矢印Ｄａ方向に反射する半径ｒ１
の領域２８ａ、矢印Ｄｂ方向に反射する半径ｒ２の領域
２８ｂ、及び、矢印Ｄｃ方向に反射する半径ｒ３の領域
２８ｃに分割されている。これらの領域２８ａ〜２８ｃ
のそれぞれの弧の部分の長さ（周長）は同一にされてい
る。したがって、受光センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの
それぞれには、フィルタ２９ａ、２９ｂ、２９ｃのそれ
ぞれを介して原稿２３の画像面における反射光が、３原
色の各色に分解されて入射する。

【００３０】以上の構成により、画像読取装置２１にお
いては、光源２５およびセルフォックレンズ２７ａが一
画素分移動する間に、柱状鏡体２８を１回転させること
により、光源２５及びセルフォックレンズ２７ａが原稿
を１回走査する間に、原稿２２の全面の画像について、
３原色の各色の画像情報を受光センサ２４ａ〜２４ｃの
それぞれにより読み取ることができる。このため、原稿
の走査回数を１／３にすることができるとともに、読取
画像に画素ずれを生じることもない。

【００３１】図９は、請求項２に記載した発明の第３の
実施形態である光走査装置を使用したカラー画像読取装
置の構成を示す図である。このカラー画像読取装置２１
は、図８に示した画像読取装置２１の柱状鏡体２８に代
えて柱状鏡体３０を備え、さらに、柱状鏡体３０に対し
て矢印Ｄｄ方向にフォトセンサ３１を設けている。柱状
鏡体３０は、図９（Ｂ）に示すように、半径がそれぞれ
ｒ１、ｒ２、ｒ３である領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃの
それぞれの間に、半径ｒ４の領域３０ｄを形成したもの
である。この領域３０ｄは、セルフォックレンズ２７ｂ
から照射さた光を矢印Ｄｄ方向に反射する。

【００３２】以上の構成により、画像読取装置２１にお
いては、柱状鏡体３０の回転により光の反射方向が変化
する際に、フォトセンサ３１に光が配光される。したが
って、フォトセンサ３１の出力信号を読み取ることによ
り、受光センサ２４ａ〜２４ｃのそれぞれの出力信号の
読取タイミングを知ることができ、３原色の各色の画像
情報をより正確に読み取ることができる。

【００３３】図１０は、請求項２に記載した発明の第４
の実施形態である光走査装置を使用した画像読取装置の
構成を示す図である。図１０（Ａ）に示す画像読取装置
４１は、原稿台４７上に載置された原稿の画像を光源４
２及びセルフォックレンズ４４ａにより走査し、原稿の
画像面における反射光をセルフォックレンズ４４ａ，４
４ｂ及び光ファイバ４３を介して柱状鏡体４０に配光す
る。図１０（Ｂ）に示すように、柱状鏡体４０は、外側
面を互いに半径が異なる複数の領域に分割して構成され
ている。したがって、柱状鏡体４０が回転すると、セル
フォックレンズ４４ｂから照射された光は、柱状鏡体４
０の外側面において複数の方向に反射する。この反射方
向に凹面鏡４５を配置し、複数の反射光を単一の受光セ
ンサ４６に導く。

【００３４】以上の構成により、受光センサ４６の出力
信号の読取タイミングを柱状鏡体４０の回転に同期さ
せ、柱状鏡体４０の複数の領域のそれぞれにおける反射
光を個別に読み取ることにより、光源４２及びセルフォ
ックレンズ４４ａの走査速度を変えることなく原稿走査
方向の画像読取数を増加し、読取画像の解像度を高くす
ることができる。

【００３５】また、図１１及び図１２に示すように、図
８に示した画像読取装置４１の構成に加えて、柱状鏡体
４０と凹面鏡４５との間において柱状鏡体４０の３方向
の反射光路のそれぞれに３原色のフィルタ４９ａ〜４９
ｃを配置し、図８又は図９の構成と同様の効果を得るこ
ともできる。即ち、このように構成した画像読取装置に
おいて、柱状鏡体４０の回転に同期したタイミングで受
光センサ４６の出力信号を読み取ることにより、原稿を
１回走査する間に、単一の受光センサ４６で３原色の各
色の画像情報を読み取ることもでき、図８又は９に示し
た構成に比較して受光センサの数を１／３に減少するこ
とができる。

【００３６】図１３は、請求項３に記載した発明の第１
の実施形態である光走査装置を用いたカラー画像形成装
置の構成を示す図である。図１３（Ａ）に示すように、
画像形成装置５１は、露光光源５２から照射された書込
光を柱状鏡体５０に配光する。柱状鏡体５０は、図１３
（Ｂ）に示すうように、外側面を互いに半径が異なると
ともに、弧の部分の長さが同一である４つの領域に分割
して構成されており、書込光を４方向に分離して反射す
る。柱状鏡体５０の４方向の反射光路のそれぞれには、
ミラー５５ａ〜５５ｄ及びミラー５６ａ〜５６ｄがそれ
ぞれ配置され、各反射光は感光体５３ａ〜５３ｄの表面
に配光される。なお、感光体５３ａ〜５３ｄのそれぞれ
に対して、現像装置５７ａ〜５７ｄからイエロー、マゼ
ンタ、シアンの減法混色の３原色及び黒色のそれぞれの
現像剤が供給される。

【００３７】以上の構成により、柱状鏡体５０の１回転
毎に画像書込ラインを切り換え、かつ、柱状鏡体５０の
回転周期の１／４の時間毎に減法混色の３原色及び黒色
のそれぞれの画像書込光を切り換えて露光光源５２から
照射し、感光体５３ａ〜５３ｄのそれぞれに減法混色の
３原色及び黒色の画像を形成することができる。この感
光体５３ａ〜５３ｄのそれぞれに形成された画像を、搬
送ベルト５４上を搬送される用紙に転写することによ
り、カラー画像を形成することができる。したがって、
減法混色の３原色及び黒色の４色のそれぞれについて４
回の画像形成プロセスを実行することなくカラー画像を
形成する際に、備えるべき露光装置の数が１／４にな
り、装置の小型化を実現できる。

【００３８】図１４は、請求項３に記載した発明の第２
の実施形態である光走査装置を用いた画像形成装置の構
成を示す図である。図１４（Ａ）に示すように、画像形
成装置６１は、露光装置６２から照射された書込光を柱
状鏡体６０に配光し、柱状鏡体６０における反射光によ
り感光体６３を露光する構成である。図１４（Ｂ）に示
すように、柱状鏡体６０の外側面は、半径ｒ１から半径
Ｒ２まで連続的に変化するように形成されている。

【００３９】以上の構成により、柱状鏡体６０が１回転
する間において、露光装置６２から照射された書込光Ｗ
１の柱状鏡体６０における反射方向は、図１４（Ｃ）に
示すように、半径ｒ１の部分での反射方向Ｄ１から半径
ｒ２の部分での反射方向Ｄ２まで変化する。柱状鏡体６
０が１回転する間において露光装置６２から画像全面の
書込光を照射することにより、感光体６３の表面を画像
全面の書込光により露光することができ、感光体６３を
回転等移動させる必要がなく、写真フィルム等の任意の
感光材料に対する画像形成作業を容易に行うことができ
る。

【００４０】図１５は、請求項３に記載した発明の第３
の実施形態である光走査装置を用いたカラー画像形成装
置の構成を示す図である。図１５（Ａ）に示すように、
画像形成装置７１は、露光装置７２から照射された書込
光を柱状鏡体７０に配光し、柱状鏡体７０における反射
光をフィルタ７３、ミラー７４及びレンズ７５を介して
感光体７６に導くように構成されている。図１５（Ｂ）
に示すように、柱状鏡体７０の外側面は、周長が同一で
ある半径ｒ１、ｒ２、ｒ３のそれぞれの領域に分割して
構成されている。したがって、柱状鏡体７０の回転によ
り、露光装置７２から照射された書込光は、図１５
（Ｃ）に示すように、柱状鏡体７０の半径ｒ１の部分で
の反射方向Ｄ１、半径ｒ２の部分での反射方向Ｄ２、及
び、半径ｒ３の部分での反射方向Ｄ３の３方向に分離し
て反射する。フィルタ７３は、反射方向Ｄ１〜Ｄ３の各
反射光路のそれぞれに配置された３原色の各色のフィル
タ７３ａ〜７３ｃによって構成されている。また、ミラ
ー７４は、反射方向Ｄ１及びＤ２の各反射光路をレンズ
７５方向に屈曲するミラー７４ａ及び７４ｂによって構
成されている。

【００４１】以上の構成により、柱状鏡体７０が１／３
回転する毎に、書込画像の１ライン分についての３原色
のそれぞれの書込光を露光装置７２から切り換えて照射
することにより、感光体７６を３原色の書込光により露
光することができる。したがって、３原色の各色の光の
分光感度に応じて感光する写真フィルム等の感光材料で
ある感光体７６を、露光装置７２における書込光の１ラ
イン毎の走査速度に同期して移動させることにより、１
組の画像書込装置によりカラー画像の書込を行うことが
できる。

【００４２】図１６は、請求項３に記載した発明の第４
の実施形態である光走査装置を用いた画像形成装置の構
成を示す図である。図１６（Ａ）に示すように、画像形
成装置８１は、露光装置８２から照射した光を柱状鏡体
８０に配光し、柱状鏡体８０における反射光をフィルタ
８３及びミラー８４を介して感光体８５に導く。露光装
置８２は、画素毎に対応した複数のＬＥＤを柱状鏡体８
０及び感光体８５の回転軸に平行に配列して構成されて
いる。感光体８５は、一例として光導電作用による静電
潜像を形成する電子写真感光体である。

【００４３】図１６（Ｂ）に示すように、柱状鏡体８０
の外側面は、周長が同一である半径ｒ１〜ｒ４のそれぞ
れの領域に分割して構成されている。したがって、図１
６（Ｃ）に示すように、柱状鏡体８０が１回転する間に
おいて、露光装置８２から照射された書込光Ｗ１は、半
径ｒ１〜ｒ４のそれぞれの部分での反射方向Ｄ１〜Ｄ４
のそれぞれに分離して反射する。フィルタ８３は、反射
方向Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれの光路中に配置され、互いに
透過率が異なるフィルタ８３ａ〜８３ｄによって構成さ
れている。ミラー８４は、反射方向Ｄ１〜Ｄ３のそれぞ
れの光路中に配置され、反射方向Ｄ１〜Ｄ４に分離され
た光路を感光体８５の同一位置に集光する。

【００４４】以上の構成により、柱状鏡体８０を回転さ
せて露光装置から照射された書込光が反射する部分を選
択し、反射方向Ｄ１〜Ｄ４のいずれかを選択的に用いる
ことにより、書込光の強度を露光装置８２を消灯した場
合を含む５段階に変化させることができる。即ち、感光
体８５が１ライン分回転する時間Ｔに柱状鏡体８０を１
回転させ、さらに、露光装置８２において画素毎の各Ｒ
ＥＤの駆動時間を１／４Ｔとすると、露光装置８２にお
ける各ＲＥＤの駆動タイミングを制御することにより、
書込光が通過する光路を感光体８５上の１ライン分の画
素毎に反射方向Ｄ１〜Ｄ４のいずれかから選択して感光
体８５に対する露光量を画素毎に調整することができ、
感光体８５に形成する静電潜像に階調を与えることがで
きる。

【００４５】また、露光装置８２における各ＬＥＤの駆
動時間として１／４Ｔ、２／４Ｔ、３／４Ｔ、Ｔのいず
れかを選択することにより、フィルタ８３ａ〜８３ｄの
透過光量をそれぞれＸ、２Ｘ、４Ｘ、８Ｘとした場合、
図１７に示すように、感光体８５に対する露光量は、０
〜１５ＸＰ（但し、ＰはＬＥＤの駆動時間を１／４Ｔと
した場合の露光量）の１６階調の範囲で変化させること
ができる。さらに、感光体８５が１ライン分回転する時
間Ｔにおける柱状鏡体８０の回転数を２回以上にするこ
とにより、感光体８５の露光量を１６×ｎ（ｎ＝２、
３、４・・・）階調の範囲で変化させることができる。

【００４６】さらに、図１８に示すように、複数の露光
装置８２を設け、各露光装置８２から照射される光の光
路をハーフミラー８６等を用いて合成した後に柱状鏡体
８０に配光するようにし、各露光装置８２の駆動タイミ
ングを上述のように制御することにより、感光体８５に
形成する静電潜像の階調数を増加することができる。ま
た、露光装置８２の設置数を増加すれば、各露光装置８
２におけるＬＥＤの駆動時間を減少させることができ、
各露光装置８２の寿命を長期化することができる。

【００４７】加えて、図１９に示すように、３原色の各
色の書込光を照射する露光装置８２ａ〜８２ｃを設け、
これら露光装置８２ａ〜８２ｃから照射される書込光の
光路を凹面鏡８７等を用いて合成した後に柱状鏡体８０
に配光するようにし、感光体８５として３原色の各色の
分光感度に応じて感光する写真フィルム等の感光材料を
用いることにより、画像全体について１回の露光により
カラー画像を形成することができる。

【００４８】図２０は、請求項３に記載した発明の第５
の実施形態である光走査装置を用いた画像形成装置の構
成を示す図である。図１８（Ａ）に示すように、画像形
成装置９１は、露光装置９２から照射した光を柱状鏡体
９０に配光し、柱状鏡体９０における反射光を凹面鏡９
３を介して感光体９４に導く。露光装置９２は、画素毎
に対応した複数のＬＥＤを柱状鏡体９０及び感光体９４
の回転軸に平行に配列して構成されている。感光体９４
は、一例として光導電作用による静電潜像を形成する電
子写真感光体である。凹面鏡９３の表面の反射率は、柱
状鏡体９０及び感光体９４の回転軸に直交する方向に連
続的に変化する。

【００４９】図２０（Ｂ）に示すように、柱状鏡体９０
の外側面は、半径ｒ１から半径ｒ２まで連続的に変化す
るように構成されている。したがって、図２０（Ｃ）に
示すように、柱状鏡体９０が１回転する間において、露
光装置９２から照射された書込光Ｗ１は、半径ｒ１の部
分での反射方向Ｄ１から半径ｒ２の部分での反射方向Ｄ
２まで移動して反射する。凹面鏡９３は、反射方向Ｄ１
からＤ２までの光路中に配置されており、反射方向Ｄ１
からＤ４までに分離された光路を感光体９４の同一位置
に集光する。

【００５０】以上の構成により、感光体９４が１ライン
分回転する時間Ｔに柱状鏡体９０を１回転させ、さら
に、露光装置９２において画素毎の各ＲＥＤの駆動時間
を１／４Ｔとすると、露光装置９２における各ＲＥＤの
駆動タイミングを制御することにより、書込光が通過す
る光路を感光体９４上の１ライン分の画素毎に反射方向
Ｄ１からＤ２までの範囲から選択して感光体９４に対す
る露光量を画素毎に調整することができ、感光体９４に
形成する静電潜像に階調を与えることができる。図２１
は、請求項４に記載した発明の実施形態である光走査装
置を用いた画像形成装置の構成を示す図である。図２１
（Ａ）に示すように、画像形成装置１０１は、露光装置
１０２から照射した光を柱状鏡体１００に配光し、柱状
鏡体１００における反射光を感光体１０３３導く。露光
装置１００は、画素毎に対応した複数のＬＥＤを柱状鏡
体１００及び感光体１０３の回転軸に平行に配列して構
成されている。感光体１０３は、一例として光導電作用
による静電潜像を形成する電子写真感光体である。

【００５１】柱状鏡体１００は、全周にわたって半径が
一定の正円柱であり、その外側面は、反射率が断続的又
は連続的に変化するように構成されている。この反射率
の変化は、例えば、透過率が変化するシートを貼付する
ことにより実現できる。したがって、露光装置１０２か
ら照射された書込光Ｗ１は、照射された部分の反射率に
応じた強度で感光体１０３を露光する。

【００５２】以上の構成により、柱状鏡体１００を回転
させて露光装置１０２から照射された書込光が反射する
部分を選択することにより、感光体１０３に対する書込
光の強度を変化させることができる。即ち、感光体１０
３が１ライン分回転する時間Ｔに柱状鏡体１００を１回
転させ、さらに、露光装置１０２において画素毎の各Ｒ
ＥＤの駆動タイミングを制御することにより、柱状鏡体
１００の外側面において書込光が反射する部分を感光体
１０３上の１ライン分の画素毎に選択して感光体１０３
に対する露光量を画素毎に調整することができ、感光体
１０３に形成する静電潜像に階調を与えることができ
る。この場合、柱状鏡体１００が正円柱形状であるため
に製造が容易で、また、書込光の駆動タイミングの制御
のみで静電潜像に階調性を与えることができる。

【００５３】また、図２１（Ｂ）に示すように、柱状鏡
体１００の外側面の反射率を断続的に変化させ、外側面
を反射率が互いに異なる４つの領域に分割し、露光装置
１０２における各ＬＥＤの駆動時間として１／４Ｔ、２
／４Ｔ、３／４Ｔ、Ｔ（時間Ｔは、感光体１０３が１ラ
イン分回転する時間であり、この間に柱状鏡体１００が
１回転する。）のいずれかを選択することにより、柱状
鏡体１００の外側面における反射率をＸ、２Ｘ、４Ｘ、
８Ｘとした場合、図２１（Ｃ）に示すように、感光体１
０３に対する露光量を、０〜１５ＸＰ（但し、ＰはＬＥ
Ｄの駆動時間を１／４Ｔとした場合の露光量）の１６階
調の範囲で変化させることができる。さらに、感光体１
０３が１ライン分回転する時間Ｔにおける柱状鏡体１０
０の回転数を２回以上にすることにより、感光体１０３
の露光量を１６×ｎ（ｎ＝２、３、４・・・）階調の範
囲で変化させることができる。

【００５４】図２２は、請求項５に記載した発明の実施
形態である光走査装置を用いた別の画像形成装置の構成
を示す図である。図２２（Ａ）に示すように、画像形成
装置１１１は、露光装置１１２から照射した光を柱状鏡
体１１０に配光し、柱状鏡体１１０における反射光を柱
状鏡体１２０に配光し、柱状鏡体１２０における反射光
を感光体１１３に導く。露光装置１１２は、画素毎に対
応した複数のＬＥＤを柱状鏡体１１０及び１２０の回転
軸に平行に配列して構成されている。感光体１１３は、
写真フィルム等の感光材料である。

【００５５】図２２（Ｂ）に示すように、柱状鏡体１１
０は、全周にわたって半径が一定の正円柱であり、その
外側面は、反射率が断続的又は連続的に変化するように
構成されている。この反射率の変化は、例えば、透過率
が変化するシートを貼付することにより実現できる。し
たがって、露光装置１１２から照射された書込光Ｗ１
は、照射された部分の反射率に応じた強度で反射する。
図２２（Ｃ）に示すように、柱状鏡体１２０の外側面
は、半径ｒ１から半径ｒ２まで連続的に変化するように
形成されている。

【００５６】以上の構成により、露光装置１１２から１
ライン分の書込光が照射される間に柱状鏡体１１０を１
回転させるとともに、露光装置１１２から全ライン分の
書込光が照射される間に柱状鏡体１２０を１回転させ、
露光装置１１２において画素毎の各ＬＥＤの駆動タイミ
ングを制御することにより、柱状鏡体１１０の外側面に
おいて書込光が反射する部分を感光体１１３上の１ライ
ン分の画素毎に選択して感光体１１３に対する露光量を
画素毎に調整する。さらに、柱状鏡体１１０における反
射光を柱状鏡体１２０において反射方向Ｄ１から反射方
向Ｄ２まで移動させることにより、画素毎に光量が調整
された書込光により感光体１１３の全面を走査すること
ができる。これによって、写真フィルム等の任意の感光
材料である感光体１１３を移動させることなく、階調性
を有する２次元画像を形成することができる。

【００５７】なお、図２３に示すように、３原色の各色
の書込光を照射する露光装置１１２ａ〜１１２ｃ、及
び、露光装置１１２ａ〜１１２ｃから照射された書込光
を単一の反射方向に合成するミラー１１４を設け、この
ミラー１１４の反射光を柱状鏡体１１０及び１２０を介
して、３原色の各色分光感度に応じて感光する写真フィ
ルム等の感光材料である感光体１１５に配光することに
より、１回の露光により感光体１１３を移動させること
なく、階調性を有する２次元のカラー画像を形成するこ
とができる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、単一
の光路から入射した光を回転する柱状鏡体において複数
の方向に反射させることができる。

【００５９】請求項２に記載した発明によれば、原稿に
おける反射光を柱状鏡体において複数の方向に反射して
受光素子に配光し、カラー画像読取装置において１度の
走査によってカラー原稿の３原色の各色の画像情報を読
み取ることができ、画像読取作業時間を短縮するととも
に、光学系装置、走査装置及び光源の長寿命化を図るこ
とができ、画素位置のずれを生じることがなく、画像読
取装置のコストダウンを実現できる。

【００６０】請求項３に記載した発明によれば、書込光
源から照射された書込光を柱状鏡体において複数の方向
に反射して感光体に配光し、１回の光源の駆動により減
色混法の３原色及び黒色の画像情報を照射することがで
き、画像形成作業時間を短縮するとともに、光学系装置
及び光源の長寿命化を図ることができ、画素位置のずれ
を生じることがなく、画像形成装置のコストダウンを実
現できる。

【００６１】請求項４に記載した発明によれば、書込光
源から照射された書込光を柱状鏡体において反射率を選
択して感光体に配光し、制御処理及び制御手段の構成を
複雑化することなく形成する画像の階調性を高めること
ができる。

【００６２】請求項５に記載した発明によれば、書込光
源から照射された書込光を柱状鏡体において反射率を選
択した反射光により感光体を露光走査し、制御処理及び
制御手段の構成を複雑化することなく階調性の高い２次
元画像形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載した発明の実施形態に係る光走
査装置を構成する柱状鏡体の外観図及び断面図である。

【図２】同光走査装置を構成する柱状鏡体における光の
反射状態を示す図である。

【図３】同柱状鏡体に対する光の入射状態を示す図であ
る。

【図４】請求項１に記載した発明の別の実施形態である
柱状鏡体の外観図、断面図及び光の反射状態を示す側面
図である。

【図５】請求項１に記載した発明のさらに別の実施形態
である光走査装置を構成する柱状鏡体の側面図、光の反
射状態を示す図、及び、使用状態を示す図である。

【図６】同柱状鏡体の使用状態の一例を示す図である。

【図７】請求項２に記載した発明の実施形態である光走
査装置を用いた画像読取装置の要部の構成を示す図であ
る。

【図８】請求項２に記載した発明の第２の実施形態であ
る光走査装置を使用したカラー画像読取装置の構成を示
す図である。

【図９】請求項２に記載した発明の第３の実施形態であ
る光走査装置を使用したカラー画像読取装置の構成を示
す図である。

【図１０】請求項２に記載した発明の第４の実施形態で
ある光走査装置を使用した画像読取装置の構成を示す図
である。

【図１１】図９に示した光走査装置の別の実施形態を示
す図である。

【図１２】図１０に示した光走査装置の別の実施形態を
示す図である。

【図１３】請求項３に記載した発明の第１の実施形態で
ある光走査装置を用いたカラー画像形成装置の構成を示
す図である。

【図１４】請求項３に記載した発明の第２の実施形態で
ある光走査装置を用いた画像形成装置の構成を示す図で
ある。

【図１５】請求項３に記載した発明の第３の実施形態で
ある光走査装置を用いたカラー画像形成装置の構成を示
す図である。

【図１６】請求項３に記載した発明の第４の実施形態で
ある光走査装置を用いた画像形成装置の構成を示す図で
ある。

【図１７】同光走査装置を用いた画像形成装置における
画像の階調状態を示す図である。

【図１８】同光走査装置を用いた画像形成装置の別の実
施形態を示す図である。

【図１９】同光走査装置を用いた画像形成装置のさらに
別の実施形態を示す図である。

【図２０】請求項３に記載した発明の第５の実施形態で
ある光走査装置を用いた画像形成装置の構成を示す図で
ある。

【図２１】請求項４に記載した発明の実施形態である光
走査装置を用いた画像形成装置の構成を示す図である。

【図２２】請求項５に記載した発明の実施形態である光
走査装置を用いた別の画像形成装置の構成を示す図であ
る。

【図２３】同光走査装置を用いた画像形成装置の別の実
施形態を示す図である。

【符号の説明】

１〜３−柱状鏡体１１−画像読取装置１２−原稿第１３−原稿１４−受光センサ１５−光源１７−凹面鏡１８−柱状鏡体５０−柱状鏡体５１−画像形成装置５２−露光光源５３ａ〜５３ｄ−感光体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と露光対象物との間の光路中に、外側
面が鏡面であり、半径が断続的又は連続的に変化する柱
状鏡体を回転自在に配置し、光源から照射された光を柱
状鏡体の外側面において反射させた後に露光対象物に配
光することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】前記柱状鏡体を、原稿と受光素子との間の
光路中に回転自在に配置し、画像読取装置の一部を構成
する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】前記柱状鏡体を、書込光源と感光体との間
の光路中に回転自在に配置し、画像形成装置の一部を構
成する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】書込光源と感光体との間の光路中に、鏡面
である外側面の反射率が円周方向に断続的又は連続的に
変化する柱状鏡体を回転自在に配置し、書込光が柱状鏡
体の外側面の所定の部分に対向するタイミングで書込光
源を駆動することを特徴とする画像形成装置の光走査装
置。
【請求項５】前記柱状鏡体と感光体との間の光路中に、
外側面が鏡面であり、半径が連続的に変化する第２の柱
状鏡体を回転自在に配置し、書込光源から照射された光
を２つの柱状鏡体の外側面において反射させた後に感光
体に配光する請求項４に記載の光走査装置。