JPH10115792A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 読取及び記録に用いる光束を各々或いはお互
いに分離する場合、高価な構成部品を使用することなく
さらに構造が複雑化することのない光学走査装置を提供
する。 【解決手段】 結像レンズ６と走査対象物Ｉ１，Ｉ２と
の間に、偏向走査方向と直交する方向に反射部１５ａと
透過部１５ｂとを備えた分離ミラー１５を配置すること
で、読取用半導体レーザと記録用半導体レーザとを装置
内に併設でき、原稿を忠実に再現し且つ鮮明な複写を行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読取対象物及び感
光体を光学的に走査することにより、当該読取対象物に
対応する画像を読み取る画像読取装置或いは当該感光体
に画像を記録し印刷出力する画像記録装置、さらには読
取機能と印刷出力機能の両機能を備えた複写機等で採用
可能な光学走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、単色或いは多色刷りの複写物を出
力する複写機（コピー機）等における画像読取装置にお
いては、単一或いは複数の異なった波長の光源からの光
ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）や振動鏡（ガル
バノメータ）や回折効果を用いたホログラムディスクや
光導波路中の屈折率を音響光学的或いは磁気光学的に変
化させて光を偏向させる固体偏向素子を使用して偏向走
査して印刷原稿等の読取対象物に照射し、当該光ビーム
の読取対象物からの反射光をフォトディテクタ等の受光
装置によって受光し、この受光装置からの受光信号に基
づいて光ビームが照射された読取対象物に対応する画像
情報を得ていた。

【０００３】そして、上記複写機等における画像記録装
置においては、画像情報に基づいて上記読取とは異なっ
た波長の記録用光ビームを変調し、それを感光体上に照
射して当該感光体に上記画像情報に対応する静電潜像を
記録し、当該静電潜像が記録された感光体に予め当該感
光体とは逆の極性に帯電させた印刷色に対応するトナー
を接触させ、上記記録用光ビームが照射された部分に残
ったトナーを所定の用紙に転写することにより単色或い
は多色刷り複写を行っていた。この画像記録法方として
は、前記感光体の静電潜像を使用するものの他、感光体
を光硬化性或いは光軟化性樹脂と色材とを含有するマイ
クロカプセルからなる感光紙とし、その感光紙に前記光
ビームを照射してマイクロカプセルの機械的強度を変化
させてその強度変化に基づく潜像を形成し、その感光紙
と受像紙とを重ね合わせて加圧現像する方法も考えられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の複写機等においては、例えば特開平７−１９９０９
７号公報に開示されているように、読取と記録で使用さ
れる光ビームの波長が異なっていることを利用してダイ
クロイックミラーを用いて光ビームを合成している。し
かし、このダイクロイックミラーは、２０層以上の誘電
体膜を蒸着により成膜しているため高価であった。且
つ、多層薄膜であるため入射角依存性が高く、取り付け
精度や耐環境性に高度に依存するため取り扱いが困難で
あった。同様に、カラーの原稿を読み取ったり多色刷り
の印刷を行う際、複数の異なった波長の光源を読取や記
録の光源に用い光束を合成する時にも、上記同様にダイ
クロイックミラーを用いているため同様の問題が発生し
ていた。

【０００５】また、読取対象物の全ての色を読み取るた
めに、光源としてハロゲンランプ等の白色光源を用いる
と、光源としての指向性及び集束性が低下するために解
像度の悪い画像情報しか得られないとともに、当該白色
光源は、可視光以外の範囲の光も照射するため、これら
の可視光以外の範囲の光による反射光をカットするため
の赤外線カットフィルタ等のフィルタを受光装置の受光
面に設置することが必要となり、複写機としての構造が
複雑になるとともに高価になるという問題点がった。

【０００６】そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて
成されたもので、その目的は、読取や記録に用いる複数
の光ビームを分離する場合、高価な構成部品を使用する
ことなくさらに構造が複雑化することのない、画像読み
取りと画像記録の両機能を備えた複写機等で使用可能な
光学走査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、異なる発光素子から成
り複数の光ビームを出射する出射手段と、前記出射され
た複数の光ビームを夫々偏向走査する偏向走査手段と、
前記偏向走査された複数の光ビームを、複数の走査対象
物上の当該光ビームの夫々の照射光束が当該走査対象物
上で微小なスポットとなるように夫々誘導する誘導手段
と、前記誘導手段と走査対象物との間に設けられ、前記
偏向走査方向と直交する方向に反射部と透過部とを備
え、一の発光素子から出射された光ビームを前記反射部
で反射し、他の発光素子から出射された光ビームを前記
透過部を透過して反射光ビームと透過光ビームとを分離
する分離手段とを備えている。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、出射手段
は、異なる発光素子から成り複数の光ビームを出射す
る。そして、偏向走査手段は、出射された複数の光ビー
ムを夫々偏向走査する。その後、誘導手段は、偏向走査
された複数の光ビームを、複数の走査対象物上の当該光
ビームの夫々の照射光束が当該走査対象物上で微小なス
ポットとなるように夫々誘導する。

【０００９】ここで、分離手段は、誘導手段と走査対象
物との間にて、反射部にて一の発光素子から出射された
光ビームを反射し、透過部にて他の発光素子から出射さ
れた光ビームを透過してこれらの反射光ビームと透過光
ビームとを分離する。

【００１０】よって、異なる発光素子からの複数の光ビ
ームは、分離手段により異なった光路を伝搬し夫々異な
った走査対象物に入射するため、ダイクロイックミラー
等の高価な構成部品を使用しなくても、更に異なる発光
素子は波長が異なっていなくても光束を分離することが
できる。

【００１１】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載の光学走査装置におい
て、前記出射手段と偏向走査手段との間に設けられ、前
記偏向走査方向と直交する方向に反射部と透過部とを備
え、一の発光素子から出射された光ビームが前記反射部
で反射し、他の発光素子から出射された光ビームが前記
透過部を透過して反射光ビームと透過光ビームとを合成
する合成手段とを備えている。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、合成手段は、出射手段と
偏向走査手段との間にて、反射部にて一の発光素子から
出射された光ビームを反射し、透過部にて他の発光素子
から出射された光ビームを透過してこれらの反射光ビー
ムと透過光ビームとを合成する。

【００１３】よって、異なる発光素子からの複数の光ビ
ームは、合成手段により同一の光路内を伝搬し偏向走査
手段に入射するため、ダイクロイックミラー等の高価な
構成部品を使用しなくても、更に異なる発光素子は波長
が異なっていなくても光束を合成することができ、分離
手段と一対で安価で効率よく合成分離ができる。

【００１４】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学走査装置に
おいて、前記分離手段と前記分離手段の反射部で反射し
た光ビームが走査される前記走査対象物との間に設けら
れ、前記分離手段の透過部で反射した光ビームを遮光す
るための遮光手段を備えている。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の作用に加えて、遮光手段を備えた
ことにより、前記分離手段の透過部で反射した光ビーム
は、前記分離手段の反射部で反射した光ビームが走査さ
れる前記走査対象物に入射することがない。

【００１６】よって、異なる発光素子からの複数の光ビ
ームは、各走査対象物上で混入して照射することがな
く、効率よく光束を分離することができる。

【００１７】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の
光学走査装置において、前記複数の光ビームが互いに前
記偏向走査方向と直交する方向に分離して出射するよう
前記発光素子を配設している。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、出
射手段の発光素子の配設により、前記複数の光ビームが
互いに前記偏向走査方向と直交する方向に分離して出射
する。

【００１９】よって、異なる発光素子からの複数の光ビ
ームは、予め偏向走査方向と直交する方向に分離して出
射され合成手段に入射するため、特別に異なる発光素子
毎に光束を分離させる光学系を追加することなく効率よ
く光束を合成することができる。

【００２０】上記の課題を解決するために、請求項５に
記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の
光学走査装置において、前記出射手段の発光素子が互い
に波長の異なる光ビームを出射する複数の発光素子であ
る。

【００２１】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、複
数の光ビームのうち、一の発光素子から出射された光ビ
ームの波長は可視光である必要が無く、安価な赤外光光
源を使用することができる。さらには、他の発光素子か
らは走査対象物上の色情報に対応する波長の光ビームを
照射できるため、当該色情報が有効に再現され高画質な
画像情報を生成することが出来る。

【００２２】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の
光学走査装置において、前記偏向走査方向と直交する方
向に収束効果を有する一次元集光手段は、前記偏向走査
手段と前記合成手段の間に配設して構成される。

【００２３】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
から５のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、１
次元集光手段は、前記偏向走査手段と前記合成手段の間
に配設されることで、前記出射手段で出射された光ビー
ムを前記偏向走査方向と直交する方向に一方向的に収束
する。

【００２４】よって、複数の光ビームが出射手段より分
離して出射されても、偏向走査手段にはほぼ同一の位置
に入射され、受光面積の大きなポリゴンミラーや集光レ
ンズ等を用いる必要はなく、効率よく走査対象物に光ビ
ームを照射することが出来る。

【００２５】上記の課題を解決するために、請求項７に
記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の
光学走査装置において、前期分離手段は、前記誘導され
た複数の光ビームの一部を読取対象物に、またその一部
を感光体に分離するための手段であり、前記分離された
一部の光ビームによる前記読取対象物からの反射光を夫
々受光する受光手段と、前記受光された反射光に基づい
て、前記読取対象物に対応する画像情報を生成する画像
情報生成手段と、前記分離された一部の光ビームに基づ
いて画像情報に対応する画像を記録するための前記感光
体とを備えて構成される。

【００２６】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
から６のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、分
離手段は、誘導手段によって微小なスポットとなり読取
対象物を走査するよう、複数の光ビームの一部を読取対
象物に分離し、また誘導手段によって微小なスポットと
なり感光体上を走査するよう、複数の光ビームの一部を
感光体に分離する。

【００２７】そして、受光手段は、誘導された光ビーム
による読取対象物からの反射光を夫々受光する。最後
に、画像情報生成手段は、受光された反射光に基づい
て、読取対象物に対応する画像情報を生成する。

【００２８】よって、読取対象物に対応する画像情報を
記録用光ビーム出射手段に変調情報として使用すること
で、読み取った画像情報に基づく画像が記録されるの
で、読取対象物を忠実に再現しかつ鮮明な画像が記録さ
れる。また、分離手段により読取と記録が選択できるた
め、誘導手段より上流の光学部品等構成部品が共有化で
き、光学走査装置の構成を簡略化でき、装置の小型化と
低コスト化も実現できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００３０】（１）第１実施形態 始めに、請求項１乃至７に記載の発明に対応する第１の
実施形態について図１乃至図４を用いて説明する。

【００３１】（Ａ）装置構成 始めに、第１実施形態における本発明の光学走査装置
を、画像読取系における光学系と画像記録系における光
学系を共通化した複写機に適用した装置構成について、
図１及び図２を用いて説明する。

【００３２】図１及び図２に示すように、本実施形態に
おける光学走査装置Ｓの画像読取系（請求項１乃至６に
記載の発明が適用される）は、出射手段の一部であり読
取に用いる発光素子である緑色半導体レーザ１１と、赤
外半導体レーザ１からの赤外光ビームＩＲを透過すると
ともに、前記緑色半導体レーザ１１からの緑色光ビーム
Ｇを反射して、赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧを
同一光路とするための合成手段としての合成ミラー１４
と、赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧを図１中矢印
で示す方向に偏向走査するための偏向走査手段としての
ポリゴンミラー５と、ポリゴンミラー５によって偏向走
査された赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧを集光す
るための誘導手段としての結像レンズ６と、結像レンズ
６によって集光された赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビー
ムＧを後述の感光体７及び読取対象物としての原稿９に
同時に照射させるための分離手段としての分離ミラー１
５及び図中下方に指向させるための反射ミラー８と、原
稿９を載置し、この原稿９を送り出すための原稿搬送部
２０と、分離ミラー１５によって原稿９に照射された緑
色光ビームＧの原稿９からの反射光を受光して原稿９に
対応する受光信号を生成するための受光手段としての受
光部１７と、原稿９の走査範囲外の位置に配置され、上
記の一回の偏向走査の度に赤外光ビームＩＲ又は緑色光
ビームＧが入射されるＢＤ検出器２２と、装置全体を制
御する制御部４０とを備えて構成されている。

【００３３】ここで、赤外半導体レーザ１及び緑色半導
体レーザ１１は、制御部４０内に備えられた画像情報生
成手段、出射タイミング制御手段としての後述のＣＰＵ
４１によってその発光（出射）タイミングが同期して赤
外光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧを夫々出射するよう
に制御され、図２において、ポリゴンミラー５の背面に
設置されている。また、反射ミラー８及び分離ミラー１
５は、ポリゴンミラー５及び結像レンズ６を結ぶ光路の
延長線上に配置されており、２等辺三角柱型のプリズム
ＰＲ１の互いに直交する２面にそれぞれ一体形成されて
いる。

【００３４】一方、原稿搬送部２０は、原稿台１０と、
原稿９を挟持して送り出すための二組のローラ９１と９
２により構成されている。この原稿台１０には、分離ミ
ラー１５によって反射された光束を原稿９に直接照射さ
せるための開口部３０が設けられている。

【００３５】ここで、受光部１７は、光電変換素子であ
る３つのフォトダイオード１７ａ、１７ｂ及び１７ｃで
構成されており、分離ミラー１５に対して原稿搬送部２
０側に、原稿９の走査方向と平行で搬送方向と垂直な方
向に等間隔で設置されている。また、各フォトダイオー
ド１７ａ、１７ｂ及び１７ｃは、後述する受光素子駆動
回路４２に接続されている。

【００３６】また、制御部４０は、各フォトダイオード
１７ａ、１７ｂ及び１７ｃで検出された受光信号を合成
するための受光素子駆動回路４２と、当該合成された受
光信号を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memo
ry）４４と、装置全体を制御するための制御プログラム
を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４３と、上記各
構成要素を制御するためのＣＰＵ４１とで構成されてい
る。

【００３７】一方、本実施形態における画像記録系は、
記録用光ビームを出射する赤外半導体レーザ１と、ポリ
ゴンミラー５と、結像レンズ６と、反射ミラー８と、光
ビームを照射することにより静電潜像を形成する感光体
７とにより構成されている。ここで、感光体７は、赤外
光ビームＩＲが一ライン走査する度に、所定量回転する
ようにＣＰＵ４１によって制御されている。

【００３８】次に、図１に示す赤外半導体レーザ１、緑
色半導体レーザ１１、合成ミラー１４、ポリゴンミラー
５、結像レンズ６及び分離ミラー１５及び反射ミラー８
を実際の複写機に配置した例について図３を用いて説明
する。

【００３９】図３に示すように、筐体３１には、赤外半
導体レーザ１を含む赤外半導体レーザユニット３２と、
緑色半導体レーザ１１を含む緑色半導体レーザユニット
３３が、赤外半導体レーザ１と緑色半導体レーザ１１の
光軸がほぼ直角となるように配置されている。そして、
赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧは、光束を略平行
とするためのコリメートレンズ２及び１２、原稿９及び
感光体７上のスポット径を所定の大きさにするための絞
り３及び１３を介してそれぞれ合成ミラー１４に入射す
る。そして、合成ミラー１４により赤外光ビームＩＲが
透過されるとともに緑色光ビームＧが反射されることに
より、夫々の光ビームの光路が同一とされた後、一方向
にのみ光ビームを集束させる円筒レンズ４を介して当該
円筒レンズ４の焦点位置に配置されている正六角形のポ
リゴンミラー５に入射する。

【００４０】このポリゴンミラー５が一定速度で回転す
ることにより、当該ポリゴンミラー５に入射した赤外光
ビームＩＲ及び緑色光ビームＧが図３の紙面に平行な方
向に一定速度で走査されて反射ミラー１５に指向される
こととなる。なお、このとき、赤外光ビームＩＲ及び緑
色光ビームＧは、一回の走査毎に、その走査前に反射ミ
ラー１５の反射面の範囲外に設けられたＢＤミラー２１
を介してＢＤ検出器２２に入射する。このＢＤ検出器２
２は、原稿上の走査位置を走査開始タイミング（すなわ
ち、ＢＤ検出器２２に赤外光ビームＩＲ又は緑色光ビー
ムＧが入射したタイミング）からの経過時間として検出
するためのものである。

【００４１】次に、分離ミラー１５について図４及び図
５を用いて説明する。図中原理説明に不必要な部材は省
略或いは簡略してあるが、前出の図１から図３と同一部
材には同一の符号が用いられている。

【００４２】偏向走査方向と直交する断面図である図４
に示すように、分離ミラー１５はポリゴン５により偏向
走査される光ビームがなす面（偏向走査方向）と直交す
る方向に反射部１５ａと透過部１５ｂとを有している。
従って、ポリゴンミラー５に向かって斜め下方から入射
した赤外光ビームＩＲは、ポリゴンミラー５で反射され
斜め上方に向かう。結像レンズ６の上側に入射した赤外
光ビームＩＲは、分離ミラー１５の透過部１５ａを透過
して感光体７である結像点Ｉ１に集光している。一方、
ポリゴンミラー５に向かって斜め上方から入射した緑色
光ビームＧは、ポリゴンミラー５で反射され斜め下方に
向かう。結像レンズ６の下側に入射した緑色光ビームＧ
は、分離ミラー１５の反射部１５ｂで反射して原稿９で
ある結像点Ｉ２に集光している。その際、赤外光ビーム
ＩＲと緑色光ビームＧとが効率よく分離されるために
は、分離ミラー１５に入射する位置が結像点から十分離
れている必要があり、この原理を図５を用いて詳述す
る。

【００４３】ポリゴンミラー５に収束光として入射した
赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧは、ポリゴンミラ
ー５で反射して発散光として結像レンズ６に入射する。
結像レンズ６の収束効果により再び収束光となった赤外
光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧは、結像点であるＩで
一点に集光している。この結像点Ｉに対する各ビームの
入射角は光軸に対称にαとして、各ビームの拡がり角を
ωとするとビームの分離幅２ｈは結像点から分離ミラー
１５が設置されるＭまでの距離ｘをパラメータとして次
のように示される。

【００４４】

【数１】

【００４５】一方、結像面で所望のスポット半径ｒｅに
するためには、ビームの拡がり角ωは「光機器の光学I
I；日本オプトメカトロニクス協会」p494で示されるよ
うに一義的に決まる。即ち、

【００４６】

【数２】

【００４７】で示される１／ｅ２強度スポット半径ｒｅ
は、ωで表されるＮＡ（Numerical Aperture）から導出
され、

【００４８】

【数３】

【００４９】結局、（２）式に（３）式を代入してωに
ついて展開すると、

【００５０】

【数４】

【００５１】となり、ωはｒｅに対して一義的に決ま
る。従って、分離幅２ｈを確保するための変数として自
由度があるのは、αとｘである。

【００５２】例えば、波長７８０ｎｍでスポット半径４
０μｍに絞りたいとき、ωは（４）式より０．９°
（０．０１６ｒａｄ）となる。従って、分離ミラー１５
のアルミ蒸着の不完全さで非有効幅０．５ｍｍを確保す
る必要があるとき、４５°入射に設定すると２ｈ＝０．
３５ｍｍ、α＝１°としてｘ＝１８．２ｍｍが算出され
る。つまり分離ミラー１５は、結像点Ｉより１８．２ｍ
ｍ以上離さないと、赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビーム
Ｇの分離が効果的に実現できないのである。

【００５３】図４において、結像点Ｉ２と分離ミラー１
５との間に遮光手段である黒色吸収板等の遮光部材５０
が設置されている。これは、分離ミラー１５の透過部１
５ｂがＡＲコートされ赤外光ビームＩＲを完全に透過す
る場合は不要であるが、コストの点からガラス等の素地
を用いた場合反射光が４％程度発生するため、原稿９で
ある結像点Ｉ２に赤外光ビームＩＲが迷光として混入す
るのを防ぐ効果がある。

【００５４】次に、合成ミラー１４について図６を用い
て説明する。

【００５５】図６に示すように、合成ミラー１４はポリ
ゴン５により偏向走査される光ビームがなす面（偏向走
査方向）と直交する方向に反射部１４ａと透過部１４ｂ
とを有している。従って、赤外光ビームＩＲは、赤外半
導体レーザ１が偏向走査方向と直交する方向である図中
下方に配置され、透過部１４ｂに入射しているため合成
ミラー１４を殆ど透過し、緑色光ビームＧは、緑色半導
体レーザ１１が偏向走査方向と直交する方向である図中
上方に配置され、反射部１４ａに入射しているため合成
ミラー１４で殆ど反射して光路が曲げられる。そして、
この形態においては、半導体レーザ１による光束と半導
体レーザ１１による光束とは９０°の角度を有している
ので、半導体レーザ１１による光束を合成ミラー１４に
対して４５°の入射角で入射させることにより、合成ミ
ラー１４を介した後の両レーザの光束は合成されて、同
じ光路を進行する。その際、赤外光ビームＩＲと緑色光
ビームＧとが効率よく合成されるためには、合成ミラー
１４に入射する位置が十分離れている必要があり、円筒
レンズ４がポリゴンミラー５により近い方が効率よく合
成することが出来る。この原理を、図７を用いて詳述す
る。

【００５６】走査対象物でのスポット径は、既述の通り
照射される光束のＮＡにより定められる。従って、赤外
光ビームＩＲ及び緑色光ビームＧの光束を絞るための絞
り３及び１３は、各々所定の大きさのスポット径にする
ために、一義的に定まってしまう。しかし、合成ミラー
１４を大きくしないで赤外光ビームＩＲ及び緑色光ビー
ムＧの光束を効率よく合成するためには、絞り３及び１
３の開口が小さい方が良い。この場合、偏向走査方向と
垂直な方向にのみ注目すれば良く、円筒レンズ４の焦点
距離を短くすることでＮＡを変えずに絞りの開口を小さ
くすることが出来る。即ち、図中ポリゴンミラー５に入
射する光束のＮＡが同じでも、円筒レンズ４の焦点距離
が長い場合円筒レンズは４ａの位置となり絞りの開口径
はａ２となるが、焦点距離が短い場合は４ｂの位置とな
り開口径はａ１と小さくても良いことになる。

【００５７】図６において、円筒レンズ４に対して、赤
外光ビームＩＲは下方から入射し緑色光ビームＧは上方
から入射している。従って、各光束は偏向走査方向と直
交する方向に収束効果を受け、ポリゴンミラー５に対し
て赤外光ビームＩＲは斜め下方から入射し緑色光ビーム
Ｇは斜め上方から入射する。ポリゴンミラー５で反射さ
れた後は逆転し、赤外光ビームＩＲは斜め上方へ向かい
緑色光ビームＧは斜め下方へ向かう。

【００５８】（Ｂ）画像読取系の動作 次に、上述の構成を有する光学走査装置Ｓにおける請求
項１乃至７に記載の発明に係る画像読取系の動作につい
て図１乃至図４を用いて説明する。

【００５９】画像読み取り用の光源である緑色の半導体
レーザ１１より指向性を持って放射された読み取り用の
光束は、コリメートレンズ１２を通り略平行光となり、
絞り１３によって所望の大きさの緑色光ビームＧとな
り、合成ミラー１４に入射する。合成ミラー１４は、こ
の読み取り用の緑色光ビームＧを反射して、上述した半
導体レーザ１より放射された記録用の赤外光ビームＩＲ
と同一の光路に合成している。その後、緑色光ビームＧ
は、赤外光ビームＩＲと同様にポリゴンミラー５で反射
偏向され分離ミラー１５に入射する。緑色光ビームＧ
は、分離ミラー１５の反射部１５ａにて反射されて原稿
台１０の開口部３０に指向され、開口部３０を覆って載
置されている原稿９に到達する。

【００６０】そして、ポリゴンミラー５が回転するのに
伴って緑色光ビームＧは原稿９を一次元的に走査する
が、原稿９が搬送ローラ９１、９２によって図２の矢印
の方向に移動しているため、緑色光ビームＧは原稿９を
ラスタ走査して２次元的に照射している。原稿９に照射
された光束は、原稿９により散乱反射され、開口部３０
を通って光検出用レンズ１６で光検出器１７に集光され
ている。ここで、原稿９に形成されている画像がインク
や染料で書かれている場合、人間の目には黒色として認
識されるものの、赤外光を照射したときには画像の部分
も反射されて白色として検出されることがある。つま
り、原稿９は可視光により読み取られることが望まし
く、従って読み取り用光源である半導体レーザ１１の波
長は４００ｎｍ〜７００ｎｍであることが要求される。
一方、記録用光源である半導体レーザ１は可視光である
必要はなく、一般的な感光体ドラム７の分光感度とコス
トの点を鑑みて近赤外光である７８０ｎｍの波長を用い
るのがよい。従って、読取り時は前記記録用の半導体レ
ーザ１から放射された記録用の赤外光ビームＩＲが、原
稿９を照射しないよう遮光部材５０で遮光される。

【００６１】図８は、走査方向と平行な方向に配設され
た光検出用レンズ１６及び光検出器１７の位置関係を示
す平面図である。

【００６２】それぞれ３個の光検出用レンズ１６と光検
出器１７とが、原稿９の画像読み取り幅を等分割するよ
う配置されている。また原稿９と光検出器１７とは、光
検出用レンズ１６に対して互いに光学的に共役な関係に
ある。そして光検出器１７の大きさに応じて光検出用レ
ンズ１６の結像倍率が決められており、例えばＡ４サイ
ズの原稿の短手方向幅（２１０ｍｍ）を走査して、原稿
９からの反射光束を３個の光検出器１７で検出する場
合、１個の光検出器１７ａが検出する幅は７０ｍｍとな
るので、１個の光検出器１７ａの幅を５ｍｍとすれば、
結像倍率は１／１４であればよい。このように配置され
た各光検出器１７ａ〜１７ｃの信号は加算されており、
原稿９の画像に応じて反射する光量が変化した光束を検
出することで、時系列信号として原稿９の２次元画像を
読み取ることができる。

【００６３】読み取られた画像情報は、予め基準として
読み込まれた白レベルと比較され、濃度差として表現さ
れ画像情報としてＲＡＭ４４に記憶させる。またその
際、絶対基準時間として一走査毎に出力されるＢＤ検出
器２２の信号のタイミングからの経過時間が用いられ、
走査毎の画像情報を揃えている。

【００６４】（Ｃ）画像記録系の動作 次に、上述の画像読み取り動作によりＲＡＭ４４に記憶
された画像情報に対応する画像を記録する画像記録動作
を説明する。

【００６５】画像記録の際には、ＲＡＭ３４に記憶され
た画像情報に基づいて、赤外半導体レーザ１から当該記
録された画像情報に対応する強度で赤外光ビームＩＲを
出射する。

【００６６】なお、ここでいう画像情報とは、上述の画
像読み取り動作により読み取られた原稿９の画像である
他に、コンピュータ等から入力された情報であってもよ
いし、ファクシミリによって送信されてきた情報等であ
ってもよい。

【００６７】赤外半導体レーザ１から出射された光ビー
ムは、ポリゴンミラー５に照射され、当該ポリゴンミラ
ー５が一定速度で回転することにより、偏向走査され
る。そして、偏向走査された光ビームは、結像レンズ６
により集光され、分離ミラー１５に到達する。赤外光ビ
ームＩＲは、分離ミラー１５の透過部１５ｂに入射する
ため透過する。その後、反射ミラー８において反射され
て感光体７に指向され、当該感光体７上に画像情報に対
応する静電潜像が記録される。

【００６８】このとき、図１に示すように、分離ミラー
１５から原稿９の原稿面までの距離（図１中符号「Ａ1
」で示す。）と、分離ミラー１５から感光体７までの
距離（図１中符号「Ａ2 」で示す。）とが等しくなるよ
うに設定されているので、原稿９の原稿面上の走査範囲
と感光体７上の走査範囲とがほぼ等しくなり、画像読み
取り動作において読み取られた画像と同一の大きさで感
光体７上に画像を記録することができる。感光体７上に
記録された画像は、図示しない単色のトナー等により着
色され、図示しない用紙に転写されることにより単色の
画像として出力されることとなる。

【００６９】なお、これまでの説明においては、赤外半
導体レーザ１又は緑色半導体レーザ１１を用いた実施の
形態について説明したが、この他に、波長が共に同じで
も良く異なる波長にすること無く分離することが出来
る。さらに所定波長のＹＡＧレーザ等の固体レーザと、
当該固体レーザからの光ビームを波長変調するＳＨＧ素
子等の非線形光学素子を波長変調素子として用いること
により、出射波長の異なる光ビームを出射する発光素子
を構成してもよい。

【００７０】以上説明したように第１実施形態の画像読
取動作及び画像記録動作によれば、複数の光ビームが同
一の光路を伝搬した後、効率よく分離することができる
ため、光強度の強い原稿照射が可能となり原稿９を忠実
に再現し且つ鮮明な画像情報が得られ、光強度の強い感
光体への露光が可能となり原稿９を忠実に再現し且つ鮮
明な複写を行うことができる。

【００７１】また、夫々の光ビーム毎に走査して読み取
り記録する場合に比して高速で複写することができる。

【００７２】更にまた、画像読み取り用の半導体レーザ
と画像記録用の半導体レーザを装置内に併設するので、
光学走査装置Ｓの構成を簡略化できる。

【００７３】（２）変形形態 上述の第１実施形態においては、単色の原稿を読み取っ
て、単色刷りの複写物を得る場合について説明したが、
本発明は、これに限られるものではなく、カラー原稿を
読み取ってカラーの複写物を出力する、いわゆるカラー
コピーが可能な複写機に対しても適用することができ
る。

【００７４】その際には、読取に用いる発光素子である
緑色半導体レーザに加えて、赤色半導体レーザ及び青色
半導体レーザを用いることになる。各色の光束の合成は
容易に推察できる通り、複数の合成ミラーを用い偏向走
査方向と直交する方向に入射位置をずらせればよい。そ
の際、同時にカラー読み取りを行う場合は、異なるタイ
ミングで出射した赤色光ビームＲ、緑色光ビームＧ及び
青色光ビームＢ毎に個々に色濃度を検出することにな
る。さらに、赤外半導体レーザを複数回感光体に照射
し、色重ねをして画像のカラー記録を行うこととなる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、アルミ等の単層膜を用いたミラーで異な
る発光素子からの光ビームを異なった光路とし異なった
走査対象物に入射することが出来るため、ダイクロイッ
クミラー等の高価な構成部品を使用せず又、波長の異な
る発光素子を用いることなく安価に装置を構成すること
が出来る。

【００７６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、ダイクロイックミラー等
の高価な構成部品を使用しなくても、更に異なる発光素
子は波長が異なっていなくても光束を合成することがで
き、分離手段と一対で安価に光束を合成分離することが
できる。

【００７７】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加えて、遮光手段を備えた
ことにより、異なる発光素子からの複数の光ビームは、
各走査対象物上で混入して照射することがなく、効率よ
く光束を分離することができる。

【００７８】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、複
数の光ビームが互いに偏向走査方向と直交する方向に分
離して出射するよう異なる発光素子を配設して構成され
るため、特別に異なる発光素子毎に光束を分離させる光
学系を追加することなく効率よく光束を合成することが
できる。

【００７９】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、異
なる発光素子が互いに波長の異なる複数の発光素子で構
成されるため、走査対象物上の色情報が有効に再現され
高画質な画像情報を生成することが出来る。

【００８０】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
から５のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、１
次元集光手段が、前記偏向走査手段と前記合成手段の間
に配設されることで、複数の光ビームが出射手段より分
離して出射されても、偏向走査手段にはほぼ同一の位置
に入射され、受光面積の大きなポリゴンミラーや集光レ
ンズ等を用いる必要はなく、効率よく走査対象物に光ビ
ームを照射することが出来る。

【００８１】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、分
離手段は、誘導手段によって微小なスポットとなり読取
対象物を走査するよう、複数の光ビームの一部を読取対
象物に分離し、また誘導手段によって微小なスポットと
なり感光体上を走査するよう、複数の光ビームの一部を
感光体に分離し、受光手段は、誘導された光ビームによ
る読取対象物からの反射光を夫々受光し、画像情報生成
手段は、受光された反射光に基づいて、読取対象物に対
応する画像情報を生成するため、読取対象物を忠実に再
現しかつ鮮明な画像が記録される。また、分離手段によ
り読取と記録が選択できるため、誘導手段より上流の光
学部品等構成部品が共有化でき、光学走査装置の構成を
簡略化でき、装置の小型化と低コスト化も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の光学走査装置の構成を示す図で
ある。

【図２】第１実施形態の光学走査装置を適用した複写機
の構成を示す図である。

【図３】第１実施形態の光学走査装置の細部構成を示す
図である。

【図４】第１実施形態における分離ミラーの機能を示す
図である。

【図５】第１実施形態における光束の分離を示す図であ
る。

【図６】第１実施形態における合成ミラーの機能を示す
図である。

【図７】第１実施形態における円筒レンズの機能を示す
図である。

【図８】第１実施形態における検出用レンズ及び光検出
器の位置関係を示す図である。

【符号の説明】

１…赤外半導体レーザ ２…コリメートレンズ ３…絞り ４…円筒レンズ ５…ポリゴンミラー ６…結像レンズ ７…感光体 ８…反射ミラー ９…原稿 １０…原稿台 １１…緑色半導体レーザ １２…コリメートレンズ １３…絞り １４…合成ミラー １４ａ…反射部 １４ｂ…透過部 １５…分離ミラー １５ａ…反射部 １５ｂ…透過部 １６…光検出用レンズ １７ａ、１７ｂ、１７ｃ…フォトダイオード ２０…原稿搬送部 ２１…ＢＤミラー ２２…ＢＤ検出器 ３０…開口部 ３１…筐体 ３２…赤外半導体レーザユニット ３３…緑色半導体レーザユニット ４０…制御部 ４１…ＣＰＵ ４２…受光素子駆動回路 ４３…ＲＯＭ ４４…ＲＡＭ ５０…遮光部材 ９１、９２…ローラ ＩＲ…赤外光ビーム Ｇ…緑色光ビーム

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる発光素子から成り複数の光ビーム
   を出射する出射手段と、 前記出射された複数の光ビームを夫々偏向走査する偏向
   走査手段と、 前記偏向走査された複数の光ビームを、複数の走査対象
   物上の当該光ビームの夫々の照射光束が当該走査対象物
   上で微小なスポットとなるように夫々誘導する誘導手段
   と、 前記誘導手段と走査対象物との間に設けられ、前記偏向
   走査方向と直交する方向に反射部と透過部とを備え、一
   の発光素子から出射された光ビームを前記反射部で反射
   し、他の発光素子から出射された光ビームを前記透過部
   を透過して反射光ビームと透過光ビームとに分離する分
   離手段とを備えたことを特徴とする光学走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光学走査装置におい
   て、 前記出射手段と偏向走査手段との間に設けられ、前記偏
   向走査方向と直交する方向に反射部と透過部とを備え、
   一の発光素子から出射された光ビームが前記反射部で反
   射し、他の発光素子から出射された光ビームが前記透過
   部を透過して反射光ビームと透過光ビームとを合成する
   合成手段を備えたことを特徴とする光学走査装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の光学走査装置に
   おいて、 前記分離手段と前記分離手段の反射部で反射した光ビー
   ムが走査される前記走査対象物との間に設けられ、前記
   分離手段の透過部で反射した光ビームを遮光するための
   遮光手段を備えたことを特徴とする光学走査装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
   光学走査装置において、 前記複数の光ビームが互いに前記偏向走査方向と直交す
   る方向に分離して出射するよう前記発光素子を配設した
   ことを特徴とする光学走査装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項に記載の
   光学走査装置において、 前記出射手段の発光素子が互いに波長の異なる光ビーム
   を出射する複数の発光素子であることを特徴とする光学
   走査装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
   光学走査装置において、 前記偏向走査手段と前記合成手段の間に配設され、前記
   偏向走査方向と直交する方向に収束効果を有する一次元
   集光手段を備えたことを特徴とする光学走査装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか一項に記載の
   光学走査装置において、 前期分離手段は、前記誘導された複数の光ビームの一部
   を読取対象物に、またその一部を感光体に分離するもの
   であり、 前記分離された一部の光ビームによる前記読取対象物か
   らの反射光を夫々受光する受光手段と、 前記受光された反射光に基づいて、前記読取対象物に対
   応する画像情報を生成する画像情報生成手段と、 前記分離された一部の光ビームに基づいて画像情報に対
   応する画像を記録するための前記感光体と、 を備えたことを特徴とする光学走査装置。