JPS6329242B2 - - Google Patents
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- JPS6329242B2 JPS6329242B2 JP53048510A JP4851078A JPS6329242B2 JP S6329242 B2 JPS6329242 B2 JP S6329242B2 JP 53048510 A JP53048510 A JP 53048510A JP 4851078 A JP4851078 A JP 4851078A JP S6329242 B2 JPS6329242 B2 JP S6329242B2
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Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
本発明は、感光体を有する光学系に関するもの
である。 通常複写機等の光学機器に使用されている反射
鏡はガラス基板にアルミニウム等の反射率の高い
金属を蒸着して作られる。斯様な金属蒸着膜を施
した反射鏡は耐候性に乏しく、反射率もアルミ蒸
着膜において高々90％前後である。それ故、光学
機器の光学系に使用される金属反射鏡は一般に金
属蒸着膜上に低屈折率層から始まり高屈折率層で
終る２層ないし４層の誘電体層を設け、金属反射
表面の保護及び反射率の増加を計つており、アル
ミ蒸着膜においては反射率を95％以上に高めてい
る。 一方複写機等の光学系（本出願にあつては光
源、感光体及びその他の光学部材を含めて光学系
と称する）においては、感光体の感度特性により
特定の色が複写出来ないことは知られている。例
えばハロゲンランプを光源としcds系の感光体を
受光部とする場合、光源の波長特性と感光特性の
相乗効果により、原稿に書かれた赤色の文字や図
形を複写すると、赤色部分が薄くなつたり全く写
らない。この現象は、ハロゲンランプを使用した
場合、通常使用されるフイラメント温度3000゜K
前後で、その発光エネルギーは800mμ〜900mμの
赤外域に最大値を持ち、短波長側へ行くに従つて
一様に減少するのに対し、cds感光体の分光感度
も赤色から近赤外域部分の感度が高く、その結果
原稿上の青色及び緑色の文字や図形の露光に比較
して赤色の文字や図形の露光が過度になる為であ
る。 同様な現象が青色エネルギーの多い螢光管を光
源とし、青色感度の高いセレンSe系の感光体を
受光部とする光学系において生じる。この場合に
は青色の露光が過度になる為に青色の文字、図形
の再生が困難となる。 上述した如く、光学系に入射する光束の波長特
性と感光体の感度特性の不適合が生じる場合に
は、光の波長選択性を有する吸収フイルターを光
路中に挿入するか又は誘電体多層膜から成る多層
干渉膜を反射鏡又はフイルターとして光路中に挿
入し、各波長の光の量を調整する事が従来行なわ
れている。 上記吸収フイルターは高価である為、光源から
感光体に至る光路中であつて光束径の最も細くな
る位置、例えば結像レンズ内或いはその近傍に配
置するのが普通である。特開昭50−66257号には、
反射型投影レンズ系であつて、フイルターを内蔵
するものが記載されているが、該公開明細書にも
指摘されている様に、反射型のレンズ系と異なり
結像光束が入射時と出射時にフイルターを２回通
過するので、レンズ系を通過する光束の透過率は
大きく低下する。又、フイルター表面での反射が
生ずる為、結像性能の低下も避け難い。 一方後者のカラーテレビカメラの色分解用ダイ
クロイツクミラーに類似する性質の誘電体多層干
渉薄膜を、反射型レンズの反射面に施し、使用波
長域の光を反射させ且つ不要波長域の光を透過さ
せて除去するならば、レンズの透過率や結像性能
は維持し得る。しかしながら、この方法で従来の
金属反射鏡と同程度の反射率を得る為には、反射
膜を構成する層数は少なくとも10層以上必要にな
り、従来の金属反射鏡に比較して著しく高価にな
る。 本発明の目的は、構成が簡易で、従来の金属反
射鏡と同程度の反射率を有し、且つ波長選択機能
を有する構成の反射鏡を含む光学系を提供する事
にある。 本発明においては、金属反射鏡の高反射率と誘
電体多層薄膜の波長選択性の両方の性質を結合す
る事により上記目的を達成したものである。即
ち、本発明においては、上記反射面として、所定
の金属反射面上に高屈折率層から始まる高屈折率
誘電体層と低屈折率誘電体層の交互層を設けてい
るものである。 更に、本願発明においては金属反射面に接する
高屈折率誘電体層の膜厚を、金属反射面での位相
遅れを考慮して規定している。 いま、基板金属層（複素数屈折率nO−ik）上に
第１層として高屈折率誘電体層（屈折率nH）を形
成し、更に第１層上に第２層として低屈折率誘電
体層（屈折率nL）を形成した場合について考える
と、 第１層と第２層との間のＡ面での反射係数（フ
レネル係数）rAは rA＝nL−nH／nL＋nH …(1) また、ΔAをＡ面で反射する光の波の位相とす
れば rA＝｜nL−nH／nL＋nH｜ei(〓A)…(2) ここで、nL＜nHであるからnL−nH＜０よつて
(1)、(2)式より ei(〓A)＝−１となる必要がある。 ei(〓A)＝cosΔA＋ｉ・sinΔA ΔAの値を０からπの範囲で求めると、 よつて ΔA＝π …(3) 同様に、基板金属層と第１層との間のＢ面での
反射係数rBは rB＝nH−（nO−ik）／nH＋（n0−ik）＝nH 2−nO 2−k2＋
i2knH／（nH＋nO）2＋k2 ＝nH 2−nO 2−k2／（nH＋nO）2＋k2＋ｉ2knH／（nH＋n
O）2＋k2…(4) また、ΔBをＢ面で反射する光の波の位相とす
れば rA＝Cei(〓B) …(5) ここで、Ｃは屈折率の絶対値である。 rA＝CcosΔB＋iCsinΔB …(6) よつて(4)、(6)式を比較して cosΔB＝nH 2−nO 2−k2／Ｃ〔（nH＋nO）2＋k2〕
…(7) sinΔB＝2knH／Ｃ〔（nH＋nO）2＋k2〕 …(8) (7)、(8)式より、 tanΔB＝2knH／nH 2−nO 2−k2 よつて ΔB＝tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2） …(9) ところで、通常の金層ではnH 2≦nO 2＋k2である
から nH 2−nO 2−k2≦０ よつてcosΔBの値はマイナスをとるので、ΔB
つまり、 tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）の値をπ／２からπの範
囲で 求める必要があるが、通常tan-1の値は −π／２〜π／２の範囲で考えられる。 そこで、tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）の値を−π／ ２から０までの範囲で求めるものとし、(9)式を修
正し ΔB＝π＋tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）…(10) また、Ｂ面で反射する光の波の位相には、第１
層の高屈折率誘電体層の膜厚ｄによる位相遅れ 4π／λ・nH・ｄが加わり、最終的にΔBは ΔB＝−4π／λ・nH・ｄ＋〔π＋tan-1 （2knH／nH 2−nO 2−k2）〕 …(11) となる。 Ａ面で反射する光の波とＢ面で反射する光の波
が互いに干渉し打ち消す為には、Ａ面で反射する
光の波の位相ΔAとＢ面で反射する光の波の位相
ΔBが半波長分ずれる必要がある。 ΔA−ΔB＝π …(12) (12)式に(3)、(11)式を代入し、 π＋4π／λ・nH・ｄ−π−tan-1（2knH／nH 2−nO 2−
k2）＝ π よつて、第１層の高屈折率誘電体層の光学的膜
厚nH・ｄは、 nH・ｄ＝λ／4π｛π＋tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）
｝ …（13） 但しnH：高屈折率誘電体層の屈折率 ｄ：第１層目の幾何学的膜厚 nO、ｋ：金属反射面での波長λにおける複素数屈
折率nO−ikの係数 以上説明したように、上記（13）式のように膜
厚を決定すれば、金属反射面で生じる光の波の位
相遅れの問題は解決できる。上記基準波長λは、
ハロゲンランプ光源とcds系感光体の組み合わせ
から成る光学系では赤外域から近赤外域（600mμ
〜800mμ）の間に設定し、又螢光燈光源とSe系
感光体の組み合わせから成る光学系では青色域
（350mμ〜500mμ）の間に選ぶ必要がある。 本発明においては、誘電体の薄膜層は最終層が
高屈折率層で終ることが望ましい。又、上記高屈
折率層としては屈折率が1.6以上必要であり例え
ばCeO2、ZnO2、TiO2等が使用され、低屈折率層
の材料としては屈折率が1.5以下のMgF2やSiO2等
が使用される。上記金属鏡としてはアルミニウム
鏡に限らず、クロム鏡、銀鏡等の高反射を有する
ものなら良い。 第１図は本発明に係る光学系に用いる反射鏡の
一実施例の分光反射率特性を示す図で、縦軸に反
射率を横軸に波長（ｍμ）を取つてある。第１図
において、反射率特性曲線Ｐは従来の増反射鏡の
特性を示し、曲線，が本発明の特性を示して
いる。第１表には曲線，のデータを示す。
である。 通常複写機等の光学機器に使用されている反射
鏡はガラス基板にアルミニウム等の反射率の高い
金属を蒸着して作られる。斯様な金属蒸着膜を施
した反射鏡は耐候性に乏しく、反射率もアルミ蒸
着膜において高々90％前後である。それ故、光学
機器の光学系に使用される金属反射鏡は一般に金
属蒸着膜上に低屈折率層から始まり高屈折率層で
終る２層ないし４層の誘電体層を設け、金属反射
表面の保護及び反射率の増加を計つており、アル
ミ蒸着膜においては反射率を95％以上に高めてい
る。 一方複写機等の光学系（本出願にあつては光
源、感光体及びその他の光学部材を含めて光学系
と称する）においては、感光体の感度特性により
特定の色が複写出来ないことは知られている。例
えばハロゲンランプを光源としcds系の感光体を
受光部とする場合、光源の波長特性と感光特性の
相乗効果により、原稿に書かれた赤色の文字や図
形を複写すると、赤色部分が薄くなつたり全く写
らない。この現象は、ハロゲンランプを使用した
場合、通常使用されるフイラメント温度3000゜K
前後で、その発光エネルギーは800mμ〜900mμの
赤外域に最大値を持ち、短波長側へ行くに従つて
一様に減少するのに対し、cds感光体の分光感度
も赤色から近赤外域部分の感度が高く、その結果
原稿上の青色及び緑色の文字や図形の露光に比較
して赤色の文字や図形の露光が過度になる為であ
る。 同様な現象が青色エネルギーの多い螢光管を光
源とし、青色感度の高いセレンSe系の感光体を
受光部とする光学系において生じる。この場合に
は青色の露光が過度になる為に青色の文字、図形
の再生が困難となる。 上述した如く、光学系に入射する光束の波長特
性と感光体の感度特性の不適合が生じる場合に
は、光の波長選択性を有する吸収フイルターを光
路中に挿入するか又は誘電体多層膜から成る多層
干渉膜を反射鏡又はフイルターとして光路中に挿
入し、各波長の光の量を調整する事が従来行なわ
れている。 上記吸収フイルターは高価である為、光源から
感光体に至る光路中であつて光束径の最も細くな
る位置、例えば結像レンズ内或いはその近傍に配
置するのが普通である。特開昭50−66257号には、
反射型投影レンズ系であつて、フイルターを内蔵
するものが記載されているが、該公開明細書にも
指摘されている様に、反射型のレンズ系と異なり
結像光束が入射時と出射時にフイルターを２回通
過するので、レンズ系を通過する光束の透過率は
大きく低下する。又、フイルター表面での反射が
生ずる為、結像性能の低下も避け難い。 一方後者のカラーテレビカメラの色分解用ダイ
クロイツクミラーに類似する性質の誘電体多層干
渉薄膜を、反射型レンズの反射面に施し、使用波
長域の光を反射させ且つ不要波長域の光を透過さ
せて除去するならば、レンズの透過率や結像性能
は維持し得る。しかしながら、この方法で従来の
金属反射鏡と同程度の反射率を得る為には、反射
膜を構成する層数は少なくとも10層以上必要にな
り、従来の金属反射鏡に比較して著しく高価にな
る。 本発明の目的は、構成が簡易で、従来の金属反
射鏡と同程度の反射率を有し、且つ波長選択機能
を有する構成の反射鏡を含む光学系を提供する事
にある。 本発明においては、金属反射鏡の高反射率と誘
電体多層薄膜の波長選択性の両方の性質を結合す
る事により上記目的を達成したものである。即
ち、本発明においては、上記反射面として、所定
の金属反射面上に高屈折率層から始まる高屈折率
誘電体層と低屈折率誘電体層の交互層を設けてい
るものである。 更に、本願発明においては金属反射面に接する
高屈折率誘電体層の膜厚を、金属反射面での位相
遅れを考慮して規定している。 いま、基板金属層（複素数屈折率nO−ik）上に
第１層として高屈折率誘電体層（屈折率nH）を形
成し、更に第１層上に第２層として低屈折率誘電
体層（屈折率nL）を形成した場合について考える
と、 第１層と第２層との間のＡ面での反射係数（フ
レネル係数）rAは rA＝nL−nH／nL＋nH …(1) また、ΔAをＡ面で反射する光の波の位相とす
れば rA＝｜nL−nH／nL＋nH｜ei(〓A)…(2) ここで、nL＜nHであるからnL−nH＜０よつて
(1)、(2)式より ei(〓A)＝−１となる必要がある。 ei(〓A)＝cosΔA＋ｉ・sinΔA ΔAの値を０からπの範囲で求めると、 よつて ΔA＝π …(3) 同様に、基板金属層と第１層との間のＢ面での
反射係数rBは rB＝nH−（nO−ik）／nH＋（n0−ik）＝nH 2−nO 2−k2＋
i2knH／（nH＋nO）2＋k2 ＝nH 2−nO 2−k2／（nH＋nO）2＋k2＋ｉ2knH／（nH＋n
O）2＋k2…(4) また、ΔBをＢ面で反射する光の波の位相とす
れば rA＝Cei(〓B) …(5) ここで、Ｃは屈折率の絶対値である。 rA＝CcosΔB＋iCsinΔB …(6) よつて(4)、(6)式を比較して cosΔB＝nH 2−nO 2−k2／Ｃ〔（nH＋nO）2＋k2〕
…(7) sinΔB＝2knH／Ｃ〔（nH＋nO）2＋k2〕 …(8) (7)、(8)式より、 tanΔB＝2knH／nH 2−nO 2−k2 よつて ΔB＝tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2） …(9) ところで、通常の金層ではnH 2≦nO 2＋k2である
から nH 2−nO 2−k2≦０ よつてcosΔBの値はマイナスをとるので、ΔB
つまり、 tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）の値をπ／２からπの範
囲で 求める必要があるが、通常tan-1の値は −π／２〜π／２の範囲で考えられる。 そこで、tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）の値を−π／ ２から０までの範囲で求めるものとし、(9)式を修
正し ΔB＝π＋tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）…(10) また、Ｂ面で反射する光の波の位相には、第１
層の高屈折率誘電体層の膜厚ｄによる位相遅れ 4π／λ・nH・ｄが加わり、最終的にΔBは ΔB＝−4π／λ・nH・ｄ＋〔π＋tan-1 （2knH／nH 2−nO 2−k2）〕 …(11) となる。 Ａ面で反射する光の波とＢ面で反射する光の波
が互いに干渉し打ち消す為には、Ａ面で反射する
光の波の位相ΔAとＢ面で反射する光の波の位相
ΔBが半波長分ずれる必要がある。 ΔA−ΔB＝π …(12) (12)式に(3)、(11)式を代入し、 π＋4π／λ・nH・ｄ−π−tan-1（2knH／nH 2−nO 2−
k2）＝ π よつて、第１層の高屈折率誘電体層の光学的膜
厚nH・ｄは、 nH・ｄ＝λ／4π｛π＋tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）
｝ …（13） 但しnH：高屈折率誘電体層の屈折率 ｄ：第１層目の幾何学的膜厚 nO、ｋ：金属反射面での波長λにおける複素数屈
折率nO−ikの係数 以上説明したように、上記（13）式のように膜
厚を決定すれば、金属反射面で生じる光の波の位
相遅れの問題は解決できる。上記基準波長λは、
ハロゲンランプ光源とcds系感光体の組み合わせ
から成る光学系では赤外域から近赤外域（600mμ
〜800mμ）の間に設定し、又螢光燈光源とSe系
感光体の組み合わせから成る光学系では青色域
（350mμ〜500mμ）の間に選ぶ必要がある。 本発明においては、誘電体の薄膜層は最終層が
高屈折率層で終ることが望ましい。又、上記高屈
折率層としては屈折率が1.6以上必要であり例え
ばCeO2、ZnO2、TiO2等が使用され、低屈折率層
の材料としては屈折率が1.5以下のMgF2やSiO2等
が使用される。上記金属鏡としてはアルミニウム
鏡に限らず、クロム鏡、銀鏡等の高反射を有する
ものなら良い。 第１図は本発明に係る光学系に用いる反射鏡の
一実施例の分光反射率特性を示す図で、縦軸に反
射率を横軸に波長（ｍμ）を取つてある。第１図
において、反射率特性曲線Ｐは従来の増反射鏡の
特性を示し、曲線，が本発明の特性を示して
いる。第１表には曲線，のデータを示す。
【表】
尚、基準波長λは700mμである。第１図及び第
１表に示す様に、本発明に係る反射鏡では、基準
波長の700mμ近傍において、反射率が低下してい
る。従つて斯様な反射鏡をハロゲンランプとcds
係の感光体を用いた光学系に使用すると赤色から
近赤外領域の光量を押えることが出来、赤色系の
文字及び図形が薄くなつたり又は写らなかつたり
する現象を防止することが出来る。 第２図は本発明の光学系に用いる反射鏡の他の
実施例の分光反射率特性を示す図で、曲線は基
準波長λが400mμ、曲線は500mμの場合を示し
ている。第２図の曲線，のデータを第２表に
示す。
１表に示す様に、本発明に係る反射鏡では、基準
波長の700mμ近傍において、反射率が低下してい
る。従つて斯様な反射鏡をハロゲンランプとcds
係の感光体を用いた光学系に使用すると赤色から
近赤外領域の光量を押えることが出来、赤色系の
文字及び図形が薄くなつたり又は写らなかつたり
する現象を防止することが出来る。 第２図は本発明の光学系に用いる反射鏡の他の
実施例の分光反射率特性を示す図で、曲線は基
準波長λが400mμ、曲線は500mμの場合を示し
ている。第２図の曲線，のデータを第２表に
示す。
【表】
上述した如く本発明は比較的安価に実現出来る
為に、反射型投影レンズの内蔵反射面のみなら
ず、複写機等の光学系に使用されている光の方向
を転向する為のミラー及び原稿光受光の為の走査
ミラー又は光源部の反射ミラー等に使用可能であ
る。 以上本発明においては、光学系内に設けられた
反射面を用い該反射面を金属反射面を基板とし、
更にその上に高屈折率層より始まる高屈折率層と
低屈折率層の交互層より成る誘電体層を設け、更
に金属反射面に接する高屈折率誘電体層の膜厚を
金属反射面での位相遅れを考慮して規定する構成
とする事、光学系に設けられた感光体の分光感度
特性に対して照明系の分光分布光量を調整するも
のであり簡易な構成で優れた効果を有するもので
ある。
為に、反射型投影レンズの内蔵反射面のみなら
ず、複写機等の光学系に使用されている光の方向
を転向する為のミラー及び原稿光受光の為の走査
ミラー又は光源部の反射ミラー等に使用可能であ
る。 以上本発明においては、光学系内に設けられた
反射面を用い該反射面を金属反射面を基板とし、
更にその上に高屈折率層より始まる高屈折率層と
低屈折率層の交互層より成る誘電体層を設け、更
に金属反射面に接する高屈折率誘電体層の膜厚を
金属反射面での位相遅れを考慮して規定する構成
とする事、光学系に設けられた感光体の分光感度
特性に対して照明系の分光分布光量を調整するも
のであり簡易な構成で優れた効果を有するもので
ある。
第１図及び第２図は各々本発明の光学系に用い
る反射鏡の分光反射特性を示す図。 ，，，……分光反射特性曲線。
る反射鏡の分光反射特性を示す図。 ，，，……分光反射特性曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ その内部に少なくとも一面の反射面を含み物
体からの光束を感光体上に結像せしめる光学系に
おいて、上記反射面として所定の金属反射面上に
高屈折率から始まる高屈折率誘電体層と低屈折率
誘電体層の交互層を設けることにより物体からの
光束の波長特性と感光体の分光感度特性を適合さ
せ、上記誘電体層の膜厚は反射率を低下させる所
望の波長帯域のほぼ中心値である設計波長λのほ
ぼ1/4の光学的膜厚を有し、上記金属反射面に接
する第１層の高屈折率誘電体層の光学的膜厚nHｄ
は nHｄ＝λ／4π｛π＋tan-1（2knH／nH 2−nO 2−k2）｝ 但しnH：高屈折率誘電体層の屈折率 ｄ：第１層目の幾何学的膜厚 nO、ｋ：金属反射面での波長λにおける複素数屈
折率nO−ikの係数 であることを特徴とする光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4851078A JPS54140549A (en) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | Optical system |
| US06/429,145 US4522485A (en) | 1978-04-24 | 1982-09-30 | Copying machine including a dielectric covered metal reflective device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4851078A JPS54140549A (en) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | Optical system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54140549A JPS54140549A (en) | 1979-10-31 |
| JPS6329242B2 true JPS6329242B2 (ja) | 1988-06-13 |
Family
ID=12805362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4851078A Granted JPS54140549A (en) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | Optical system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54140549A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885456A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-21 | Minolta Camera Co Ltd | 複写機の反射鏡 |
| JPS60156570U (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-18 | 京セラミタ株式会社 | 画像メモリ−の防止された複写機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5260142A (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-18 | Minolta Camera Co Ltd | Optical system for copying machine |
-
1978
- 1978-04-24 JP JP4851078A patent/JPS54140549A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5260142A (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-18 | Minolta Camera Co Ltd | Optical system for copying machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54140549A (en) | 1979-10-31 |
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