JP2003344794A

JP2003344794A - 光走査装置

Info

Publication number: JP2003344794A
Application number: JP2003139341A
Authority: JP
Inventors: Tomonobu Yoshikawa; 智延吉川; Yoshiharu Yamamoto; 義春山本; Kazutake Boku; 一武朴
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ハーフミラーなどの光路分離手段を必要
とせずに、１枚の曲面ミラーのみで第２結像光学系を構
成し、像面湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲を良好な性能と
するとともに、波面収差が補正された良好なスポットを
得ること。【解決手段】折り返しミラー４とポリゴンミラー５と
曲面ミラー７とを、折り返しミラー４からの光束がポリ
ゴンミラー５の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な
面に対して斜め入射し、ポリゴンミラー５からの光束が
曲面ミラー７の頂点における法線を含み主走査方向に平
行な面に対して斜め入射するように、副走査方向に異な
る位置に配置した。偏向面の法線が光束となす角度をθ
Ｐ、曲面ミラー７の頂点における法線が偏向面からの光
束となす角度をθＭとした場合、条件式１．２０＜θ
Ｍ／θＰ＜１．６５７を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、レーザファクシミリやデジタル複写機などに用い
られる光走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタなどに用い
られている多くの光走査装置は、光源としての半導体レ
ーザと、光偏向器としてのポリゴンミラーと、光偏向器
の面倒れを補正するために光源からの光束を光偏向器に
線状に結像する第１結像光学系と、被走査面上に等速度
で均一なスポットを結像する第２結像光学系と、から構
成されている。

【０００３】このような光走査装置の第２結像光学系
は、ｆθレンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で
構成されていたが、小型化が困難であるとともに高価で
あるとの問題点があった。

【０００４】そこで近年、小型化、低コスト化を実現す
る光走査装置として第２結像光学系に１枚の曲面ミラー
を用いるもの、例えば、特開平４−１９４８１４、特開
平６−２８１８７２、特開平６−１１８３２５、特開平
６−２８１８７３、等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案のような１枚の曲面ミラーで構成された光走査装置
は、いずれの場合も像面湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲に
関しての性能は良好であったとしても、光線収差に関し
ては補正が不十分であるため良好なスポットが得られな
いという不都合がある。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、ハーフミラー
などの光路分離手段を必要とせずに、１枚の曲面ミラー
のみで第２結像光学系を構成し、像面湾曲、ｆθ特性、
走査線湾曲を良好な性能とするとともに、光線収差を適
正に補正して良好なスポットを得る光走査装置を提供す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光走査装置は、
光束を発する光源部と、光源部からの光束を走査する光
偏向器と、光源部と光偏向器との間に配置され、面倒れ
補正のために光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１
結像光学系と、光偏向器と被走査面との間に配置され、
１枚の曲面ミラーから構成される第２結像光学系とを備
える。そして、この曲面ミラーの形状は像面湾曲、ｆθ
誤差、走査線湾曲を補正するような主副の曲率半径が異
なり、さらに母線上の各点における法線がねじれている
自由曲面である。

【０００８】また、光路を分離するために光偏向器から
の光束は曲面ミラーの頂点における法線を含み主走査方
向に平行な面（以後ＹＺ面）に対して斜め入射するよう
に配置されている。このとき、曲面ミラーに副走査方向
に関して斜めに入射することによって光線収差が生じ
る。

【０００９】この収差を補正するために、本発明の光走
査装置は、第１結像光学系からの光束は光偏向器の偏向
面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め入射
する配置とし、光線収差を補正する各傾き角の条件を示
した。

【００１０】つまり、良好なスポットを得るためには、
副走査方向断面に関して、偏向面で反射される反射光束
が第１結像光学系からの入射光束に対してなす角度の方
向を正の方向とした場合、曲面ミラーで反射される光束
が偏向面からの入射光束に対してなす角度が負の方向で
あることが望ましい。

【００１１】さらに良好なスポットを得るには、偏向面
の法線が第１結像光学系からの光束となす角度をθＰ、
曲面ミラーの頂点における法線が偏向面からの光束とな
す角度をθＭとした場合以下の条件式（１）を満足する
ことが望ましい。条件式の範囲を越えると斜め方向に収
差が生じて高解像度の達成が困難になる。

【００１２】

【数１】

【００１３】より具体的には、本発明の第１の態様は、
光源部と、前記光源部からの光束を走査する光偏向器
と、前記光源部と前記光偏向器との間に配置され、前記
光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１結像光学系
と、前記光偏向器と被走査面との間に配置され、１枚の
曲面ミラーから構成される第２結像光学系とを備える光
走査装置であって、前記第１結像光学系と前記光偏向器
と前記第２結像光学系とを、前記第１結像光学系からの
光束が前記光偏向器の前記偏向面の法線を含み主走査方
向に平行な面に対して斜め入射し、前記光偏向器からの
光束が前記曲面ミラーの頂点における法線を含み主走査
方向に平行な面（以後ＹＺ面）に対して斜め入射するよ
うに、副走査方向に異なる位置に配置し、副走査方向断
面に関して、前記偏向面で反射される反射光束が前記第
１結像光学系からの入射光束に対してなす角度の方向を
正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反射される光束
が前記偏向面からの入射光束に対してなす角度が負の方
向となるようにし、前記偏向面の法線が前記第１結像光
学系からの光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂
点における法線が前記偏向面からの光束となす角度をθ
Ｍとした場合、条件式１．２０＜θＭ／θＰ＜１．６５７を満足することとした光走査装置である。

【００１４】この構成により、第２結像光学系を１枚の
ミラーで構成することができるため、低コスト小型化を
実現することができ、しかも光偏向器からの光束が、曲
面ミラーに対して副走査方向について斜め入射するの
で、ハーフミラーなどの光路分離手段を必要としない。

【００１５】また、本発明の第２の態様は、第１の態様
の光走査装置において、副走査方向断面に関して、前記
偏向面で反射される反射光束が前記第１結像光学系から
の入射光束に対してなす角度の方向を正の方向とした場
合、前記曲面ミラーで反射される光束が前記偏向面から
の入射光束に対してなす角度が負の方向となるようにし
た。

【００１６】この構成により、反射光束と入射光束と
を、それぞれ正の方向と負の方向と位置づけるため、斜
め入射に起因して生じる光線収差を補正し、良好なスポ
ットを得ることができる。

【００１７】本発明の第３の態様は、第２の態様の光走
査装置において、前記偏向面の法線が前記第１結像光学
系からの光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂点
における法線が前記偏向面からの光束となす角度をθＭ
とした場合、条件式１．２＜θＭ／θＰ＜１．６５
を満足するようにした。

【００１８】このように、前記第１結像光学系と前記光
偏向器と前記第２結像光学系との位置関係が上記条件式
を満足すれば、光束の斜め入射に起因して生じる光線収
差を適正に補正することができる。

【００１９】また、本発明の第４の態様は、第１から第
３のいずれかの態様の光走査装置において、前記曲面ミ
ラーは、斜め入射に起因して生じる走査線曲がりを補正
する形状とした。

【００２０】本発明の第５の態様は、第１から第３のい
ずれかの態様の光走査装置において、前記曲面ミラー
は、前記ＹＺ面に対して非対称の形状とした。

【００２１】本発明の第６の態様は、第１から第３のい
ずれかの態様の光走査装置において、前記曲面ミラー
は、前記ＹＺ面と曲面が交わる曲線（以後母線）上にあ
る頂点以外の各点の法線が、前記ＹＺ面に含まれない、
ねじれ形状とした。

【００２２】これらの構成により、光学系を単純な構成
にでき光束の斜め入射に起因して生じる光線収差を補正
しつつ、しかも、走査線曲がりを補正することができ
る。

【００２３】更に、本発明の第７の態様は、ねじれ形状
の曲面ミラーは、前記母線上の各点の法線が前記ＹＺ面
となす角度は、周辺ほど大きくなるようにするものであ
り、本発明の第８の態様は、前記母線上の各点の法線が
前記ＹＺ面となす角度の方向は、前記曲面ミラーで反射
される光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角
度を正の方向とした場合、正の方向となるようにするも
のである。

【００２４】また、本発明の第９の態様は、第１から第
３のいずれかの態様の光走査装置において、前記曲面ミ
ラーは、頂点における主走査方向の曲率半径と副走査方
向の曲率半径が異なるアナモフィックミラーとした。

【００２５】本発明の第１０の態様は、第１から第３の
いずれかの態様の光走査装置において、前記曲面ミラー
は、主走査方向、副走査方向ともに凹のミラー面とし
た。

【００２６】本発明の第１１の態様は、第１から第３の
いずれかの態様の光走査装置において、前記曲面ミラー
は、副走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と
周辺部で変化しているミラー面とした。

【００２７】本発明の第１２の態様は、第１から第３の
いずれかの態様の光走査装置において、前記第１結像光
学系は前記光源部からの光束を主走査方向について収束
光束となるようにした。

【００２８】これらの構成により、主走査方向、副走査
方向の各像面湾曲、ｆθ特性を良好な性能とすることが
できる。

【００２９】本発明の第１３の態様は、光源部と、前記
光源部からの光束を走査する光偏向器と、前記光源部と
前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の偏向面
上に線像を形成する第１結像光学系と、前記光偏向器と
被走査面との間に配置され、１枚の曲面ミラーから構成
される第２結像光学系とを備える光走査装置であって、
前記第１結像光学系と前記光偏向器と前記第２結像光学
系とを、前記第１結像光学系からの光束が前記光偏向器
の前記偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対し
て斜め入射し、前記光偏向器からの光束が前記曲面ミラ
ーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（以
後ＹＺ面）に対して斜め入射するように、副走査方向に
異なる位置に配置し、前記光源部は、波長可変光源と波
長制御部を具備することを特徴とする光走査装置であ
る。

【００３０】この構成によれば、スポットの大きさはほ
ぼ波長に比例するので、波長を制御すると感光ドラム上
に結像するスポットの大きさを任意に制御することがで
き、しかも、第２結像光学系が反射ミラーのみで構成さ
れるので色収差が全く発生しないため、ｆθ特性など他
の性能を劣化することなく解像度を任意に変えることが
できる。

【００３１】また、本発明の第１４の態様は、光源部
と、前記光源部からの光束を走査する光偏向器と、前記
光源部と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器
の偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、前記光
偏向器と被走査面との間に配置される第２結像光学系と
を備える光走査装置であって、前記光源部が少なくとも
２つの光源からなり、前記光源部と前記光偏向器の間に
配置される前記少なくとも２つの光源からの光束を合成
する光合成手段を具備し、第２結像光学系は１枚の曲面
ミラーから構成され、前記第１結像光学系、前記光偏向
器、前記第２結像光学系を、副走査方向に異なる位置に
配置したことを特徴とする光走査装置である。

【００３２】この構成により、１度の走査で２光束以上
の走査を行うことができるため、光源が１つの場合と比
較して少なくとも２倍の線像情報を被走査面上に走査す
ることができる。

【００３３】光合成手段としては、例えば、ダイクロイ
ックミラーを使用できる。ダイクロイックミラーは、波
長を選択して反射、透過するので効率よく光を合成する
ことができる。また、ハーフミラーを使用することもで
きる。ハーフミラーは、加工が容易なので低コストで光
合成を実現できる。

【００３４】また、本発明の第３の態様によれば、前記
第１結像光学系、前記光偏向器、前記第２結像光学系
を、副走査方向に異なる位置に配置するようにしたの
で、第１の態様と同様に、第２結像光学系が１枚のミラ
ーで構成されるので、低コスト、小型化を実現する光走
査装置であって、曲面ミラーに副走査方向に関して斜め
入射するのでハーフミラーなどの光路分離手段を必要と
しない。

【００３５】本発明の第１５の態様は、第３の態様の光
走査装置において、前記光偏向器と被走査面との間に配
置される光束を分解する光分解手段を具備する構成とし
た。

【００３６】このように、光偏向器と被走査面との間に
光束を分解する光分解手段を配置することで、一度の走
査で同時に少なくとも２本の線像を被走査面上に形成す
ることができ、画像形成速度あるいは画像読み取り速度
を少なくとも２倍速くする効果が得られる。

【００３７】光分解手段としては、回折格子又はダイク
ロイックミラー等を使用するとよい。回折格子によれ
ば、入射した光束は波長により異なる回折角で回折され
るので、低コスト高効率で光を分解することができる。
また、ダイクロイックミラーによれば、波長を選択して
反射、透過するので効率よく光を分解することができ
る。

【００３８】本発明の第１６の態様は、第３の態様の光
走査装置において、前記光源部を構成する少なくとも２
つの光源から発する光の波長を異なるようにした。

【００３９】このように、波長の異なる光を使用して
も、第２結像光学系が反射ミラーのみで構成されるの
で、通常発生する色収差が全く発生しないため、高解像
度のカラー画像形成あるいはカラー画像読み取りが可能
となる。

【００４０】また、本発明の第１３の態様は、第２又は
第３の態様の光走査装置において、前記偏向面の法線が
前記第１結像光学系からの光束となす角度をθＰ、前記
曲面ミラーの頂点における法線が前記偏向面からの光束
となす角度をθＭとした場合、条件式１．２０＜θＭ／θＰ＜１．６５７を満足するようにしたものである。

【００４１】また、本発明の第１４の態様は、第１から
第３のいずれかの態様の光走査装置において、前記偏向
面の法線が前記第１結像光学系からの光束となす角度を
θＰ、前記曲面ミラーの頂点における法線が前記偏向面
からの光束となす角度をθＭとした場合、条件式１．４４０＜θＭ／θＰ＜１．６５７を満足するようにしたものである。

【００４２】また、本発明の第１７又は第１８の態様
は、上記第１乃至第１６の態様の光走査装置を、画像読
取装置又は画像形成装置に適用するものであり、これに
より、小型、低コスト、高解像度で、しかも、高速の画
像読取装置、画像形成装置を得ることができる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図８を用いて説明する。

【００４４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る光走査装置を示す構成図である。図１にお
いて、光走査装置は、半導体レーザ１、軸対称レンズ
２、副走査方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレン
ズ３、折り返しミラー４、ポリゴンミラー５、回転中心
軸６、曲面ミラー７、走査面である感光ドラム８から構
成されている。

【００４５】図２は、光走査装置をその走査中心軸を含
む副走査方向に平行な面で切った断面図である。折り返
しミラー４からの光束はポリゴンミラー５の偏向面に対
して斜めに入射し、ポリゴンミラー５からの光束は曲面
ミラー７に対して斜めに入射するように、副走査方向に
異なる位置に配置されている。

【００４６】図中、ポリゴンミラー５の内接半径をｒと
し、ポリゴンミラー５の偏向反射点と曲面ミラー７の間
隔をＬとし、曲面ミラー７と感光ドラム８の間隔をＤと
し、折り返しミラー４からの光軸と偏向反射面の法線と
のなす角をθPとし、偏向反射面からの光軸と曲面ミラ
ー７の頂点における法線とのなす角をθMとする。

【００４７】また、面の頂点を原点とする副走査方向座
標、主走査方向座標がｘ（ｍｍ）、ｙ（ｍｍ）の位置に
おける頂点からのサグ量を入射光束の向かう方向を正と
するｚ（ｍｍ）とすれば、本実施の形態１の曲面ミラー
７の面形状は、式（２）で示される。

【００４８】

【数２】

【００４９】但し、

【００５０】

【数３】

【００５１】

【数４】

【００５２】

【数５】

【００５３】ここで、ｆ（ｙ）は母線上の形状である非
円弧を示す式、ｇ（ｙ）はｙ位置における副走査方向
（ｘ方向）の曲率半径、θ（ｙ）はｙ位置におけるねじ
り量を示す式である。そして、ＲＤｙ（ｍｍ）は頂点に
おける主走査方向曲率半径、ＲＤｘ（ｍｍ）は副走査方
向曲率半径、Kは母線形状を示す円錐定数、A、B、C、D
は母線形状を示す高次定数であり、Eはｙ位置における
ねじり量を決めるねじり定数である。

【００５４】具体的数値例１〜数値例４を以下、表１〜
表４に示す。なお、最大像高をＹmax、それに対応した
ポリゴン回転角をαmaxとした。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】以上のように構成された光走査装置につい
て、以下、図１、図２を用いてその動作を説明する。

【００６０】半導体レーザ１からの光束は、軸対称レン
ズ２によって収束光となる。この収束光は、シリンドリ
カルレンズ３によって副走査方向についてのみ収束さ
れ、折り返しミラー４によって折り返されポリゴンミラ
ー５の反射面上に線像として結像される。その反射光
は、ポリゴンミラー５が回転中心軸６を中心に回転する
ことによって主走査され、曲面ミラー７、感光ドラム８
上に結像する。

【００６１】曲面ミラー７の形状は主、副像面湾曲、ｆ
θ誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形
状、各像高に対応した副走査方向の曲率半径が決められ
ており、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に
対応した位置での面のねじり量が決められている。

【００６２】また、いずれの数値例においても、斜め入
射によって生じる光線収差が補正されるように、θＰ、
θＭが決められている。上記各数値例１〜数値例４の走
査中心、最大像高における波面収差を表５に示す。

【００６３】

【表５】

【００６４】以上説明した数値例による曲面ミラー７
の、ｆθ誤差、像面湾曲量、残存走査線湾曲量を、図３
乃至図６に示す。

【００６５】図３(a)(b)(c)に数値例１の場合の(a)ｆθ
誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を示す。

【００６６】図４(a)(b)(c)に数値例２の場合の(a)ｆθ
誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を示す。

【００６７】図５(a)(b)(c)に数値例３の場合の(a)ｆθ
誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を示す。

【００６８】図６(a)(b)(c)に数値例４の場合の(a)ｆθ
誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を示す。

【００６９】ここで、ｆθ誤差（ΔＹ）は、走査中心近
傍におけるポリゴンの単位回転角あたりの走査速度（感
光ドラム面上で光束が走査される速度）をＶ（mm/de
g）、ポリゴン回転角α（deg)、像高をＹ(mm)としたと
き式（３）で表される量である。

【００７０】

【数６】

【００７１】また、半導体レーザ１を波長可変レーザと
することにより、その波長を制御すると感光ドラム８上
に結像するスポットの大きさを任意に制御することもで
きる。

【００７２】なお、本実施の形態では、曲面ミラー形状
を表すため、式（２）を用いたが、同様の形状を表すこ
とができれば他の式を用いてもよい。

【００７３】このように、実施の形態１の光走査装置
は、半導体レーザからの光束を走査するポリゴンミラー
と、光源部とポリゴンミラーとの間に配置され、ポリゴ
ンミラーの偏向面上に線像を形成する第１結像光学系
と、ポリゴンミラーと感光ドラムとの間に配置され、１
枚の曲面ミラーから構成される第２結像光学系とを備え
る光走査装置であって、第１結像光学系からの光束はポ
リゴンミラーの偏向面の法線を含み主走査方向に平行な
面に対して斜め入射し、ポリゴンミラーからの光束は曲
面ミラーのＹＺ面に対して斜め入射するように、副走査
方向について傾けて配置している。また、曲面ミラーの
形状は主副の曲率半径が異なり、さらに母線上の各点に
おける法線がねじれている自由曲面である。

【００７４】自由曲面の形状を最適化することで、像面
湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲を良好な性能とすることが
できる。

【００７５】また、曲面ミラーに副走査方向に関して斜
め入射するのでハーフミラーなどの光路分離手段を必要
としない。そして、偏向反射面に副走査方向に関して斜
めに入射させる角度を、この斜め入射に起因して生じる
光線収差を補正するための条件を満足する角度とするこ
とで波面収差の小さい良好なスポットを得ることができ
る。

【００７６】さらに、半導体レーザを波長可変レーザと
し、その波長を制御すると感光ドラム上に結像するスポ
ットの大きさを任意に制御することもできる。

【００７７】（実施の形態２）図７は、本発明の実施の
形態２に係る光走査装置を示す概略斜視図である。図７
において、光走査装置は、波長λ1の光束を発する第１
の光源９と、波長λ2の光束を発する第２の光源１０
と、第１の光源９からの光を収束光とする第１の軸対称
レンズ１１と、第２の光源１０からの光を収束光とする
第２の軸対称レンズ１２と、副走査方向にのみ屈折力を
持ち偏向面上に第１の光源９からの光束を線像として結
像する第１のシリンドリカルレンズ１３と、副走査方向
にのみ屈折力を持ち偏向面上に第２の光源１０からの光
束を線像として結像する第２のシリンドリカルレンズ１
４と、波長λ1の光束を透過し、波長λ2の光束を反射す
るダイクロイックミラー１５と、折り返しミラー１６
と、ポリゴンミラー１７と、ポリゴンミラー１７の回転
中心軸１８と、数値例１〜数値例４に示した形状および
配置である曲面ミラー１９と、波長λ1と波長λ2の光束
に分離する回折格子２０と、感光ドラムと、から構成さ
れる。

【００７８】以上のように構成された光走査装置につい
てその動作を説明する。ダイクロイックミラー１５で合
成された２つの異なる波長の光束がポリゴンミラー１７
によって走査され、曲面ミラー１９によって収束光とな
り、回折格子２０によって２つの光束に分離され感光ド
ラム２１上に結像されるので、一度の走査で２ライン走
査することができる。

【００７９】このとき、曲面ミラー１９では色収差が全
く発生しない。故に、回折格子２０によって分離された
２つの光束はともに感光ドラム２１に良好に結像するこ
ととなる。ここでは、合成手段としてダイクロイックミ
ラーを用いたがハーフミラーを用いても良く、また分離
手段として回折格子を用いたがダイクロイックミラーを
用いても良い。

【００８０】また、上記実施例では分解手段を設けて２
ライン走査を行うとしたが、分解手段を設けずに波長多
重の走査を行うこともできる。

【００８１】このように、実施の形態２の光走査装置
は、光源部を少なくとも２つの光源から構成し、光源部
と光偏向器の間に少なくとも２つの光源からの光束を合
成する光合成手段を配置し、第２結像光学系を光偏向器
からの光束を反射する曲面ミラーで構成し、曲面ミラー
の形状、配置は実施の形態１と同様としたので高解像度
を実現しながら、一度の走査で光源が１つの場合と比較
して少なくとも２倍の線像情報を被走査面上に走査する
効果が得られる。

【００８２】さらに、光偏向器と被走査面との間に光束
を分解する光分解手段を配置することで、一度の走査で
同時に少なくとも２本の線像を被走査面上に形成するこ
とができ、画像形成速度あるいは画像読み取り速度を少
なくとも２倍速くする効果が得られる。

【００８３】さらに、光源部を波長が異なる光を発する
少なくとも２つの光源から構成し、光合成手段をダイク
ロイックミラーあるいはハーフミラーとし、光分解手段
を回折格子あるいはダイクロイックミラーとすること
で、低コストで画像形成速度あるいは画像読み取り速度
を少なくとも２倍速くする効果が得られる。なお、この
とき第２結像光学系が反射ミラーのみで構成されるの
で、波長の異なる光の場合に通常発生する色収差が全く
発生しないため、高解像度、高速の光走査装置を実現す
ることができる。

【００８４】（実施の形態３）図８は、実施の形態１又
は実施の形態２に記載した光走査装置を適用した画像読
取装置を示す概略斜視図である。図８において、図１に
示した実施の形態１の光走査装置と同一の部材には同一
番号を付して説明を省略する。本画像読取装置は、読取
面２２と、光源１からの光束を透過するとともに読取面
２２からの戻り光を検出系に反射するハーフミラー２３
と、検出器２４と、検出器２４に戻り光を導く検出光学
系２５とから構成される。

【００８５】このように、本発明の光走査装置を用いる
ことにより、小型、低コスト、高解像度の画像読取装置
を実現することができる。

【００８６】（実施の形態４）図９は、実施の形態１又
は実施の形態２に記載した光走査装置を適用した他の画
像形成装置を示す概略斜視図である。図９において、光
走査装置は、光が照射されると電荷が変化する感光体が
表面を覆っている感光ドラム２６と、感光体の表面に静
電気イオンを付着し帯電する一次帯電器２７と、印字情
報を感光ドラム２６上に書き込む上記図１に示した実施
例の光走査装置２８、印字部に帯電トナーを付着させる
現像器２９、付着したトナーを用紙に転写する転写帯電
器３０、残ったトナーを除去するクリーナー３１、転写
されたトナーを用紙に定着する定着装置３２、給紙カセ
ット３３である。

【００８７】以上のように、本発明の光走査装置を用い
ることにより、小型、低コストの画像形成装置を実現す
ることができる。

【００８８】

【発明の効果】以上のように、本発明の光走査装置によ
れば、ハーフミラーなどの光路分離手段を必要とせず
に、１枚の曲面ミラーのみで第２結像光学系を構成し、
像面湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲を良好な性能とすると
ともに、光線収差を適正に補正して良好なスポットを得
る光走査装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る光走査装置を示す
概略ブロック図

【図２】実施の形態１に係る光走査装置を副走査方向に
平行な面で切った断面図

【図３】実施の形態１に係る光走査装置の数値例１の
(a)ｆθ誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を
示す図

【図４】実施の形態１に係る光走査装置の数値例２の
(a)ｆθ誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を
示す図

【図５】実施の形態１に係る光走査装置の数値例３の
(a)ｆθ誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を
示す図

【図６】実施の形態１に係る光走査装置の数値例４の
(a)ｆθ誤差、(b)像面湾曲量、(c)残存走査線湾曲量を
示す図

【図７】本発明の実施の形態２に係る光走査装置を示す
概略ブロック図

【図８】本発明の光走査装置を適用した画像読取装置の
概略ブロック図

【図９】本発明の光走査装置を適用した画像形成装置の
概略断面図

【符号の説明】

１半導体レーザ２軸対称レンズ３シリンドリカルレンズ４折り返しミラー５ポリゴンミラー６回転中心軸７曲面ミラー８感光ドラム９第１の光源１０第２の光源１１第１の軸対称レンズ１２第２の軸対称レンズ１３第１のシリンドリカルレンズ１４第２のシリンドリカルレンズ１５ダイクロイックミラー１６折り返しミラー１７ポリゴンミラー１８回転中心軸１９曲面ミラー２０回折格子２１感光ドラム２２読取面２３ハーフミラー２４検出器２５検出光学系２６感光ドラム２７一次帯電器２８実施の形態１の光走査装置２９現像器３０転写帯電器３１クリーナー３２定着装置３３給紙カセット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者朴一武大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H045 CA33 CA53 CA62 CB13 DA02 2H087 KA19 TA01 TA03 TA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源部と、前記光源部からの光束を走査
する光偏向器と、前記光源部と前記光偏向器との間に配
置され、前記光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１
結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置さ
れ、１枚の曲面ミラーから構成される第２結像光学系と
を備える光走査装置であって、前記第１結像光学系と前
記光偏向器と前記第２結像光学系とを、前記第１結像光
学系からの光束が前記光偏向器の前記偏向面の法線を含
み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、前記光偏
向器からの光束が前記曲面ミラーの頂点における法線を
含み主走査方向に平行な面（以後ＹＺ面）に対して斜め
入射するように、副走査方向に異なる位置に配置し、副
走査方向断面に関して、前記偏向面で反射される反射光
束が前記第１結像光学系からの入射光束に対してなす角
度の方向を正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反射
される光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角
度が負の方向となるようにし、前記曲面ミラーが、前記
ＹＺ面に対して非対称であって当該曲面ミラーに対する
斜め入射に起因して生じる走査線曲がりを補正する形状
を有し、前記偏向面の法線が前記第１結像光学系からの
光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂点における
法線が前記偏向面からの光束となす角度をθＭとした場
合、条件式１．２０＜θＭ／θＰ＜１．６５７を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】光源部と、前記光源部からの光束を走査
する光偏向器と、前記光源部と前記光偏向器との間に配
置され、前記光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１
結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置さ
れ、１枚の曲面ミラーから構成される第２結像光学系と
を備える光走査装置であって、前記第１結像光学系と前
記光偏向器と前記第２結像光学系とを、前記第１結像光
学系からの光束が前記光偏向器の前記偏向面の法線を含
み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、前記光偏
向器からの光束が前記曲面ミラーの頂点における法線を
含み主走査方向に平行な面（以後ＹＺ面）に対して斜め
入射するように、副走査方向に異なる位置に配置し、前
記光源部は、波長可変光源と波長制御部を具備すること
を特徴とする光走査装置。
【請求項３】光源部と、前記光源部からの光束を走査
する光偏向器と、前記光源部と前記光偏向器との間に配
置され、前記光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１
結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置さ
れる第２結像光学系とを備える光走査装置であって、前
記光源部が少なくとも２つの光源からなり、前記光源部
と前記光偏向器の間に配置される前記少なくとも２つの
光源からの光束を合成する光合成手段を具備し、第２結
像光学系は１枚の曲面ミラーから構成され、前記第１結
像光学系、前記光偏向器、前記第２結像光学系を、副走
査方向に異なる位置に配置したことを特徴とする光走査
装置。
【請求項４】光源部と、前記光源部からの光束を走査
する光偏向器と、前記光源部と前記光偏向器との間に配
置され、前記光偏向器の偏向面上に線像を形成する第１
結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置さ
れ、１枚の曲面ミラーから構成される第２結像光学系と
を備える光走査装置であって、前記第１結像光学系と前
記光偏向器と前記第２結像光学系とを、前記第１結像光
学系からの光束が前記光偏向器の前記偏向面の法線を含
み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、前記光偏
向器からの光束が前記曲面ミラーの頂点における法線を
含み主走査方向に平行な面（以後ＹＺ面）に対して斜め
入射するように、副走査方向に異なる位置に配置し、副
走査方向断面に関して、前記偏向面で反射される反射光
束が前記第１結像光学系からの入射光束に対してなす角
度の方向を正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反射
される光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角
度が負の方向となるようにし、前記第１結像光学系は、
入射された光線を主走査方向に斜めに出射し、且つ、前
記光偏光器の偏向面に対して副走査方向の斜めに入射さ
せる折り返しミラーを有することを特徴とする光走査装
置。
【請求項５】前記曲面ミラーは、斜め入射に起因して
生じる走査線曲がりを補正する形状であることを特徴と
する請求項１から請求項４のいずれかに記載の光走査装
置。
【請求項６】前記曲面ミラーは、前記ＹＺ面に対して
非対称であることを特徴とする請求項１から請求項４の
いずれかに記載の光走査装置。
【請求項７】前記曲面ミラーは、前記ＹＺ面と曲面が
交わる曲線（以後母線）上にある頂点以外の各点の法線
が、前記ＹＺ面に含まれない、ねじれ形状であることを
特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光
走査装置。
【請求項８】前記母線上の各点の法線が前記ＹＺ面と
なす角度は、周辺ほど大きくなることを特徴とする請求
項７記載の光走査装置。
【請求項９】前記母線上の各点の法線が前記ＹＺ面と
なす角度の方向は、前記曲面ミラーで反射される光束が
前記偏向面からの入射光束に対してなす角度を正の方向
とした場合、正の方向であることを特徴とする請求項７
記載の光走査装置。
【請求項１０】前記曲面ミラーは、頂点における主走
査方向の曲率半径と副走査方向の曲率半径が異なるアナ
モフィックミラーであることを特徴とする請求項１から
請求項４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１１】前記曲面ミラーは主走査方向、副走査
方向ともに凹のミラー面であることを特徴とする請求項
１から請求項４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１２】前記曲面ミラーは副走査方向の屈折力
が主走査方向における中心部と周辺部で変化しているミ
ラー面であることを特徴とする請求項１から請求項３の
いずれかに記載の光走査装置。
【請求項１３】前記第１結像光学系は前記光源部から
の光束を主走査方向について収束光束とすることを特徴
とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光走査
装置。
【請求項１４】前記偏向面の法線が前記第１結像光学
系からの光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂点
における法線が前記偏向面からの光束となす角度をθＭ
とした場合、条件式１．２０＜θＭ／θＰ＜１．６５７を満足することを特徴とする請求項２又は請求項３に記
載の光走査装置。
【請求項１５】前記偏向面の法線が前記第１結像光学
系からの光束となす角度をθＰ、前記曲面ミラーの頂点
における法線が前記偏向面からの光束となす角度をθＭ
とした場合、条件式１．４４０＜θＭ／θＰ＜１．６５７を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のい
ずれかに記載の光走査装置。
【請求項１６】前記光偏向器と被走査面との間に配置
される光束を分解する光分解手段を具備することを特徴
とする請求項３記載の光走査装置。
【請求項１７】前記光源部を構成する少なくとも２つ
の光源から発する光の波長は異なることを特徴とする請
求項３記載の光走査装置。
【請求項１８】請求項１から請求項１７のいずれかに
記載の光走査装置を用いた画像読取装置。
【請求項１９】請求項１から請求項１７のいずれかに
記載の光走査装置を用いた画像形成装置。