JP2006276485A - アパーチャ部材、それを備える走査光学系、並びに走査光学系を備える画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不要なレーザ光の反射を抑制し、かつ不要なレーザ光を実質的に完全に吸収することができるアパーチャ部材、並びにそれを備える走査光学系、及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 アパーチャ部材１０は、レーザ光の光路上に設けられ、レーザ光の光軸に対して垂直な面と、レーザ光の光束を通過させるための開口部とを備える。レーザ光が入射する垂直な面の少なくとも一部に、所定の形状を有する構造単位がレーザ光の波長よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列された反射防止構造体が設けられ、反射防止構造体自体、及び光学部材の反射防止構造体が設けられた部分のうち、少なくとも一方は、レーザ光を吸収可能な材料からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光を走査する走査光学系及びそれに用いられる光学部材に関し、より特定的には、レーザプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置の露光光学系やスキャナ等の読取光学系に用いられる走査光学系及びそれに用いられるアパーチャ部材に関する。また、本発明は、走査光学系を備える画像形成装置及び画像読取装置に関する。

一般的に、レーザプリンタなどに用いられている多くの走査光学系は、光源としての半導体レーザと、レーザ光を走査する光偏向器としての回転多面鏡（ポリゴンミラー）と、半導体レーザ及び回転多面鏡の間に配置され、回転多面鏡の偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、回転多面鏡で偏向走査されたレーザ光を被走査面上へ結像させる走査光学系とを備える。このような構成を有する従来の走査光学系は、さらに、半導体レーザ及び回転多面鏡の間に配置され、レーザ光を所望のビーム径で被走査面上に集光するための光学部材（アパーチャ部材）を備える。

例えば、特許文献１及び特許文献２には、アパーチャ部材を備える走査光学系が記載されている。これらの走査光学系において、レーザ光が到達するアパーチャ部材の表面は、通常、例えば黒色材料等のレーザ光を吸収可能な材料からなる。これにより、不要なレーザ光の反射を抑制することができる。
特開平９−８０３３７号公報 特許第３３８３１７１号公報

しかしながら、アパーチャ部材の表面を覆うレーザ光を吸収可能な材料は、アパーチャ部材の表面に到達するレーザ光をある程度吸収することはできるものの、当該レーザ光を実質的に完全に吸収することができない。したがって、従来の走査光学系では、半導体レーザから出射されたレーザ光がアパーチャ部材の遮光部と空気との界面で反射することによって不要光が生じる。この不要光が半導体レーザに戻った場合、半導体レーザの光共振器を構成するミラーとアパーチャ部材とが外部共振器を形成することにより、半導体レーザの出力が一定周期で変動してしまう。このように出力が変動する走査光学系を、例えばレーザプリンタなどの画像形成装置に適用した場合、出力される画像に濃度むらが発生し、画質が劣化してしまう。また、出力が変動する走査光学系を、例えばスキャナなどの画像読取装置に適用した場合には、読み取り不良が発生してしまう。

それゆえに、本発明の目的は、不要なレーザ光の反射を抑制し、かつ不要なレーザ光を実質的に完全に吸収することができるアパーチャ部材、それを備える走査光学系、並びに走査光学系を備える画像読取装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明は、レーザ光の光路上に設けられる光学部材であって、レーザ光の光軸に対して垂直な面と、レーザ光の光束を通過させるための開口部とを備え、レーザ光が入射する垂直な面の少なくとも一部に、所定の形状を有する構造単位がレーザ光の波長よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列された反射防止構造体が設けられ、反射防止構造体自体、及び光学部材の反射防止構造体が設けられた部分のうち、少なくとも一方は、レーザ光を吸収可能な材料からなることを特徴とする。

また、反射防止構造体はシート上に形成されており、光学部材が備える垂直な面のうち、レーザ光が入射する面の少なくとも一部にシートが貼付されていてもよい。

一例として、シートは、レーザ光を吸収可能な材料からなる。他の例として、シートは、透明材料からなり、かつシートが貼付される光学部材は、レーザ光を吸収可能な材料からなる。

好ましくは、反射防止構造体の構造単位が、少なくともピッチ以上の高さを有し、より好ましくは、少なくともピッチの３倍以上の高さを有するとよい。

好ましくは、反射防止構造体の構造単位が、略錐状の突出形状及び／または略錐状の陥没構造であるとよい。また、反射防止構造体の底面形状が、略円形、略矩形及び略正六角形からなる群から選ばれる１つであってもよい。

一例として、レーザ光を吸収可能な材料が、レーザ光を吸収するための染料を含有する。

好ましくは、シートと、当該シートが貼付される基材との屈折率の差が０．２以下、より好ましくは、０．１以下であるとよい。

本発明は、上記の光学部材が内部に設けられたことを特徴とする、レーザ光学系である。一例として、レーザ光学系は、走査光学系である。

上記のレーザ光学系において、反射防止構造体はシート上に形成されており、光学部材が備える垂直な面のうち、レーザ光が入射する面の少なくとも一部にシートが貼付されていてもよい。

上記のレーザ光学系において、一例として、シートは、レーザ光を吸収可能な材料からなる。また、他の例として、シートは、透明材料からなり、かつシートが貼付される光学部材は、レーザ光を吸収可能な材料からなる。

上記のレーザ光学系において、好ましくは、反射防止構造体の構造単位が、少なくともピッチ以上の高さを有し、より好ましくは、少なくともピッチの３倍以上の高さを有するとよい。

上記のレーザ光学系において、好ましくは、反射防止構造体の構造単位が、略錐状の突出形状及び／または略錐状の陥没構造であるとよい。また、反射防止構造体の底面形状が、略円形、略矩形及び略正六角形からなる群から選ばれる１つであってもよい。

上記のレーザ光学系において、一例として、レーザ光を吸収可能な材料が、レーザ光を吸収するための染料を含有する。

上記のレーザ光学系において、好ましくは、シートと、当該シートが貼付される基材との屈折率の差が０．２以下、より好ましくは、０．１以下であるとよい。

また、本発明は、上記のレーザ光学系を用いた画像読取装置である。また、本発明は、上記のレーザ光学系を用いた画像形成装置である。

本発明によれば、不要なレーザ光の反射を抑制し、かつ不要なレーザ光を実質的に完全に吸収することができるアパーチャ部材、それを備える走査光学系、並びに走査光学系を備える画像読取装置及び画像形成装置が提供される。

以下、図面を参照し、本発明についてさらに具体的に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアパーチャ部材１０、及び当該アパーチャ部材１０が適用される走査光学系の構成を示す図である。本実施形態では、アパーチャ部材１０が走査光学系に適用される場合を例に説明する。図１において、走査光学系は、コリメータレンズ７２と、アパーチャ部材１０と、シリンドリカルレンズ７３と、回転多面鏡７５と、走査レンズ７７とを備える。

走査光学系は、コリメータレンズ７２とシリンドリカルレンズ７３とにより第１結像光学系を構成し、走査レンズ７７により第２結像光学系を構成する。第１結像光学系及び第２結像光学系は、いずれも主走査方向及び主走査方向に直交する副走査方向にそれぞれ異なる光学的パワーを持つアナモフィック光学系である。なお、図１は、回転多面鏡７５による主走査を行う主走査面及び走査光学系の光軸を含む平面と紙面とが平行になるように記載されている。

コリメータレンズ７２は、光源である半導体レーザ７１から出射されたレーザ光を略平行収束性のレーザ光に変換する。コリメータレンズ７２は、光源側及びポリゴンミラー側とも光軸について回転軸対象形状のレンズである。また、コリメータレンズ７２は、樹脂製であり、回転多面鏡側の面に回折による光学的なパワーを備えた回折面が形成されている。なお、半導体レーザ７１とコリメータレンズ７２との間には、平行板であるカバーガラス（図示せず）が配置される。

シリンドリカルレンズ７３は、樹脂製であり、半導体レーザ７１及び回転多面鏡７５との間に配置され、副走査方向に屈折力を持つ。シリンドリカルレンズ７３は、副走査方向にのみ光学的パワーを備えた光源側のシリンドリカル面と、ポリゴンミラー側に形成された平面とを持つ。シリンドリカルレンズ７３は、コリメータレンズ７２から出射された収束性のレーザ光の副走査方向にのみ作用し、回転多面鏡７５の反射面の近傍で主走査方向に延びた線状に集光する。

アパーチャ部材１０は、コリメータレンズ７２とシリンドリカルレンズ７３との間に配置され、レーザ光の光軸に対して垂直な面と、コリメータレンズ７２から出射されたレーザ光の光束を制限するためのアパーチャ（開口部）とを有する。開口部の大きさを調整することにより、レーザ光を所望の大きさに切り出したり、あるいは前記レーザ光の発散角を所望の値に制御することができる。また、アパーチャ部材１０は、レーザ光を吸収可能な材料からなり、アパーチャ部材１０において、コリメータレンズ７２から出射されたレーザ光が到達する面の少なくとも一部には、反射防止構造体が形成されている。レーザ光を吸収可能な材料及び反射防止構造体の詳細については後述する。

回転多面鏡７５は、回転軸７６を中心に回転駆動される。回転多面鏡７５は、回転軸７６を中心に回転駆動されることにより、入射したレーザ光を偏向する。回転多面鏡７５は、回転多面鏡７５へ入射するレーザ光の光軸と、反射面により反射されたレーザ光の主走査方向の走査中心とが所定の有限角度をなすように配置される。

走査レンズ７７は、回転多面鏡７５の反射面で反射することにより偏向走査されたレーザ光７４を被走査面９上に結像する。走査レンズ７７は、ｆθ特性を持ち、回転多面鏡７５により等角速度で偏向されるレーザ光を、被走査面７８上において等速度で走査する。また、走査レンズ８は、樹脂製であり、主走査方向にのみ光学的パワーを備え回転多面鏡７５側に形成されたシリンドリカル面と、主走査方向及び副走査方向に光学的パワーを備え被走査面側に形成されたアナモフィック面とを持つ。

次に、アパーチャ部材１０の表面に形成される反射防止構造体、及びレーザ光を吸収可能な材料について詳細に説明する。

図２は、アパーチャ部材１０を半導体レーザ７１側から見た拡大図である。図２に示すように、レーザ光を通過させるべき部分は開口し（開口部１２）、その外側は遮光されている（遮光部１１）。アパーチャ部材１０において、遮光部１１の表面の少なくとも一部には反射防止構造体１４が形成されている。図２では、反射防止構造体１４が形成されている部分を斜線で示している。なお、図２では、アパーチャ部材１０の表面全体に反射防止構造体１４が形成されている場合を図示しているが、必ずしもアパーチャ部材１０の表面全体に反射防止構造体１４が形成されている必要はなく、表面の少なくとも一部に反射防止構造体が形成されていればよい。

図３は、図２に示すアパーチャ部材の遮光部１１の断面図である。図３において、アパーチャ部材１０は、レーザ光を吸収可能な材料からなる基材１３により構成され、当該基材１３の表面には、反射防止構造体１４が形成されている。

反射防止構造体１４とは、所定の形状を有する構造単位が、レーザ光（アパーチャ部材１０で反射して半導体レーザ７１へ到達してしまう光）の波長（例えば、７８０ｎｍ）よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列されたものである。このように所定の形状を有する構造単位を周期的にアレイ状に配列させることによって、レーザ光に対して、見かけ上屈折率を連続的に変化させ、空気層との界面での透過／反射特性の入射角依存性及び波長依存性が少ない反射防止機能面を形成させることができる。

なお前記ピッチとは、反射防止構造体１４が多数の微細構造単位の二次元的な配列により構成されている場合には、最も密な配列方向におけるピッチを意味する。

また反射防止構造体１４とは、反射を低減すべきレーザ光の反射を防止するために、表面に微細構造が形成された部材を意味し、反射を低減すべき光束を完全に反射させない態様だけではなく、所定波長の反射を低減すべき光束の反射を防止する効果を有する態様も含むものである。

本実施形態に用いることができる反射防止構造体１４としては、例えば図４Ａの概略拡大図に示すような、高さＨ１の円錐形状の突起を構造単位とし、これら円錐形状の突起がピッチＰ１で周期的にアレイ状に配列された構造体があげられる。

構造単位のピッチＰ１は、反射防止構造体１４中、一配列方向において実質上略一定であり、レーザ光の波長よりも小さければよいが、界面での透過／反射特性の入射角依存性及び波長依存性をより一層低減させることができるという点から、かかるピッチＰ１はレーザ光の波長の１／２以下、さらには１／３以下であることが好ましい。なお例えば後述するような反射防止構造体１４の製造性を考慮すると、かかるピッチＰ１はある程度の大きさを有することが望ましく、通常レーザ光の波長の１／１０程度以上であることが好ましい。

また構造単位の高さＨ１には特に限定がなく、反射防止構造体１４中、全ての構造単位の高さＨ１が必ずしも一定でなくてもよいが、かかる高さＨ１が高いほど、レーザ光のなかの不要光に対する反射防止機能が向上するという利点がある。したがって該構造単位の高さＨ１は、少なくとも前記ピッチＰ１以上（最小の構造単位の高さがピッチ以上）、さらには少なくともピッチＰ１の３倍以上（最小の構造単位の高さがピッチの３倍以上）であることが好ましい。なおやはり、例えば後述するような反射防止構造体１４の製造性を考慮すると、かかる高さＨ１がある程度の大きさまでであることが望ましく、通常高くともピッチＰ１の５倍程度以下（最大の構造単位の高さがピッチの５倍程度以下）であることが好ましい。

本実施形態においては、上述のように、反射防止構造体１４として構造単位が例えば円錐形状（図４Ａ）の構造体を用いることができる。例えば、波長７８０ｎｍのレーザ光を用いる場合、ピッチ０．１５μｍ、高さ０．１５μｍの円錐形の反射防止構造体１４を形成するとよい。

しかしながら、反射防止構造体１４の構造は、必ずしも図４Ａに示す円錐形の構造体に限定されるものではなく、例えば構造単位が正六角錐形状や、四角錐形状などの角錐形状（図４Ｂ）の構造体であってもよい。また、かかる構造単位の形状は必ずしも錐状に限定されるものでもなく、円柱形状（図５Ａ）や角柱形状（図５Ｂ）などの柱状であっても、先端が丸くなっている釣鐘状（図６Ａ及び図６Ｂ）であっても、円錐台形状（図７Ａ）や角錐台形状（図７Ｂ）などの錐台状であってもよい。また、各構造単位は厳密な幾何学的な形状である必要はなく、実質的に錐状、柱状、釣鐘状、錐台状などであればよい。

さらに上記図４〜図７では、反射防止構造体１４として構造単位が突出形状のものを示しているが、本実施形態においてはこのような突出形状のものに限定されることもなく、例えば平面に錐状、柱状、釣鐘状、錐台状などの陥没形状の構造単位が、レーザ光の波長よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列するように形成された反射防止構造体１４を用いることも可能である。また突出形状の構造単位と陥没形状の構造単位とが１つの反射防止構造体１４中に同時に存在していてもよい。なお、かかる突出形状の構造単位と陥没形状の構造単位とが同時に存在した反射防止構造体１４の場合、その突出部の高さと陥没部の深さとの合計が前記高さＨ１の範囲内であることが好ましい。このように、本実施形態に用いられる反射防止構造体１４は、各構造単位がレーザ光の波長よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列され、不要光の反射を充分に防止することができるものであれば、その構造単位の形状などは特に限定されるものではない。

なお本実施形態においては、空気界面でレーザ光の屈折率が連続的に変化し、不要光の反射をより充分に防止することができるという点から、構造単位が略錐状の突出形状及び／または略錐状の陥没形状である反射防止構造体１４を用いることが好ましく、略錐状が略正六角錐状である場合には、構造単位が高充填率で配列され、空気界面でレーザ光の屈折率がさらに連続的に変化するといったレーザ光の透過特性がより一層向上するという点から、特に好ましい。

アパーチャ部材１０を構成する、レーザ光を吸収可能な材料としては、通常約７８０ｎｍの波長のレーザ光を吸収することができる材料であれば特に限定がなく、例えば黒色材料を好適に用いることができる。かかる黒色材料は、例えばポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂などの樹脂に、シアン、マゼンタ、イエローなどの色素を混合して得られる黒色染料（例えば、Ｐｌａｓｔ Ｂｌａｃｋ ８９５０、Ｐｌａｓｔ Ｂｌａｃｋ ８９７０（いずれも商品名、有本化学工業（株）製））などの染料や、カーボンブラックなどの顔料を含有させることによって得ることができる。

本実施形態に係るアパーチャ部材１０の製造方法にも特に限定がないが、一例として、例えば石英ガラス基板などに電子線描画などの方法でパターンを描画してドライエッチングなどの加工を行い、予め反射防止構造体１４と同一形状に精密加工された高精度のマスター型を形成した後、該マスター型を用いて、加熱軟化したガラス材料をプレス成形することによってガラス製の反射防止構造体成形用型を作製し、該反射防止構造体成形用型を用いて、例えば前記黒色材料（黒色樹脂）などのレーザ光を吸収可能な材料をプレス成形に供する方法などがあげられる。かかる方法を採用した場合には、反射防止構造体１４をその表面の少なくとも一部に有するアパーチャ部材１０を安価でかつ大量に製造することができる。

また上記の他にも、本実施形態に係るアパーチャ部材１０を製造する際には、例えば材料としてアルミニウム、真鍮、ステンレス鋼、銅、その他の合金などの金属を用い、切削加工やプレス成形により製造することも可能であるし、またエッチング、Ｘ線リソグラフィ、フォトリソグラフィなどを適宜組み合わせる方法により製造することも可能である。なお、通常半導体レーザ７１から出射されるレーザ光の強度は高いため、上述のように、アパーチャ部材１０に到達するレーザ光Ｇもある程度の強度を有する。したがって、アパーチャ部材１０の近傍は、比較的高温となる可能性があるので、かかるアパーチャ部材１０としては、上記金属などの耐熱性を有する材料からなるものをより好適に用いることができる。

以下、図１を参照して、以上のように構成された走査光学系の動作について説明する。

半導体レーザ７１から出射された発散性のレーザ光７４は、コリメータレンズ７２に入射し、収束性の平行光に変換される。そして、平行光に変換されたレーザ光７４は、アパーチャ部材１０に入射し、開口部によって光束が制限される。アパーチャ部材１０から出射したレーザ光７４は、シリンドリカルレンズ７３により回転多面鏡７５の反射面近傍に主走査方向に延びた線状に結像される。回転多面鏡７５は、回転中心軸７６を中心として回転し、入射したレーザ光７４を偏向走査する。回転多面鏡７５により偏向走査されたレーザ光７４は、その後、主走査方向について収束性のまま、副走査方向については発散性のレーザ光として走査レンズ８に入射し、走査レンズ８により等速に走査され、被走査面７８上にスポットとして結像される。

図１では、偏向走査された走査中心でのレーザ光７４ａと、両走査端でのレーザ光７４ｂ及びレーザ光７４ｃとを代表的に示している。アパーチャ部材１０は、コリメータレンズ７２及びシリンドリカルレンズ７３の間に配置され、コリメータレンズ７２により略平行光に変換されたレーザ光７４は、アパーチャ部材１０の開口部１２により光束が制限され、その一部のみが開口部１２を通過する。アパーチャ部材１０が有する開口部１２の形状や大きさを調整することにより、感光ドラム７８上でのレーザ光７４の光スポットの形状及びサイズを最適化することができる。

ここで、上述のように、本実施の形態に係るアパーチャ部材１０は、レーザ光を吸収可能な材料からなり、アパーチャ部材１０の表面には反射防止構造体１４が形成されている。これにより、アパーチャ部材１０においてレーザ光が到達する面と空気との界面での光の反射を抑制し、かつ、入射したレーザ光を実質的に完全に吸収することができる。したがって、アパーチャ部材１０からの反射光が半導体レーザ７１へ戻ることを防止し、戻り光による出力変動を抑制することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るアパーチャ部材及びそれを用いる走査光学系について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係る走査光学系の基本構成は第１の実施形態と同様であるが、アパーチャ部材１０の少なくも一部が有する反射防止構造体１４及びレーザ光を吸収可能な材料の構成が第１の実施形態と相違する。

図８は、本実施形態に係る反射防止構造体１４及びレーザ光を吸収可能な材料を模式的に示す概略断面図である。図８において、基材１３の上に、反射防止構造体１４を有するシート２１が貼付されている。

基材１３は、吸収すべき所望の光束を包括する大きさ、機械的強度及び構成上必要な厚みを有する。基材１３は、レーザ光を吸収することができる材料であれば特に限定がなく、例えば黒色材料を好適に用いることができる。黒色材料は、第１の実施形態と同様に、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の基材中にシアン、マゼンタ、イエロー等の色素を混ぜることによって得られる黒色染料（例えば、Ｐｌａｓｔ Ｂｌａｃｋ ８９５０、Ｐｌａｓｔ Ｂｌａｃｋ ８９７０（いずれも商品名、有本化学工業（株）製））等の染料や、カーボンブラックなどの顔料を含有させることによって得られる。

シート２１は、例えば、アクリル樹脂等の透明材料からなり、その表面の少なくとも一部に、レーザ光の波長よりも小さいピッチで形成された反射防止構造体１４を有する。シート２１の厚みは、ハンドリングが容易で、かつ機械的強度が十分に得ることができればよいが、好ましくは１０μｍ以上であるとよい。

反射防止構造体１４の高さ及びピッチは、第１の実施形態と同様に決定すればよく、例えば、レーザ光の波長が７８０ｎｍである場合、シート２１上には、例えば図４に示すように、ピッチ０．１５μｍ、高さ０．１５μｍの円錐型の反射防止構造体１４をシート２１上に形成するとよい。このように、反射防止構造体１４は、半導体レーザ７１の波長よりも小さいピッチで、かつ、当該ピッチ以上の高さを有する。

また、シート２１と基材１３との屈折率の差は、０．２以下である。シート２１と基材１３の屈折率の差を０．２以下とすることにより、シート２１と基材１３との界面で発生する反射率を問題とならない程度まで抑えることができる。さらには、シート２１と基材１３との屈折率の差は、０．１以下であるのが望ましい。シート２１と基材１３との屈折率の差を０．１以下とすることにより、シート２１と基材１３との界面で発生する反射率をさらに低減することが可能となり、迷光の発生を効率よく抑えることができる。

反射防止構造体１４を有するシート２１の製造法には特に限定がないが、シート２１は、例えば、以下のようにして製造することができる。例えば石英ガラス基板などに電子線描画などの方法でパターンを描画してドライエッチングなどの加工を行い、予め反射防止構造体１４と同一形状に精密加工された高精度のマスター型を形成した後、該マスター型を用いて、加熱軟化したガラス材料をプレス成形することによってガラス製の反射防止構造体成形用型を作製し、該反射防止構造体成形用型を用いて、例えば上記アクリル樹脂などの材料をプレス成形に供する方法などがあげられる。かかる方法を採用した場合には、反射防止構造体１４を少なくとも一部に有するシート２１を安価でかつ大量に製造することができる。

プレス成形に用いるアクリル樹脂は、ハンドリングの容易性及び機械的強度の点から、厚みが１０μｍ以上（シート２１の厚み＋０．１５μｍ）であることが好ましい。これにより、ハンドリングが容易で、かつ充分な機械的強度を有するシート２１を製造することができる。

上記のように、本実施形態によれば、レーザ光を吸収可能な材料からなる基材１３の表面に、反射防止構造体１４を有するシート２１を貼付することによって、入射する不要なレーザ光を、空気との界面での反射を充分に防止し、かつ入射した不要なレーザ光を実質的に完全に吸収することができる。したがって、これにより、目的の構造物に対して、安価かつ簡易に反射防止機能を付与することができる。

また、本実施形態では、シートの材料はアクリル樹脂であるものとして説明したが、シートの材料はこれに限られず、例えば。ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂等を用いることもできる。

なお、本実施形態においては、シートの材料として透明材料が用いられているが、必ずしも透明材料に限定されるものではなく、レーザ光を吸収可能な材料、例えば、染料や顔料により黒色に着色された黒色材料を用いてもよい。レーザ光を吸収可能な材料からなるシートを用いることにより、レーザ光の吸収効率のさらなる向上を図ることができる。なお、シートがレーザ光を吸収可能な材料からなる場合、シートが貼付される基材は必ずしも吸収可能な材料で構成されている必要はない。

また、本実施形態では、反射防止構造体として構造単位が例えば円錐形状（図４Ａ）の構造体を用いる場合を例に説明したが、第１の実施形態の場合と同様に、反射防止構造体の構造単位は必ずしもこのような形状の構造体に限定されるものではなく、例えば構造単位が正六角錐形状や、四角錐形状などの角錐形状（図４Ｂ）の構造体であってもよい。また、かかる構造単位の形状は必ずしも錐状に限定されるものでもなく、円柱形状（図５Ａ）や角柱形状（図５Ｂ）などの柱状であっても、先端が丸くなっている釣鐘状（図６Ａ及び図６Ｂ）であっても、円錐台形状（図７Ａ）や角錐台形状（図７Ｂ）などの錐台状であってもよい。また、各構造単位は厳密な幾何学的な形状である必要はなく、実質的に錐状、柱状、釣鐘状、錐台状などであればよい。また、第１の実施形態と同様に、反射防止構造体として構造単位は突出形状であってもよく、また、陥没形状であってもよい。

また、第１及び第２の実施形態では、波長７８０ｎｍのレーザ光を用いる場合を例に説明したが、勿論レーザ光の波長は７８０ｎｍに限定されず、これ以外の波長のレーザ光を用いても構わない。レーザ光として、例えば、紫外光（紫外帯域波長：１５０ｎｍ〜４００ｎｍ）や、可視光（可視帯域波長：４００ｎｍ〜７００ｎｍ）、近赤外光（近赤外帯域波長：７００ｎｍ〜２μｍ）、遠赤外光（遠赤外帯域波長：２μｍ〜１３μｍ）を用いることができる。この場合、反射防止構造体のピッチや高さは、それぞれのレーザ光の最短波長に基づいて決定するとよい。例えば、反射防止構造体における構造単位のピッチＰ１は、それぞれのレーザ光の最短波長よりも小さいピッチで形成されるとよい。また、構造単位の高さＨ１は、ピッチＰ１（最小の構造単位の高さがピッチ以上）以上、さらには、少なくともピッチＰ１の３倍以上（最小の構造単位の高さがピッチの３倍以上）であることが好ましい。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、アパーチャ部材が走査光学系に適用される場合を例に説明したが、走査光学系に限らず、例えば、光ピックアップ装置に適用されるレーザ光学系に、第１の実施形態または第２の実施形態に係るアパーチャ部材を用いることとしてもよい。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態に係る画像読取装置に適用された走査光学系の光学構成図である。第３の実施形態に係る画像読取装置は、第１の実施形態で説明した走査光学系を画像読取光学系として搭載している。なお、図９において、第３の実施形態に係る画像読取装置の走査光学系は、第１の実施形態に係る走査光学系と概略構成が等しいので、相違点のみを説明する。なお、図９において、同じ符号が付された構成は、第１の実施形態で説明した構成と同一であることを示している。

第３の実施形態に係る画像読取装置に適用された走査光学系は、第１の実施形態に係る走査光学系に加えて、ハーフミラー１０１と、検出器１０２と、検出光学系１０３とを備えている。ハーフミラー１０１は、半導体レーザ７１からのレーザ光を透過させ、読取るべき２次元画像である読取り面１０４を照明するとともに、読取り面１０４からの戻り光を検出光学系１０３に向けて反射する。検出光学系１０３は、ハーフミラー１０１で反射された検出器１０２に戻り光を導く。第３の実施形態の画像読取装置は、第１の実施形態に係る走査光学系を用いているので、読み取り不良を防止し、高品位の画像を読み取ることができる。なお、第１の実施形態に示した走査光学系に換えて第２の実施形態に係る走査光学系を用いてもよい。

（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。この画像形成装置は、外部から入力されるデータ信号に基づいて、モノクロ画像を形成するプリンター装置である。本実施形態に係る画像形成装置は、第１の実施形態に係る走査光学系を露光光学系８１として搭載している。

図１０に示すように、第４の実施形態に係る画像形成装置は、一次帯電器８０と、露光光学系８１と、現像器８２と、転写帯電器８３と、クリーナー８４と、定着装置８５と、給紙カセット８６と、感光ドラム８７とを備える。以下、図１０を用いて動作について説明する。露光光学系８１によって、静電潜像が形成され印字情報が静電潜像として感光ドラム８７上に書き込まれる。感光ドラム８７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。一次帯電器８０によって、感光ドラム８７の表面に静電気イオンが付着し帯電する。帯電した感光ドラム８７は、現像器８２によって、印字部に帯電トナーが付着して現像される。感光ドラム８７に付着したトナーは、転写帯電器８３によって、給紙カセット８６から供給された用紙に転写される。転写されたトナーは、定着装置８５によって、用紙に定着される。残ったトナーは、クリーナー８４によって除去される。

第４の実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態に係る走査光学系を用いているので、感光ドラム８７の感光体上を走査するレーザ光の出力を安定させ、かつ場所による濃度むらがない高品質な画像を形成することができる。なお、第１の実施形態に示した走査光学系に換えて、第２の実施形態に係る走査光学系を用いてもよい。

本発明は、不要なレーザ光の反射を抑制し、かつ不要なレーザ光を実質的に完全に吸収することができるアパーチャ部材、それを備える走査光学系、並びに走査光学系を備える画像読取装置及び画像形成装置等として有用である。

本発明の第１の実施形態におけるアパーチャ部材１０、及び当該アパーチャ部材１０が適用される走査光学系の構成を示す図 本発明の第１の実施形態におけるアパーチャ部材１０を拡大して示した概略図 本発明の第１の実施形態におけるアパーチャ部材１０を拡大して示した概略断面図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が円錐形状の構造体の図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が角錐形状の構造体の図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が円柱形状の構造体の図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が角柱形状の構造体を示す図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が釣鐘状の構造体を示す図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が釣鐘状の構造体を示す図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が円錐台形状の構造体を示す図 本発明に用いる反射防止構造体１４の一例を示す概略拡大図であり、構造単位が角錐台形状の構造体を示す図 本発明の第２の実施形態におけるアパーチャ部材１０を拡大して示した概略断面図 本発明の第３の実施形態における画像読取装置に適用された走査光学系の光学構成図 本発明の第４の実施形態における画像形成装置の構成を示す図

符号の説明

１０ アパーチャ部材
１１ 遮光部
１２ 開口部
１３ 基材
１４ 反射防止構造体
２１ シート
７１ 半導体レーザ
７２ コリメータレンズ
７３ シリンドリカルレンズ
７４ レーザ光
７４ａ 走査中心におけるレーザ光
７４ｂ 走査端におけるレーザ光
７４ｃ 走査端におけるレーザ光
７５ 回転多面鏡
７６ 回転軸
７７ 走査レンズ
７８ 感光ドラム
８０ 一次帯電器
８１ 露光光学系
８２ 現像器
８３ 転写帯電器
８４ クリーナー
８５ 定着装置
８６ 給紙カセット
８７ 感光ドラム

Claims (25)

1. レーザ光の光路上に設けられる光学部材であって、
   前記レーザ光の光軸に対して垂直な面と、
   前記レーザ光の光束を通過させるための開口部とを備え、
   前記レーザ光が入射する前記垂直な面の少なくとも一部に、所定の形状を有する構造単位が前記レーザ光の波長よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列された反射防止構造体が設けられ、
   前記反射防止構造体自体、及び前記光学部材の前記反射防止構造体が設けられた部分のうち、少なくとも一方は、前記レーザ光を吸収可能な材料からなることを特徴とする、光学部材。
2. 前記反射防止構造体はシート上に形成されており、
   前記光学部材が備える垂直な面のうち、前記レーザ光が入射する面の少なくとも一部に前記シートが貼付されていることを特徴とする、請求項１に記載の光学部材。
3. 前記シートは、前記レーザ光を吸収可能な材料からなることを特徴とする、請求項２に記載の光学部材。
4. 前記シートは、透明材料からなり、かつ前記シートが貼付される光学部材は、前記レーザ光を吸収可能な材料からなることを特徴とする、請求項２に記載の光学部材。
5. 前記反射防止構造体の構造単位が、少なくともピッチ以上の高さを有する、請求項１に記載の光学部材。
6. 前記反射防止構造体の構造単位が、少なくともピッチの３倍以上の高さを有する、請求項１に記載の光学部材。
7. 前記反射防止構造体の構造単位が、略錐状の突出形状及び／または略錐状の陥没構造である、請求項１に記載の光学部材。
8. 前記反射防止構造体の底面形状が、略円形、略矩形及び略正六角形からなる群から選ばれる１つである、請求項１に記載の光学部材。
9. 前記レーザ光を吸収可能な材料が、前記レーザ光を吸収するための染料を含有する、請求項１に記載の光学部材。
10. 前記シートと、当該シートが貼付される基材との屈折率の差が０．２以下である、請求項２に記載の光学部材。
11. 前記シートと、当該シートが貼付される基材との屈折率の差が０．１以下である、請求項２に記載の光学部材。
12. 請求項１に記載の前記光学部材が内部に設けられたことを特徴とする、レーザ光学系。
13. 前記レーザ光学系が走査光学系である、請求項１２に記載のレーザ光学系。
14. 前記反射防止構造体はシート上に形成されており、
    前記光学部材が備える垂直な面のうち、前記レーザ光が入射する面の少なくとも一部に前記シートが貼付されていることを特徴とする、請求項１３に記載のレーザ光学系。
15. 前記シートは、前記レーザ光を吸収可能な材料からなることを特徴とする、請求項１４に記載のレーザ光学系。
16. 前記シートは、透明材料からなり、かつ前記シートが貼付される光学部材は、前記レーザ光を吸収可能な材料からなることを特徴とする、請求項１４に記載のレーザ光学系。
17. 前記反射防止構造体の構造単位が、少なくともピッチ以上の高さを有する、請求項１３に記載のレーザ光学系。
18. 前記反射防止構造体の構造単位が、少なくともピッチの３倍以上の高さを有する、請求項１３に記載のレーザ光学系。
19. 前記反射防止構造体の構造単位が、略錐状の突出形状及び／または略錐状の陥没構造である、請求項１３に記載のレーザ光学系。
20. 前記反射防止構造体の底面形状が、略円形、略矩形及び略正六角形からなる群から選ばれる１つである、請求項１３に記載のレーザ光学系。
21. 前記レーザ光を吸収可能な材料が、前記レーザ光を吸収するための染料を含有する、請求項１３に記載のレーザ光学系。
22. 前記シートと、当該シートが貼付される基材との屈折率の差が０．２以下である、請求項１４に記載のレーザ光学系。
23. 前記シートと、当該シートが貼付される基材との屈折率の差が０．１以下である、請求項１４に記載のレーザ光学系。
24. 請求項１３に記載のレーザ光学系を用いた画像読取装置。
25. 請求項１３に記載のレーザ光学系を用いた画像形成装置。

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