JPH10149427A - 光学走査装置及び光学情報読取装置並びに光学情報記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 読み取るべき情報を高精度で読み取ることが
できると共に、装置自体を小型化・簡素化することが可
能な光学走査装置及び光学情報読取装置並びに光学情報
記録装置を提供する。 【解決手段】 ポリゴンミラー２により主走査方向に偏
向走査された情報読み取り用の光ビームＲについて、、
テレセントリックレンズ１０により夫々の主光線を平行
として原稿６上の主走査方向の走査幅を一定とし、更に
原稿台６Ｇ内に形成されているフレネルペアレンズ（フ
レネルレンズ面６Ａ（正レンズ）及びフレネルレンズ面
６Ｂ（負レンズ））によりその焦点位置を移動ミラー９
の移動に対応して変化させ、当該焦点位置を常に原稿６
上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読み取るべき情報
が記録されている原稿等の記録媒体に対して光ビームを
照射し、その反射光により当該情報を読み取るための光
学走査装置を含む光学情報読取装置及び光学情報記録装
置であって、当該記録媒体を固定とし、光ビームにより
記録媒体上を走査することにより情報を読み取る光学走
査装置を含む光学情報読取装置及び光学情報記録装置の
技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、読み取るべき情報が記録された記
録媒体を固定として当該情報を読み取る光学情報読取装
置においては、光源からのレーザ光等の光ビームをポリ
ゴンミラー（回転多面鏡）等により記録媒体上における
主走査方向（例えば、通常の横書きの原稿であれば、当
該横書きの方向）に偏向走査し、いわゆるｆθレンズ
（等距離射影レンズとも呼ばれ、像高ｈが入射傾角θと
焦点距離ｆとの積に比例する（すなわち、ｈ＝ｆ×θと
なる）レンズであり、等角速度偏向を等速度の直線走査
に変換する機能を有する。）等により記録媒体上に集光
すると共に、当該光源、ポリゴンミラー及びｆθレンズ
を含む移動部材全体を主走査方向に垂直な副走査方向に
移動させることにより、記録媒体全体を走査して情報を
読み取っていた。

【０００３】また、読み取った情報を記録する際には、
当該読み取った情報を一時的に記憶しておき、次に、記
憶されている読み取った情報により記録用光ビームを変
調し、それを感光体に照射して当該感光体上に上記情報
に対応する静電潜像を形成し、当該静電潜像が形成され
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記録用紙に転写することにより
情報の記録（すなわち、複写）を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学情報読取装置においては、回転するポリゴンミ
ラー自体を副走査方向に移動させるので、当該ポリゴン
ミラーの回転における振動が移動部材全体に伝搬し、こ
れにより記録媒体上に照射される光ビーム自体も振動し
て読み取った情報に対応する像が乱れる（いわゆる、ブ
レル）ことがあるという問題点があった。

【０００５】更に、移動部材全体を移動させると、副走
査のための走査速度に到達するまでの加速時間及び副走
査を停止させるための減速時間が長くなり記録媒体の周
辺部において読み取った情報が歪むと共に、移動部材の
加減速に必要な距離が長くなり結果的に光学情報読取装
置が大型化するという問題点もあった。

【０００６】そこで、本発明は、上記各問題点に鑑みて
成されたもので、その課題は、読み取るべき情報を高精
度で読み取ることができると共に、装置自体を小型化・
簡素化することが可能な光学走査装置及び光学情報読取
装置並びに光学情報記録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、光ビームを出射する半
導体レーザ等の出射手段と、前記出射された光ビーム
を、走査すべき情報が記録された記録媒体上における主
走査方向に偏向走査するポリゴンミラー等の偏向走査手
段と、前記偏向走査された光ビームを前記主走査方向に
集光すると共に、前記記録媒体上における前記光ビーム
の前記主走査方向の走査幅を前記記録媒体に対応して予
め設定された一定幅とする走査幅一定化手段と、前記偏
向走査された光ビームを前記主走査方向に垂直な副走査
方向に集光する集光手段と、前記集光された光ビームを
反射しつつ前記副走査方向に移動して当該集光された光
ビームを前記記録媒体に照射する移動ミラー等の移動ミ
ラー手段と、前記移動ミラー手段の前記副走査方向の移
動に対応して、前記偏向走査手段から前記光ビームの焦
点位置までの距離を変更し、当該焦点位置を前記記録媒
体上とする焦点位置変更手段と、を備える。

【０００８】請求項１に記載の発明の作用によれば、出
射手段は、光ビームを出射する。そして、偏向走査手段
は、出射された光ビームを主走査方向に偏向走査する。
その後、走査幅一定化手段は、偏向走査された光ビーム
を主走査方向に集光すると共に、記録媒体上における光
ビームの主走査方向の走査幅を予め設定された一定幅と
する。

【０００９】一方、集光手段は、偏向走査された光ビー
ムを副走査方向に集光する。このとき、移動ミラー手段
は、集光された光ビームを反射しつつ副走査方向に移動
して当該集光された光ビームを記録媒体に照射する。

【００１０】そして、焦点位置変更手段は、移動ミラー
手段の副走査方向の移動に対応して偏向走査手段から光
ビームの焦点位置までの距離を変更し、当該焦点位置を
記録媒体上とする。

【００１１】よって、移動ミラー手段を移動させること
により副走査方向の走査を行うので、偏向走査手段自体
を移動させる必要がなく、偏向走査手段自体を副走査方
向に移動させる場合に比して偏向走査手段における振動
等が走査に与える影響をなくすことができ、高精度で情
報を走査することができる。

【００１２】更に、走査幅一定化手段により記録媒体上
における主走査方向の走査幅を一定とすると共に、焦点
位置変更手段により光ビームの焦点位置を記録媒体上と
するので、移動ミラー手段が移動しても、記録媒体上を
一定幅で正確に走査することができる。

【００１３】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、前記焦点位置変更手段は、前記移動ミラー手段と前
記記録媒体との間の前記光ビームの光路上に配置され、
前記主走査方向にのみ屈折力を有するフレネルレンズで
ある正レンズ及び負レンズよりなるフレネルペアレンズ
であるように構成される。

【００１４】請求項２に記載の発明の作用によれば、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、焦点位置変更手段
は、移動ミラー手段と記録媒体との間の光ビームの光路
上に配置され、主走査方向にのみ屈折力を有するフレネ
ルレンズである正レンズ及び負レンズよりなるフレネル
ペアレンズであるので、焦点位置変更手段の構成を簡略
化することができる。

【００１５】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、前記走査幅一定化手段は、偏向走査後の夫々の
前記光ビームの主光線を相互に平行とすると共に、前記
記録媒体上における前記光ビームの前記走査幅を前記一
定幅とするテレセントリックレンズであるように構成さ
れる。

【００１６】請求項３に記載の発明の作用によれば、請
求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、走査幅一定
化手段がテレセントリックレンズであるので、光学走査
装置の構成を簡略化することができる。

【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２に記載の光学走査装置におい
て、前記フレネルペアレンズが前記記録媒体を載置する
載置台であるように構成される。

【００１８】請求項４に記載の発明の作用によれば、請
求項２に記載の発明の作用に加えて、フレネルペアレン
ズが記録媒体を載置する載置台を兼ねているので、光学
走査装置全体の構成を簡略化することができる。

【００１９】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、前記集光手段は、前記偏向走査
手段と前記走査幅一定化手段との間の前記光ビームの光
路上に配置され、前記副走査方向について前記偏向走査
された光ビームを平行光束に変換する第１シリンドリカ
ルレンズと、前記移動ミラー手段内に配置されて当該移
動ミラー手段と共に前記副走査方向に移動すると共に、
前記平行光束に変換された前記光ビームを前記記録媒体
上に集光する第２シリンドリカルレンズと、により構成
されている。

【００２０】請求項５に記載の発明の作用によれば、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、集光手段を構成する第１シリンドリカルレンズは、
偏向走査手段と走査幅一定化手段との間の光ビームの光
路上に配置され、副走査方向について偏向走査された光
ビームを平行光束に変換する。

【００２１】そして、移動ミラー手段内に配置されて副
走査方向に移動すると共に、集光手段を構成する第２シ
リンドリカルレンズは、平行光束に変換された光ビーム
を記録媒体上に集光する。

【００２２】よって、集光手段の構成を簡略化できると
共に、移動ミラー手段が副走査方向に移動しても、光ビ
ームを副走査方向に記録媒体上に集光することができ
る。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
装置と、前記移動ミラー手段と一体的に移動すると共
に、前記移動ミラー手段により前記記録媒体に照射され
た前記光ビームの反射光を受光し、受光信号を出力する
受光部等の受光手段と、前記受光信号に基づいて、前記
情報に対応する読取信号を出力するＣＰＵ等の読取手段
と、を備える。

【００２３】請求項６に記載の発明の作用によれば、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、受光手段は、移動ミラー手段と一体的に移動すると
共に、移動ミラー手段により記録媒体に照射された光ビ
ームの反射光を受光し、受光信号を出力する。

【００２４】そして、読取手段は、受光信号に基づいて
情報に対応する読取信号を出力する。よって、高精度で
記録媒体上の情報を走査し、これに対応する読取信号が
出力されるので、高精度で当該情報を読み取ることがで
きる。

【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６に記載の光学走査装置におい
て、前記受光手段は、前記反射光を受光する複数の受光
素子が、前記記録媒体における前記情報の記録面に平行
な面内であって前記主走査方向に平行な方向に配列され
て構成される。

【００２６】請求項７に記載の発明の作用によれば、請
求項６に記載の発明の作用に加えて、受光手段が、反射
光を受光する複数の受光素子が記録媒体における情報の
記録面に平行な面内であって主走査方向に平行な方向に
配列されてなるので、受光信号のレベルを高くすること
ができると共に、高精度で記録媒体上の情報を読み取る
ことができる。

【００２７】上記の課題を解決するために、請求項８に
記載の発明は、請求項６又は７に記載の光学情報読取装
置と、前記読取信号を記憶するＲＡＭ等の記憶手段と、
前記記憶されている読取信号に基づいて、前記情報に対
応する記録用光ビームを前記偏向走査手段に出射する半
導体レーザ等の記録用光ビーム出射手段と、前記偏向走
査された記録用光ビームを、前記情報を保持するための
感光体等の情報保持手段上に当該記録用光ビームを集光
する結像レンズ等の記録用光ビーム集光手段に誘導する
ダイクロイックミラー等の誘導手段と、を備える。

【００２８】請求項８に記載の発明の作用によれば、請
求項６又は７に記載の発明の作用に加えて、記憶手段
は、読取信号を記憶する。そして、記録用光ビーム出射
手段は、記憶されている読取信号に基づいて情報に対応
する記録用光ビームを偏向走査手段に出射する。

【００２９】その後、誘導手段は、偏向走査された記録
用光ビームを、情報保持手段上に記録用光ビームを集光
する記録用光ビーム集光手段に誘導する。よって、高精
度で走査されることにより読み取られた情報を保持する
ことができるので、読み取った情報を正確且つ確実に記
録することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、本発明を、情報読み取りの
ための光学系と情報記録のための光学系とを一部共通化
した複写機に適用した実施の形態について、図１乃至図
３を用いて説明する。 （ｉ）全体構成及び動作 始めに、実施形態の複写機の全体構成について、図１を
用いて説明する。

【００３１】図１に示すように、本実施形態における複
写機Ｐの情報読取系は、後述の制御部３０からの駆動信
号Ｓv により駆動され、情報読み取り用の光ビームＲを
出射する出射手段としての半導体レーザ１と、半導体レ
ーザ１からの光ビームＲを透過するダイクロイックミラ
ーＤと、光ビームＲを図１中矢印で示す主走査方向に偏
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
２と、ポリゴンミラー２によって偏向走査された光ビー
ムＲを上記主走査方向に垂直な副走査方向の平行光束と
するための集光手段としての第１シリンドリカルレンズ
５と、第１シリンドリカルレンズ５を介して光ビームＲ
を記録媒体としての原稿６に照射させるためのダイクロ
イックミラー４と、ダイクロイックミラー４を透過した
夫々の光ビームＲの主光線を相互に平行とする走査幅一
定化手段としてのテレセントリックレンズ１０と、副走
査方向に平行光束とされている光ビームＲを原稿６上に
集光させる集光手段としての第２シリンドリカルレンズ
２１と、第２シリンドリカルレンズ２１によって原稿６
上に集光された光ビームＲの原稿６からの反射光を受光
して原稿６に対応する受光信号Ｓd を生成する受光手段
としての受光部７と、原稿６の走査範囲外の位置に配置
され、上記の一回の主走査方向の偏向走査の度に光ビー
ムＲが入射されることによりセンサ信号Ｓp を出力する
フォトダイオード検出器８と、装置全体を制御する制御
部３０とを備えて構成されている。この構成において、
受光部７は、後述の移動ミラー９内に配置されており、
原稿６面に平行な面内であって主走査方向に平行な方向
に配列されている三のフォトダイオード７ａ、７ｂ及び
７ｃにより構成され、上記主走査方向に垂直な副走査方
向に移動しつつ光ビームＲの反射光を受光して夫々受光
信号Ｓd を出力する。

【００３２】一方、本実施形態における情報記録系は、
制御部３０からの駆動信号Ｓvrにより駆動され、情報記
録用の記録用光ビームＧを出射する記録用光ビーム出射
手段としての半導体レーザ１’と、半導体レーザ１’か
らの記録用光ビームＧを反射するダイクロイックミラー
Ｄと、ポリゴンミラー２と、第１シリンドリカルレンズ
５と、記録用光ビームＧを感光体２０の方向に反射する
誘導手段としてのダイクロイックミラー４と、ダイクロ
イックミラー４により反射された記録用光ビームＧを感
光体２０上に集光する上記ｆθレンズにより構成される
記録用光ビーム集光手段としての結像レンズ３と、集光
された記録用光ビームＧが照射されることにより静電潜
像を形成する情報保持手段としての感光体２０とにより
構成されている。ここで、感光体２０は、記録用光ビー
ムＧが感光体における主走査方向（上記原稿６における
主走査方向に対応している。）に一ライン走査する度
に、所定量回転するように制御部３０によって制御され
る。

【００３３】なお、ダイクロイックミラー４により反射
された記録用光ビームＧは、感光体２０上に当該記録用
光ビームＧの焦点が位置するように当該記録用光ビーム
Ｇの光路長を設定するため、図３において示す反射ミラ
ー１３及び１４により反射された後感光体２０に到達す
る。

【００３４】また、半導体レーザ１’及び半導体レーザ
１の発振波長は、半導体レーザ１から出射される光ビー
ムＲがダイクロイックミラー４及びＤを透過すると共
に、半導体レーザ１’から出射される記録用光ビームＧ
がダイクロイックミラー４及びＤで反射されるように夫
々設定されている。

【００３５】なお、感光体としては、記録用光ビームＧ
の照射により静電潜像を形成する上記感光体２０の他
に、記録用光ビームＧの照射により硬化するマイクロカ
プセルを担持した感光体を用いることもできる。このマ
イクロカプセルを担持した感光体は、記録用光ビームＧ
の照射により記録すべき情報に対応する上記マイクロカ
プセルを硬化させると共に、硬化していないマイクロカ
プセルを加圧することにより破壊して現像し、当該現像
した像を記録用紙に転写するものである。

【００３６】次に、図１に示す半導体レーザ１及び
１’、ダイクロイックミラーＤ、ポリゴンミラー２、結
像レンズ３及びダイクロイックミラー４を実際に配置し
た光学走査部Ｓの例について図２を用いて説明する。

【００３７】図２に示すように、光学走査部Ｓを形成す
る筐体ＢＤには、半導体レーザ１を含む半導体レーザユ
ニット１１と、半導体レーザ１’を含む半導体レーザユ
ニット１２が、半導体レーザ１と半導体レーザ１’の光
軸がほぼ直角となるように配置されている。そして、光
ビームＲ又は記録用光ビームＧは、光束を略平行とする
ためのコリメートレンズＣ及び原稿６上のスポット径を
所定の大きさにするための絞りＭを介して夫々ダイクロ
イックミラーＤに入射する。そして、ダイクロイックミ
ラーＤにより光ビームＲが透過されるとともに記録用光
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（光学走査部Ｓの場合に
は、副走査方向（図２において紙面に垂直な方向））に
のみ光ビームを集束させるシリンドリカルレンズＥを介
して当該シリンドリカルレンズＥ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２に入射する。このポ
リゴンミラー２が一定速度で回転することにより、当該
ポリゴンミラー２に入射した光ビームＲ又は記録用光ビ
ームＧが図３の紙面に平行な方向（主走査方向）に一定
速度で走査されて結像レンズ３及びダイクロイックミラ
ー４に指向されることとなる。なお、このとき、光ビー
ムＲは、一回の走査毎に、その走査前にダイクロイック
ミラー４の受光面の範囲外に設けられた反射ミラーＭＲ
を介してフォトダイオード検出器８に入射する。このフ
ォトダイオード検出器８は、原稿６上の光ビームＲの走
査位置を、当該フォトダイオード検出器８から出力され
るセンサ信号Ｓp に基づき走査開始タイミング（すなわ
ち、フォトダイオード検出器８に光ビームＲ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。

【００３８】次に、情報読取系における原稿６を走査す
るための具体的な機構及びその動作について、図３を用
いて説明する。なお、図３（ａ）は本実施形態の複写機
Ｐの側面断面図を示しており、図３（ｂ）は本発明の特
徴である原稿台６Ｇの側面拡大図であり、図３（ｃ）は
原稿台６Ｇの図３（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面図であ
る。

【００３９】また、図３において、図１又は図２と同じ
部材には同様の部材番号を付している。図３（ａ）にお
いて、原稿６を載置する焦点位置変更手段としての原稿
台６Ｇ上に載置された原稿６に対して光ビームＲを照射
して原稿６上の情報を読み取る際には、当該光ビームＲ
は、ダイクロイックミラー４から出射された後に（すな
わち、主走査方向に走査された状態で）第１シリンドリ
カルレンズ５に入射し、当該第１シリンドリカルレンズ
５により副走査方向について平行光束とされ、ダイクロ
イックミラー４を透過し、反射ミラー９Ａ、受光部７及
び光ビームＲの原稿６からの反射光を受光部７上に集光
させる検出レンズ９Ｂを含む移動ミラー手段としての移
動ミラー９における当該反射ミラー９Ａに照射され、そ
の光軸方向が原稿６面の方向に略垂直方向に変更され
る。そして移動ミラー９内に配置された第２シリンドリ
カルレンズ２１により副走査方向についての光ビームＲ
の焦点位置が原稿６上とされ、当該原稿６に照射され
る。そして、原稿６によって反射された光ビームＲ（原
稿６上の情報により強度変調されている。）は、検出レ
ンズ９Ｂにより受光部７上に集光されて当該受光部７に
よって受光され、受光信号Ｓd が生成される。

【００４０】このとき、以上の動作と並行して、移動ミ
ラー９が図示しない駆動機構により原稿６の副走査方向
に一定速度で移動することにより光ビームＲの照射位置
が副走査方向に一定速度で移動し、上記ポリゴンミラー
２による主走査方向の偏向とあいまって原稿６面の走査
が実行され、対応する受光信号Ｓd が検出回路３２を介
してＣＰＵ３１に出力され、読取信号Ｓr が生成されて
後述のＲＡＭ３４内に一時的に記憶される。

【００４１】ここで、上記移動ミラー９が副走査方向に
移動すると、ポリゴンミラー２（又は結像レンズ３）か
ら原稿６までの光ビームＲの光路長は、移動ミラー９の
図３中右方向の移動に対応して徐々に短くなる。これに
より、光ビームＲを集光すべき位置のポリゴンミラー２
からの距離（焦点位置までの距離）が変化すると共に、
ポリゴンミラー２により放射状に偏向走査された光ビー
ムＲの走査幅も変化することとなる（走査幅の変化に関
してより詳しく説明すると、ポリゴンミラー２による一
定時間当りの走査角は一定であり、且つ偏向走査された
後の光ビームＲは夫々直進するので、光ビームＲの光路
の長さにより、当該光路が長いときは走査幅が広くな
り、光路が短いときは走査幅も狭くなる。）。

【００４２】そこで、本実施形態では、上記テレセント
リックレンズ１０により移動ミラー９の移動に拘らず原
稿６上における光ビームＲの走査幅が一定とされ、原稿
台６Ｇを光ビームＲが透過することにより移動ミラー９
の移動に拘らず光ビームＲの焦点位置が常に原稿６上と
なるように光ビームＲに対して補正が施される。

【００４３】ここで、上記光ビームＢが透過する原稿台
６Ｇについてより詳しく説明すると、当該原稿台６Ｇ内
には、副走査方向に平行な溝状にフレネルレンズ面６Ａ
（フレネル正レンズとしての溝形状を有する。図３
（ｃ）参照。）及びフレネルレンズ面６Ｂ（フレネル負
レンズとしての溝形状を有する。図３（ｃ）参照。）が
フレネルペアレンズとして形成されている。ここで、フ
レネルペアレンズとは、一方向にのみ収束効果を有する
２枚のフレネルレンズのフレネル刻み面を互いに向い合
せた構成を有するレンズである。そして、当該フレネル
レンズ面６Ａ及びフレネルレンズ面６Ｂの形状は、図３
（ｂ）に示すように、フレネルレンズ面６Ｂが断面放物
線上に形成されており、フレネルレンズ面６Ａが断面直
線上に形成されている。この形状により、フレネルレン
ズ面６Ａ及びフレネルレンズ面６Ｂは、主走査方向にの
み屈折力を備えることとなる。

【００４４】このフレネルレンズ面６Ａ及びフレネルレ
ンズ面６Ｂは、原稿台６Ｇに入射した光ビームＲの焦点
位置を移動ミラー９の移動に伴って常に原稿６上となる
ようにその断面形状が設定されている。すなわち、図３
（ａ）及び（ｂ）において、光ビームＲが原稿台６Ｇの
左端に入射するときは、ポリゴンミラー２から原稿６ま
での光ビームＲの光路長が最も長いときであるので、こ
のときは、光ビームＲの焦点位置が、ポリゴンミラー２
から見て最も遠方となって原稿６上となるようにフレネ
ルレンズ面６Ａ及びフレネルレンズ面６Ｂが形成されて
おり、移動ミラー９の図３（ａ）中右方向の移動に伴っ
て徐々に焦点位置がポリゴンミラー２から見て近付くよ
うにフレネルレンズ面６Ａ及びフレネルレンズ面６Ｂの
断面形状が設定されている（図３（ｂ）参照）。そし
て、光ビームＲが原稿台６Ｇの右端に入射するときは、
ポリゴンミラー２から原稿６までの光ビームＲの光路長
が最も短いときであるので、このときは、光ビームＲの
焦点位置が、ポリゴンミラー２から見て最も近くなって
原稿６上となるようにフレネルレンズ面６Ａ及びフレネ
ルレンズ面６Ｂが形成されている。

【００４５】上述の原稿台６Ｇにより、光ビームＲの焦
点位置が移動ミラー９の移動にかかわらず常に原稿６上
とされ、更に上記テレセントリックレンズ１０により移
動ミラー９の移動に拘らず原稿６上における光ビームＲ
の走査幅が一定とされているので、結果として原稿６の
全体にわたって常に光ビームＲの焦点位置が原稿６上と
なって走査が実行される。

【００４６】また、光ビームＲの副走査方向の焦点につ
いては、第１シリンドリカルレンズ５により一旦平行光
束とされ、次に副走査方向に移動する第２シリンドリカ
ルレンズ２１により原稿６上に集光されるので、第２シ
リンドリカルレンズ２１の焦点距離ｆを当該第２シリン
ドリカルレンズ２１から原稿６までの距離と等しくして
おけば、移動ミラー９が副走査方向に移動しても副走査
方向の焦点は常に原稿６上にあることとなる。 （ii）制御部の構成及び動作 次に、上記移動ミラー９の動作を含む複写機Ｐの動作を
制御する上記制御部３０の構成及び動作について、図１
を用いて説明する。

【００４７】図１に示すように、制御部３０は、読取手
段としてのＣＰＵ３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）
３３と、記憶手段としてのＲＡＭ（Random Access Memo
ry）３４と、検出回路３２とにより構成されている。

【００４８】次に、各部の動作を説明する。検出回路３
２は、受光部７に含まれているフォトダイオード７ａ、
７ｂ又は７ｃからの受光信号Ｓd を夫々受信し、これら
を合成し、ＣＰＵ３１に出力する。

【００４９】ＲＯＭ３３は、装置全体を制御するための
制御プログラムを記憶しており、必要に応じて当該プロ
グラムをＣＰＵ４１に出力する。ＲＡＭ３４は、受光信
号Ｓd に基づいてＣＰＵ４１において合成された情報を
読取信号Ｓr として一時的に記憶する。

【００５０】そして、ＣＰＵ３１は、原稿６の読み取り
時においては、半導体レーザ１を駆動するための駆動信
号Ｓv を出力して当該半導体レーザ１を駆動して光ビー
ムＲを出射させると共に、移動ミラー９を副走査方向に
移動させる。これと並行してＣＰＵ３１は、検出回路３
２からの合成された受光信号Ｓd に基づいて原稿６上の
読み取るべき情報に対応した読取信号Ｓr を生成し、Ｒ
ＡＭ３４に記憶させる。

【００５１】このとき、受光部７が三のフォトダイオー
ド７ａ、７ｂ及び７ｃが原稿６面に平行な面内であって
主走査方向に平行な方向に配列されて構成されているの
で、一つのフォトダイオードにおいて受光すべき反射光
の原稿６上の反射位置の範囲が狭くなり、換言すれば、
一つのフォトダイオードにおいて受光すべき反射光の原
稿６上の反射位置からの当該フォトダイオードまでの距
離の差（すなわち、反射位置の範囲内の点相互間の当該
フォトダイオードまでの距離の差）が、一のフォトダイ
オードにより原稿６の全面からの光ビームＲの反射光を
受光する場合に比して小さくなるので、高精度且つ均一
に受光信号が読み取れることとなる。なお、受光部７を
構成するフォトダイオードの数は３個でなくともよく、
感度の均一性のためにはフォトダイオードの数は多い方
がよい。

【００５２】受光部７及び検出回路３２を用いたＣＰＵ
３１における情報の読取についてより具体的に説明する
と、情報読取時におけるＣＰＵ３１の動作としては、当
該ＣＰＵ３１は光ビームＲの照射位置を上述のように上
記フォトダイオード検出器８に光ビームＲが入射したタ
イミングからの経過時間として管理している。すなわ
ち、例えば、時間Ｔ₁ が経過したときに光ビームＲの照
射位置が原稿６の主走査方向に沿った端点Ｐ₁ であると
すると、時間（Ｔ₁ ＋Δｔ（Δｔは光ビームＲにおける
読取クロック周期））が経過したときには、光ビームＲ
の照射位置は上記端点Ｐ₁ の主走査方向側の隣の点Ｐ₂
となり、時間（Ｔ₁ ＋２×Δｔ）が経過したときには更
に隣の点Ｐ₃ となる。そして、ＣＰＵ３１は、上記読取
クロック周期毎に検出回路３２からの上記合成値を読み
込み、そのときの光ビームＲの照射位置からの反射光の
総量（合成値）を所定の基準値と比較する。その結果、
当該基準値よりも合成値の方が大きいときは照射位置が
「白」であると判別し、基準値よりも合成値の方が小さ
いときは照射位置が「黒」であると判別する。また、中
間値の検出の場合には、予め白レベル（照射位置が
「白」のときの合成値）と黒レベル（照射位置が「黒」
のときの合成値）の値を夫々記憶しておき、上記合成値
が白レベルと黒レベルとの間のどのレベルにあるかによ
り階調値（濃度値）が演算される。

【００５３】このようにして演算された白レベル／黒レ
ベル又は階調値のデータ（一般に画素データと称す
る。）が上記照射位置毎に読取信号Ｓr としてＲＡＭ３
４に記憶されていく。そして、上記読取クロック毎に照
射位置が変更され、当該照射位置毎に画素データがＲＡ
Ｍ３４に記憶されていくのである。

【００５４】なお、一回の主走査の終了も上記経過時間
により認識される。これは、主走査領域の幅とポリゴン
ミラー２の回転速度により決定されるものである。そし
て、一ラインの主走査による読み取りが行われた後、所
定量副走査方向に照射位置が変更され、再び一ラインの
主走査による原稿６の読み取りが行われるという動作が
繰返され、原稿６の二次元の走査が完了する。

【００５５】次に、上述の情報読み取り動作によりＲＡ
Ｍ３４に記憶された情報を記録する情報記録動作につい
て説明する。情報記録の際には、ＲＡＭ３４に記憶され
た情報に基づいて、ＣＰＵ３１からの駆動信号Ｓvrに基
づいて、半導体レーザ１’から当該記録された情報に対
応する強度で記録用光ビームＧを出射する。

【００５６】なお、ここでいう情報とは、上述の読み取
り動作により読み取られた原稿６の情報である他に、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。

【００５７】半導体レーザ１’から出射された記録用光
ビームＧは、ポリゴンミラー２に照射され、当該ポリゴ
ンミラー２が一定速度で回転することにより、主走査方
向（感光体２０の中心軸に平行な方向）に偏向走査され
る。そして、主走査方向に偏向走査された記録用光ビー
ムＧは、第１シリンドリカルレンズ５を介してダイクロ
イックミラー４に到達する。その後、ダイクロイックミ
ラー４において反射されて結像レンズ３により集光され
た後に感光体２０に指向され、反射ミラー１３及び１４
によって反射された記録用光ビームＧが一主走査毎に回
転される感光体２０に照射されることにより、当該感光
体２０上に情報に対応する静電潜像（電子写真方式の場
合）が記録される。そして、感光体２０上に記録された
情報は、例えば、電子写真方式の場合には静電潜像とし
て保持されているので、当該静電潜像が図示しない単色
のトナー等により着色され、図示しない記録用紙に転写
されることにより元の情報（原稿６上の情報）として出
力されることとなる。

【００５８】なお、上述の情報読取動作と情報記録動作
の連携については、情報読取動作において主走査方向に
一走査する度にＲＡＭ３４に記憶されている情報（読取
信号Ｓr ）を読み出して記録用光ビームＧを出射し、感
光体２０上に当該一走査にて読み取られた情報分の静電
潜像を形成することを、副走査期間中繰返すようにして
もよいし、主走査方向に数走査して一時的に情報をＲＡ
Ｍ３４に記憶し、数走査終了する度にＲＡＭ３４に記憶
されている情報を読み出して記録用光ビームＧを出射
し、感光体２０上に当該数走査にて読み取られた情報分
の静電潜像を形成することを、副走査期間中繰返すよう
にしてもよい。また、原稿６全体を走査して当該原稿６
全体に対応する読取信号Ｓr をＲＡＭ３４に記憶し、当
該走査後に、感光体２０上に対して原稿６上の情報の全
てに対応する静電潜像を纏めて形成するようにしてもよ
い。

【００５９】以上説明したように、実施形態の複写機Ｐ
によれば、光ビームＲをポリゴンミラー２で主走査方向
に走査すると共に、移動ミラー９を移動させることによ
り副走査方向の走査を行うので、ポリゴンミラー９を移
動させる必要がなく、ポリゴンミラー９自体を副走査方
向に移動させる場合に比してポリゴンミラー９における
振動等が走査に与える影響をなくすことができる。

【００６０】また、フレネルレンズ面６Ａ及びフレネル
レンズ面６Ｂが形成された原稿台６Ｇにより光ビームＲ
の主走査方向における焦点を常に原稿６上とするので、
簡易な構成で光ビームＲを原稿６上に集光させることが
できる。

【００６１】更に、テレセントリックレンズ１０により
原稿６上の主走査方向の走査幅を一定とするので、複写
機Ｐの構成をより簡略化することができる。更にまた、
フレネルレンズ面６Ａ及びフレネルレンズ面６Ｂが原稿
台６Ｇ内に形成されているので、複写機Ｐの構成を更に
簡略化することができる。

【００６２】また、第１シリンドリカルレンズ５により
副走査方向について光ビームＲを平行光束に変換し、更
に移動ミラー９内の第２シリンドリカルレンズ２１によ
り平行光束に変換された光ビームＲを原稿６上に集光す
るので、移動ミラー９が副走査方向に移動しても、光ビ
ームＲを副走査方向について原稿６上に集光することが
できる。

【００６３】更に、光ビームＲを副走査方向に集光する
第２シリンドリカルレンズ２１が原稿６に近い移動ミラ
ー９内に配置されているので、ポリゴンミラー２の反射
面におけるいわゆる面倒れ（ポリゴンミラー２の反射面
がポリゴンミラー２の回転軸を含む面に平行となってい
ないこと）による光ビームＲの副走査方向のブレを効果
的に補償することができる。

【００６４】更にまた、受光部７が、反射光を受光する
三のフォトダイオード７ａ、７ｂ及び７ｃよりなるの
で、受光信号Ｓd のレベルを高くすることができると共
に、高精度で原稿６上の情報を読み取ることができる。

【００６５】更に、高精度で原稿６上の情報を走査し、
受光部７により光ビームＲの反射光を受光して受光信号
Ｓd を生成し、これにより対応する読取信号Ｓr が出力
されるので、高精度で当該情報を読み取ることができ
る。

【００６６】また、高精度で走査されることにより読み
取られた情報を感光体２０上に保持することができるの
で、読み取った情報を正確且つ確実に記録することがで
きる。

【００６７】なお、上述の実施形態においては、情報読
取用の光ビームＲと情報記録用の記録用光ビームＧとを
別個の半導体レーザから出射するようにしたが、これに
限らず、原稿６上の全ての情報を走査した後感光体２０
に記録する複写機においては、単一の半導体レーザから
の光ビームを、情報読取時には上記光ビームＲとして使
用し、情報記録時においては当該光ビームを上記記録用
光ビームＧとして用いるようにしてもよい。

【００６８】更に、近年、一の半導体レーザから異なる
複数の発振波長を有する光ビームを出射することが可能
な半導体レーザが開発されているが、本発明において
も、このような半導体レーザを用いて一の半導体レーザ
から光ビームＲと記録用光ビームＧを出射するようにす
ることができる。

【００６９】また、上記実施形態においては、本発明を
複写機Ｐに適用した場合について説明したが、これに限
らず、本発明を原稿６上の情報を読み取るいわゆるスキ
ャナ装置に適用することも可能である。この場合には、
上記複写機Ｐの構成から情報記録系の構成（より具体的
には、半導体レーザユニット１２、ダイクロイックミラ
ー４及びＤ、結像レンズ３、反射ミラー１３及び１４、
感光体２０）を除いた構成とすればよい。

【００７０】

【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、光ビームを偏向走査手段により主走査方
向に走査すると共に、移動ミラー手段を移動させること
により副走査方向の走査を行うので、偏向走査手段自体
を移動させる必要がなく、偏向走査手段自体を副走査方
向に移動させる場合に比して偏向走査手段における振動
等が走査に与える影響をなくすことができる。

【００７１】更に、走査幅一定化手段により記録媒体上
における主走査方向の走査幅を一定とすると共に、焦点
位置変更手段により光ビームの焦点位置を記録媒体上と
するので、移動ミラー手段が移動しても、記録媒体上を
一定幅で正確に走査することができる。

【００７２】従って、高精度で情報を走査することがで
きる。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、焦点位置変更手段は、移動ミラ
ー手段と記録媒体との間の光ビームの光路上に配置さ
れ、主走査方向にのみ屈折力を有するフレネルレンズで
ある正レンズ及び負レンズよりなるフレネルペアレンズ
であるので、焦点位置変更手段の構成を簡略化すること
ができる。

【００７３】従って、光学走査装置全体の構成を簡素化
することができる。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、走査幅一定
化手段がテレセントリックレンズであるので、光学走査
装置の構成を簡略化することができる。

【００７４】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の効果に加えて、フレネルペアレンズが記
録媒体を載置する載置台を兼ねているので、光学走査装
置全体の構成をより簡略化することができる。

【００７５】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、第
１シリンドリカルレンズにより副走査方向について偏向
走査された光ビームを平行光束に変換し、更に移動ミラ
ー手段内の第２シリンドリカルレンズにより平行光束に
変換された光ビームを記録媒体上に集光するので、集光
手段の構成を簡略化できると共に、移動ミラー手段が副
走査方向に移動しても、光ビームを副走査方向に記録媒
体上に集光することができる。

【００７６】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、高
精度で記録媒体上の情報を走査し、受光手段により光ビ
ームの反射光を夫々受光して受光信号を生成し、これに
より対応する読取信号が出力されるので、高精度で当該
情報を読み取ることができる。

【００７７】請求項７に記載の発明によれば、請求項６
に記載の発明の効果に加えて、受光手段が、反射光を受
光する複数の受光素子が記録媒体における情報の記録面
に平行な面内であって主走査方向に平行な方向に配列さ
れてなるので、受光信号のレベルを高くすることができ
ると共に、高精度で記録媒体上の情報を読み取ることが
できる。

【００７８】請求項８に記載の発明によれば、請求項６
又は７に記載の発明の効果に加えて、高精度で走査され
ることにより読み取られた情報を保持することができる
ので、読み取った情報を正確且つ確実に記録することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の複写機の構成を示す図である。

【図２】実施形態の光学走査部の細部構成を示す平面図
である。

【図３】実施形態の複写機の構成及び動作を示す図であ
り、（ａ）は実施形態の複写機の側面断面図であり、
（ｂ）は実施形態の原稿台の側面断面図であり、（ｃ）
は実施形態の原稿台のＡ−Ａ’断面図である。

【符号の説明】

１、１’…半導体レーザ ２…ポリゴンミラー ３…結像レンズ ４、Ｄ…ダイクロイックミラー ５…第１シリンドリカルレンズ ６…原稿 ６Ｇ…原稿台 ６Ａ、６Ｂ…フレネルレンズ面 ７…受光部 ７ａ、７ｂ、７ｃ…フォトダイオード ８…フォトダイオード検出器 ９…移動ミラー ９Ａ、１３、１４、ＭＲ…反射ミラー ９Ｂ…検出レンズ １０…テレセントリックレンズ １１、１２…半導体レーザユニット ２０…感光体 ２１…第２シリンドリカルレンズ ３０…制御部 ３１…ＣＰＵ ３２…検出回路 ３３…ＲＯＭ ３４…ＲＡＭ Ｐ…複写機 Ｓ…光学走査部 Ｒ…光ビーム Ｇ…記録用光ビーム Ｃ…コリメータレンズ Ｅ…シリンドリカルレンズ Ｍ…絞り ＢＤ…筐体 Ｓd …受光信号 Ｓr …読取信号 Ｓp …センサ信号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する出射手段と、 前記出射された光ビームを、走査すべき情報が記録され
   た記録媒体上における主走査方向に偏向走査する偏向走
   査手段と、 前記偏向走査された光ビームを前記主走査方向に集光す
   ると共に、前記記録媒体上における前記光ビームの前記
   主走査方向の走査幅を前記記録媒体に対応して予め設定
   された一定幅とする走査幅一定化手段と、 前記偏向走査された光ビームを前記主走査方向に垂直な
   副走査方向に集光する集光手段と、 前記集光された光ビームを反射しつつ前記副走査方向に
   移動して当該集光された光ビームを前記記録媒体に照射
   する移動ミラー手段と、 前記移動ミラー手段の前記副走査方向の移動に対応し
   て、前記偏向走査手段から前記光ビームの焦点位置まで
   の距離を変更し、当該焦点位置を前記記録媒体上とする
   焦点位置変更手段と、 を備える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、 前記焦点位置変更手段は、前記移動ミラー手段と前記記
   録媒体との間の前記光ビームの光路上に配置され、前記
   主走査方向にのみ屈折力を有するフレネルレンズである
   正レンズ及び負レンズよりなるフレネルペアレンズであ
   る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、 前記走査幅一定化手段は、偏向走査後の夫々の前記光ビ
   ームの主光線を相互に平行とすると共に、前記記録媒体
   上における前記光ビームの前記走査幅を前記一定幅とす
   るテレセントリックレンズであることを特徴とする光学
   走査装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の光学走査装置におい
   て、 前記フレネルペアレンズが前記記録媒体を載置する載置
   台である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、 前記集光手段は、 前記偏向走査手段と前記走査幅一定化手段との間の前記
   光ビームの光路上に配置され、前記副走査方向について
   前記偏向走査された光ビームを平行光束に変換する第１
   シリンドリカルレンズと、 前記移動ミラー手段内に配置されて当該移動ミラー手段
   と共に前記副走査方向に移動すると共に、前記平行光束
   に変換された前記光ビームを前記記録媒体上に集光する
   第２シリンドリカルレンズと、 により構成されてい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
   光学走査装置と、 前記移動ミラー手段と一体的に移動すると共に、前記移
   動ミラー手段により前記記録媒体に照射された前記光ビ
   ームの反射光を受光し、受光信号を出力する受光手段
   と、 前記受光信号に基づいて、前記情報に対応する読取信号
   を出力する読取手段と、 を備えることを特徴とする光学情報読取装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の光学走査装置におい
   て、 前記受光手段は、前記反射光を受光する複数の受光素子
   が、前記記録媒体における前記情報の記録面に平行な面
   内であって前記主走査方向に平行な方向に配列されてな
   ることを特徴とする光学情報読取装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は７に記載の光学情報読取装
   置と、 前記読取信号を記憶する記憶手段と、 前記記憶されている読取信号に基づいて、前記情報に対
   応する記録用光ビームを前記偏向走査手段に出射する記
   録用光ビーム出射手段と、 前記偏向走査された記録用光ビームを、前記情報を保持
   するための情報保持手段上に当該記録用光ビームを集光
   する記録用光ビーム集光手段に誘導する誘導手段と、 を備えることを特徴とする光学情報記録装置。