JPH10149425A - 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】 半導体レーザから出射された情報読み取
り用の光ビームＲがポリゴンミラー２の回転により原稿
６の主走査方向の偏向走査されて結像レンズ３により主
走査方向に集光される。次に、ダイクロイックミラー４
を透過して半速ミラー９内で反射され、更に全速ミラー
１０内のシリンドリカルレンズ１０Ｃで副走査方向に集
光されて原稿６に到達する。このとき、原稿６の副走査
方向の走査については、全速ミラー１０が副走査方向に
移動すると共に、半速ミラー９が全速ミラー１０の半分
の速度で副走査方向に移動することにより実行される。

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によりｈ＝ｆ×θとして表されるレンズであ
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ていたので、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原稿等の記録媒体上に
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記録
媒体上に集光する第１集光手段であって、前記光ビーム
を前記主走査方向に集光する結像レンズ等の第１集光手
段と、前記集光された光ビームを反射しつつ前記主走査
方向に垂直な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全速ミラー、半速ミラー
等の移動ミラー手段と、前記移動ミラー手段の前記副走
査方向の移動において前記記録媒体までの前記光ビーム
の光路長が変化しない前記移動ミラー手段内の位置に配
置され、前記光ビームを前記副走査方向に集光するシリ
ンドリカルレンズ等の第２集光手段と、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、第１集光手段は、偏向走査された光ビームを記
録媒体上に集光する際に主走査方向に集光する。

【０００９】そして、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。最後に、第２集光手
段は、移動ミラー手段の副走査方向の移動において記録
媒体までの光ビームの光路長が変化しない移動ミラー手
段内の位置に配置され、光ビームを副走査方向に集光す
る。

【００１０】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。

【００１１】また、第１集光手段により主走査方向に光
ビームを集光し、記録媒体に近接している第２集光手段
により副走査方向に光ビームを集光するので、偏向走査
手段の偏向走査における副走査方向の光ビームのブレを
効果的に抑制できる。

【００１２】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、前記移動ミラー手段は、前記情報を読み取る際に移
動すべき前記副走査方向の移動距離の半分の距離を前記
副走査方向に移動すると共に前記集光された光ビームを
第１ミラー方向に反射する半速ミラー等の第２ミラー
と、前記移動距離を前記副走査方向に移動すると共に前
記反射された光ビームを前記記録媒体に照射する全速ミ
ラー等の前記第１ミラーと、により構成されると共に、
前記第２集光手段は、前記第１ミラー内に配置されて構
成される。

【００１３】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、移動ミラー手段
が、情報を読み取る際に移動すべき副走査方向の移動距
離の半分の距離を副走査方向に移動すると共に集光され
た光ビームを第１ミラー方向に反射する第２ミラーと、
上記移動距離を副走査方向に移動すると共に反射された
光ビームを記録媒体に照射する上記第１ミラーとにより
構成されているので、出射手段から記録媒体上における
光ビームの照射位置までの距離を一定に保ちつつ副走査
方向の走査を行うことができる。

【００１４】また、第２集光手段が第１ミラー内に配置
されているので、より効果的に偏向走査手段の偏向走査
における副走査方向の光ビームのブレを抑制できる。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、前記第
１集光手段は、前記移動ミラー手段の移動距離に対応し
た作動距離を有するトーリックレンズ系を構成する複数
のレンズであるように構成される。

【００１５】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、第１集光手
段が移動ミラー手段の移動距離に対応した作動距離を有
するトーリックレンズ系を構成する複数のレンズである
ので、簡易な構成で第１集光手段を構成することができ
ると共に、作動距離が移動ミラー手段の移動距離に対応
した作動距離とされているので、移動ミラー手段の移動
に必要な作動距離を確保することができる。

【００１６】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、前記第２集光手段は、前記副走
査方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズであるよ
うに構成される。

【００１７】請求項４に記載の発明の作用によれば、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、第２集光手段が副走査方向に屈折力を有するシリン
ドリカルレンズであるので、簡易に第２集光手段を構成
することができる。

【００１８】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２から４のいずれか一項に記載の
光学走査装置と、前記第１ミラーと一体的に前記副走査
方向に移動すると共に、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。

【００１９】請求項５に記載の発明の作用によれば、請
求項２から４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、第１ミラーと一体的に副走査方向に移
動すると共に、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。

【００２０】そして、読取手段は、受光信号に基づい
て、記録媒体上の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。

【００２１】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５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、偏向走査された前
記記録用光ビームを、前記情報を保持するための情報保
持手段に誘導するダイクロイックミラー等の誘導手段
と、前記誘導された記録用光ビームを前記副走査方向に
集光して前記情報保持手段に照射するシリンドリカルレ
ンズ等の第３集光手段と、を備える。

【００２２】請求項６に記載の発明の作用によれば、請
求項５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。

【００２３】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に誘導する。最後に、第３集
光手段は、誘導された記録用光ビームを副走査方向に集
光して情報保持手段に照射する。

【００２４】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。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に記載の光学情報記録装置において、前記第３集光
手段は、前記副走査方向に屈折力を有するシリンドリカ
ルレンズであるように構成される。

【００２５】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、第３集光手段が副
走査方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズである
ので、簡易に第３集光手段を構成することができる。

【００２６】

【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共通化した
複写機に適用した実施の形態について、図面を用いて説
明する。 （Ｉ）構成 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。

【００２７】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、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を主走査方向に集光するための第１
集光手段としての結像レンズ３と、結像レンズ３によっ
て集光された光ビーム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を通過した光ビームＲを上記主走査方向に
垂直な副走査方向に集光する第２集光手段としてのシリ
ンドリカルレンズ１０Ｃと、シリンドリカルレンズ１０
Ｃ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
生成するための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、上記の一回の偏向走査の
度に光ビームＲが入射され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。

【００２８】一方、本実施形態における情報記録系は、
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を反射する上記ダイクロイックミラーＤ
と、ポリゴンミラー２と、結像レンズ３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を副走査方向に集光す
る第３集光手段としてのシリンドリカルレンズ２１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、光ビーム
Ｇが一ライン走査する度に、所定量回転するようにＣＰ
Ｕ３１によって制御される。

【００２９】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、後述のようにダイクロイッ
クミラー４から原稿６の原稿面までの距離（図１中符号
「Ａ ₁ 」で示す。）と、ダイクロイックミラー４から感
光体２０までの距離（図１中符号「Ａ₂ 」で示す。）と
が等しくなるように、図３において示すミラー１３及び
１４により反射された後シリンドリカルレンズ２１に到
達する。

【００３０】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。

【００３１】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
た光学走査部の例について図２を用いて説明する。

【００３２】図２に示すように、光学走査部Ｓを構成す
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を介してそれぞれダイ
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（図２の場合には、当
該図２の紙面に垂直な方向）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２の紙面に平
行な方向に一定速度で走査されて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、原稿上の走査位置を走査開始
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。

【００３３】次に、情報読取系における原稿６を走査す
るための機構について、図３を用いて説明する。なお、
図３は、本実施形態の複写機Ｐの側面断面図を示してい
る。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。

【００３４】図３において、原稿台としてのガラス板６
Ｇ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）、移動ミラー手段
を構成する第２ミラーとしての半速ミラー９と移動ミラ
ー手段を構成する第１ミラーとしての全速ミラー１０と
により反射され、上記主走査方向と垂直な副走査方向に
走査されつつ原稿６に到達して原稿６全体を走査する。

【００３５】このとき、当該全速ミラー１０は、副走査
方向に走査を開始するときには図３中実線で示した位置
に待機しており、副走査方向に走査された後、図３中破
線で示した位置で停止する。この全速ミラー１０内に
は、実際に光ビームＲを反射するミラー１０Ａと、反射
された光ビームＲを副走査方向に集光する上記シリンド
リカルレンズ１０Ｃと、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上記受光信号Ｓd を出力する上
記受光部７と、当該反射光を受光部７上に集光させる検
出レンズ１０Ｂとが含まれている。

【００３６】一方、半速ミラー９は、副走査方向に走査
を開始するときには図３中実線で示した位置に待機して
おり、副走査方向に走査された後、図３中破線で示した
位置で停止する。この半速ミラー９内には、実際に光ビ
ームＲを反射するミラー９Ａ及び９Ｂが含まれている。

【００３７】上記の全速ミラー１０及び半速ミラー９の
走査において、全速ミラー１０と半速ミラー９の副走査
方向への移動速度の比が２：１となるように（このと
き、全速ミラー１０の移動距離と半速ミラー９の移動距
離の比も２：１となっている。）、当該全速ミラー１０
と半速ミラー９の移動速度が図示しない駆動装置により
制御されている。この全速ミラー１０と半速ミラー９の
動作により、副走査方向への走査中において結像レンズ
３と原稿６との間の光ビームＲの光路長が一定に保た
れ、従って常に原稿６上に光ビームＲが正確に集光され
ることとなる。

【００３８】次に、本発明の特徴である光学系の構成に
ついて、図４を用いて説明する。ここで、図４（ａ）
は、ポリゴンミラー２、結像レンズ３及びシリンドリカ
ルレンズ１０Ｃを含む実施形態の光学系における主走査
方向に平行な面の断面図を示し、図４（ｂ）は、当該光
学系の副走査方向に平行な面の断面図を示している。ま
た、図４においては、全速ミラー１０及び半速ミラー９
等の部材は図示を省略している。

【００３９】本実施形態においては、上述のように全速
ミラー１０と半速ミラー９を用いて原稿６の副走査方向
の走査を行うため、結像レンズ３を通過した光ビームＲ
の作動距離（ワーキングディスタンス（Working Distan
ce）とも呼ばれ、結像レンズ３の先端から原稿６の情報
が記録されている面（物体面）までの距離である。本実
施形態においては、光ビームＲの焦点が原稿６の情報が
記録されている面上となるように作動距離が設定されて
いる。）を全速ミラー１０及び半速ミラー９の移動範囲
よりも長くする必要がある。そこで、本実施形態におい
ては、光ビームＲにおける作動距離を長くするために、
結像レンズ３として、凸レンズ３Ａ及び３Ｂとにより構
成されるトーリックレンズ系が用いられる。このトーリ
ックレンズ系は、いわゆるシリンドリカルレンズと同様
に、所定の面内では光ビームを集光することなくほぼそ
のまま透過し、当該所定の面に垂直な面では光ビームを
集光させる特性を有するレンズを含むレンズ系である。
このトーリックレンズ系を構成する結像レンズ３によ
り、本実施形態の作動距離が全速ミラー１０及び半速ミ
ラー９の移動範囲よりも長く設定されている。

【００４０】次に、具体的に作動距離を設定する方法に
ついて、図５を用いて説明する。なお、図５は、情報読
取系における動作を模式的に示したものであり、図１乃
至図４と同じ部材には同様の部材番号を付している。

【００４１】図５において、原稿６における副走査すべ
き距離を「１０」とし、各ミラー内における折り返し等
のための光路をぞれぞれ「０．５」づつ確保するとする
と、図５から明らかなように、全速ミラー１０及び半速
ミラー９を用いて副走査すべき範囲を全て走査するため
には、結像レンズ３を出射した以降の光路としては長さ
「７」の光路が必要である。従って、結像レンズ３にお
ける作業距離としては、この長さ「７」の光路を確保す
ればよいこととなる。より具体的には、Ａ４版の原稿６
の長辺方向に副走査する場合には、当該Ａ４版の原稿６
の長辺方向の長さは約３００mmであるから、作業距離と
しては２１０mm（３００mm×７／１０）が確保できるよ
うに結像レンズ３を設計すればよい。

【００４２】次に、本実施形態の情報読取系における光
ビームＲの集光特性について図４を用いてより具体的に
説明する。上述のように、本実施形態においては、情報
読取時における主走査方向の光ビームＲの集光を主とし
て結像レンズ３が担当し（図４（ａ）参照）、副走査方
向の光ビームＲの集光を主としてシリンドリカルレンズ
１０Ｃが担当する（図４（ｂ）参照）構成とされてい
る。このような構成としたのは、ポリゴンミラー２の反
射面におけるいわゆる面倒れを効果的に補正するためで
ある。

【００４３】ここで、ポリゴンミラー２の反射面におけ
る面倒れについて説明すると、図４（ｂ）において、ポ
リゴンミラー２を構成する反射面２Ａは、本来当該ポリ
ゴンミラー２の回転軸に平行な面内にある筈であり、こ
のとき、光ビームＲの反射後の光軸ＬＣも当該反射面２
Ａ（ポリゴンミラー２の回転軸）に垂直となる。しかし
ながら、ポリゴンミラー２の製造上の誤差等により、実
際には、反射面２Ａがポリゴンミラー２の回転軸に平行
な面内になく、傾き誤差を有している場合がある。更
に、ポリゴンミラー２を構成する夫々の反射面２Ａにお
ける傾き誤差が相互に異なっている場合もある。そし
て、このような傾き誤差を含んだ反射面２Ａにより反射
された後の光ビームＲの光軸ＬＣは、図４（ｂ）におい
て点線で示す光軸ＬＣ’のように、副走査面内において
本来の光軸ＬＣからずれてしまうこととなる。従って、
このように光軸ＬＣがブレた状態で原稿６を走査する
と、走査されない部分が発生したり逆に同じ走査箇所を
重複して走査することとなる。

【００４４】そこで、上述の面倒れを光学的に補正する
必要がでてくるのであるが、図４（ｂ）から明らかなよ
うに、当該補正は、ポリゴンミラー２に近い位置で補正
するよりも、走査すべき原稿６に近い位置で補正した方
が、実際の原稿上の走査線のずれは小さくなる。それゆ
え、本実施形態においては、副走査方向の光ビームＲの
集光を結像レンズ３により実行するのではなく、原稿６
に近い位置に配置されたシリンドリカルレンズ１０Ｃに
より行うこととしているのである。

【００４５】また、反射面２Ａの面倒れを補正する能力
を示すパラメータとして、いわゆる面倒れ補正倍率があ
る。この面倒れ補正倍率は、面倒れ補正が行われていな
い場合の原稿６上の主走査方向の走査線の位置の本来の
主走査方向の走査線の位置からのズレ量と、面倒れ補正
が行われているときの主走査方向の走査線の位置の本来
の主走査方向の走査線の位置からのズレ量との比（この
倍率が大きいほど補正の効果が大きいこととなる。）で
あり、より具体的には、図４（ｂ）に示すように、像側
主点の位置をＨ’、物体側主点の位置をＨ、像側主点か
ら原稿６までの距離をｌ´ 、物体側主点からポリゴン
ミラー２までの距離をｌとし、更にシリンドリカルレン
ズ１０Ｃにおける主走査方向の焦点距離をｆmer 、シリ
ンドリカルレンズ１０Ｃにおける副走査方向の焦点距離
をｆsag とすると、面倒れ補正倍率ＲＧは、 ＲＧ＝（ｆmer ×ｆsag ）／｛Ｓ×（ｌ´ −ｆsag ）｝…（１） となる。ここで、Ｓは、ポリゴンミラー２の回転におけ
る反射面２Ａの出入り（すなわち、ポリゴンミラー２が
回転することによって生じる反射面２Ａの光軸ＬＣ上に
おける位置の変化であり、図４（ｂ）において水平左右
方向に発生する。）の最大値である。

【００４６】上記式（１）からも明らかなように、像側
主点から原稿６までの距離ｌ´ が小さいほど面倒れ補
正倍率が大きくなって、効果的な面倒れ補正が可能であ
り、これにより、本実施形態ではシリンドリカルレンズ
１０Ｃを原稿６に近い全速ミラー１０内に配置している
のである。

【００４７】また、上述の面倒れ補正は、本実施形態の
ように作動距離を長くした光学系においてはより効果的
である。一方、図１及び図３において、受光部７は、光
電変換素子である三つのフォトダイオード７ａ、７ｂ及
び７ｃで構成されており、原稿６の主走査方向と平行で
副走査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７ａ、７ｂ及び７ｃは、検出速
度の速いｐｉｎ（P-Insulater-N ）フォトダイオード等
により形成されており、後述する検出回路３２に接続さ
れている。 更に、制御部３０は、各フォトダイオード
７ａ、７ｂ及び７ｃで検出された受光信号Ｓd を合成す
るための検出回路３２と、当該合成された受光信号Ｓd
によりＣＰＵ３１において生成された原稿６上の情報を
読取信号Ｓr として一時的に記憶する記憶手段としての
ＲＡＭ（Random Access Memory）３４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 O
nly Memory）３３と、上記各構成要素を制御するための
読取手段としてのＣＰＵ３１とで構成されている。 （II）情報読取時の動作 次に、図１乃至図５に示す複写機における情報読取時の
動作について、纏めて説明する。

【００４８】情報の読取時においては、読取るべき原稿
６が載置されると、次に、光ビームＲを出射すべく半導
体レーザ１がＣＰＵ３１により駆動される。そして、光
ビームＲが出射されると、当該光ビームＲがポリゴンミ
ラー２により主走査方向に走査され、結像レンズ３及び
ダイクロイックミラー４を介して原稿６に照射される。
このとき、上記の全速ミラー１０及び半速ミラー９の動
作により副走査方向の走査が行われる。そして、原稿６
への光ビームＲの照射位置からの反射光は、各々フォト
ダイオード７ａ、７ｂ及び７ｃにおいて受光され、当該
各フォトダイオード７ａ、７ｂ及び７ｃから受光した反
射光に対応した受光信号Ｓd が夫々検出回路３２に出力
される。そして、当該検出回路３２においては、各フォ
トダイオード７ａ、７ｂ及び７ｃからの受光信号Ｓd が
合成され、当該合成した値を光ビームＲの上記照射位置
からの反射光の総量（合成値）としてＣＰＵ３１に出力
する。

【００４９】ここで、上記各受光信号Ｓd の合成処理を
行う理由は、光ビームＲの原稿６上の照射位置が夫々の
フォトダイオードの正面にあるときはそのフォトダイオ
ードが受光する反射光量が最も大きくなると共に、照射
位置が当該フォトダイオードの正面から離れるに従って
反射光量が小さくなっていくからである。すなわち、例
えば、光ビームＲの照射位置がフォトダイオード７ａの
正面にあるときは当該フォトダイオード７ａが受光する
反射光量が最も大きく、照射位置がフォトダイオード７
ａとフォトダイオード７ｂとの中間位置にあるときは、
フォトダイオード７ａが受光する反射光量は、光ビーム
Ｒの照射位置がフォトダイオード７ａの正面にあるとき
よりも少なく、且つフォトダイオード７ｂが受光する反
射光量とほぼ同一である。従って、双方のフォトダイオ
ードの受光光量を合成すれば、照射位置が主走査方向に
移動しても受光光量の変化が少なくなり、情報の読取精
度が主走査方向の全体に渡って均一となるのである。つ
まり、上記フォトダイオード７ａ、７ｂ及び７ｃを用い
て光ビームＲの反射光を受光すれば、ＣＣＤ等のライン
センサを用いるよりも安価に受光部７を構成することが
できると共に、反射光量をほぼ均一として受光できるこ
ととなる。

【００５０】一方、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 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Ｐ
₁ 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
のである。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
と判別するのである。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。

【００５１】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。

【００５２】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のである。

【００５３】以上の情報読み取り動作において、上述の
ように結像レンズ３の作動距離が全速ミラー１０と半速
ミラー９の移動距離に対応して結像レンズ３自体の焦点
距離よりも長く設定されているので、原稿６上の情報が
全て確実に読み取られることとなるのである。 （III ）情報記録系の動作 次に、上述の情報読み取り動作によりＲＡＭ３４に記憶
された情報（読取信号Ｓr ）に対応する情報を記録する
情報記録動作を説明する。

【００５４】情報記録の際には、ＲＡＭ３４に記憶され
た読取信号Ｓr 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。

【００５５】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。

【００５６】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光ビームＧ
は、結像レンズ３により集光され、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
いて反射されて感光体２０に指向され、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
応する静電潜像が記録される。

【００５７】このとき、上述のように、ダイクロイック
ミラー４から原稿６の原稿面までの距離（図１中符号
「Ａ₁ 」）と、ダイクロイックミラー４から感光体２０
までの距離（図１中符号「Ａ₂ 」）とが等しくなるよう
に設定されているので、原稿６面上の走査範囲と感光体
２０上の走査範囲とがほぼ等しくなり、情報読み取り動
作において読み取られた情報と同一の大きさで感光体２
０上に情報を記録することができる。感光体２０上に記
録された情報は、その後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】また、上述の情報読取動作と情報記録動作
の関連については、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Ｒ
ＡＭ３４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、実施形態の光学走査
装置Ｓによれば、全速ミラー１０及び半速ミラー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２を移動させる必要がなく光学走査装置Ｓに
おける移動部材を軽量化することができると共に、ポリ
ゴンミラー２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２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。

【００６０】また、全速ミラー１０及び半速ミラー９に
より副走査を行うので、半導体レーザ１から原稿６上に
おける光ビームＲの照射位置までの距離を一定に保ちつ
つ副走査方向の走査を行うことができる。

【００６１】更に、シリンドリカルレンズ１０Ｃが全速
ミラー１０内に配置されているので、より効果的にポリ
ゴンミラー２の回転における反射面２Ａの面倒れによる
光ビームＲのブレを抑制できる。

【００６２】更にまた、結像レンズ３がトーリックレン
ズ系であるので、簡易な構成で結像レンズ３を構成する
ことができると共に、全速ミラー１０及び半速ミラー９
の移動に必要な作動距離を確保することができる。

【００６３】また、受光部７が全速ミラー１０と一体的
に副走査方向に移動するので、高精度で原稿６上の情報
を走査し当該情報を読み取ることができる。更に、読取
られた情報を一時的に記憶し、これに基づいて記録用光
ビームＧを変調してシリンドリカルレンズ２１を介して
感光体２０上に照射して情報を記録するので、高精度で
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
と共に、装置全体を小型軽量化することができる。

【００６４】なお、上記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。

【００６５】また、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。

【００６６】更に、本発明は、原稿６からの情報の読取
のみを行う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
記録系に係る構成（より具体的には、感光体２０、ミラ
ー１３及び１４、シリンドリカルレンズ２１及びダイク
ロイックミラー２１）を除いた構成とすればよい。

【００６７】

【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、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って光ビームを記録媒体に照射す
るので、偏向走査手段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。

【００６８】また、偏向走査手段及び第１集光手段を移
動させる必要がないので、光学走査装置を小型化しつつ
高精度で情報を走査することができる。更に、第１集光
手段により主走査方向に光ビームを集光し、記録媒体に
近接している第２集光手段により副走査方向に光ビーム
を集光するので、偏向走査手段の偏向走査における副走
査方向の光ビームのブレを効果的に抑制できる。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、移動ミラー手段が、情報を読み取る際に移動
すべき副走査方向の移動距離の半分の距離を副走査方向
に移動すると共に集光された光ビームを第１ミラー方向
に反射する第２ミラーと、上記移動距離を副走査方向に
移動すると共に反射された光ビームを記録媒体に照射す
る上記第１ミラーとにより構成されているので、出射手
段から記録媒体上における光ビームの照射位置までの距
離を一定に保ちつつ副走査方向の走査を行うことができ
る。

【００６９】従って、光ビームの焦点位置を記録媒体上
としつつ副走査ができるので、読み取るべき情報が歪ん
だりすることがなく、高精度で情報の走査を行うことが
できる。

【００７０】更に、第２集光手段が第１ミラー内に配置
されているので、より効果的に偏向走査手段の偏向走査
における副走査方向の光ビームのブレを抑制できる。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、第１集光手段が移動ミラー手段の
移動距離に対応した作動距離を有するトーリックレンズ
系を構成する複数のレンズであるので、簡易な構成で第
１集光手段を構成することができると共に、作動距離が
移動ミラー手段の移動距離に対応した作動距離とされて
いるので、移動ミラー手段の移動に必要な作動距離を確
保することができる。

【００７１】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、第
２集光手段が副走査方向に屈折力を有するシリンドリカ
ルレンズであるので、簡易に第２集光手段を構成するこ
とができ、光学走査装置を小型軽量化できる。

【００７２】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、受
光手段が第１ミラーと一体的に副走査方向に移動すると
共に、記録媒体に照射された光ビームの反射光を受光し
て受光信号を出力し、読取手段が受光信号に基づいて記
録媒体上の情報に対応する読取信号を出力するので、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
信号が出力されることとなり、高精度で当該情報を読み
取ることができる。

【００７３】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
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。

【００７４】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、第３集光手段が副走査方
向に屈折力を有するシリンドリカルレンズであるので、
簡易に第３集光手段を構成することができ、光学情報記
録装置を小型軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の複写機の全体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図であ
る。

【図３】実施形態の複写機の構成を示す側面断面図であ
る。

【図４】光学系の細部構成を示す図であり、（ａ）は主
走査方向の断面図であり、（ｂ）は副走査方向の断面図
である。

【図５】情報読取における全速ミラーと半速ミラーの動
作を示す図である。

【符号の説明】

１、１’…半導体レーザ ２…ポリゴンミラー ２Ａ…反射面 ３…結像レンズ ３Ａ、３Ｂ…凸レンズ ４、Ｄ…ダイクロイックミラー ＭＲ…反射ミラー ６…原稿 ６Ｇ…ガラス板 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…半速ミラー ９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１３、１４…ミラー １０…全速ミラー １０Ｂ…検出レンズ １０Ｃ、２１…シリンドリカルレンズ １１、１２…半導体レーザユニット ２０…感光体 ３０…制御部 ３１…ＣＰＵ ３２…検出回路 ３３…ＲＯＭ ３４…ＲＡＭ Ｒ…光ビーム Ｇ…記録用光ビーム Ｃ…コリメータレンズ ＬＣ、ＬＣ’…光軸 Ｅ…シリンドリカルレンズ Ｍ…絞り ＢＤ…筐体 Ｐ…複写機 Ｓ…光学走査部 Ｓd …受光信号 Ｓr …読取信号

Claims (7)

【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記録媒体上に集光す
   る第１集光手段であって、前記光ビームを前記主走査方
   向に集光する第１集光手段と、 前記集光された光ビームを反射しつつ前記主走査方向に
   垂直な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おいて前
   記記録媒体までの前記光ビームの光路長が変化しない前
   記移動ミラー手段内の位置に配置され、前記光ビームを
   前記副走査方向に集光する第２集光手段と、 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、 前記移動ミラー手段は、 前記情報を読み取る際に移動すべき前記副走査方向の移
   動距離の半分の距離を前記副走査方向に移動すると共に
   前記集光された光ビームを第１ミラー方向に反射する第
   ２ミラーと、 前記移動距離を前記副走査方向に移動すると共に前記反
   射された光ビームを前記記録媒体に照射する前記第１ミ
   ラーと、 により構成されると共に、 前記第２集光手段は、前記第１ミラー内に配置されてい
   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、 前記第１集光手段は、前記移動ミラー手段の移動距離に
   対応した作動距離を有するトーリックレンズ系を構成す
   る複数の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、 前記第２集光手段は、前記副走査方向に屈折力を有する
   シリンドリカルレンズ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２から４のいずれか一項に記載の
   光学走査装置と、 前記第１ミラーと一体的に前記副走査方向に移動すると
   共に、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。
6. 【請求項６】 請求項５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、 偏向走査された前記記録用光ビームを、前記情報を保持
   するための情報保持手段に誘導する誘導手段と、 前記誘導された記録用光ビームを前記副走査方向に集光
   して前記情報保持手段に照射する第３集光手段と、 を備えることを特徴とする光学情報記録装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の光学情報記録装置にお
   いて、 前記第３集光手段は、前記副走査方向に屈折力を有する
   シリンドリカルレンズであることを特徴とする光学情報
   記録装置。