(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から出射された少なくとも１つの光束を偏向手段に入射させる入射光学手段と、該偏向手段で反射偏向した光束が入射する、出射面に回折面を設けた回折光学素子を含む結像手段とを有し、
該結像手段は、該回折光学素子の出射面に設けた回折面を透過する際に発生した１次使用回折光を該被走査面上に結像させている走査光学装置であって、
該回折面で生じ、該回折光学素子の入射面で反射し、該被走査面上を主走査方向に走査する６次不要回折光の副走査方向の光束径を制限する制限手段が該回折面と該被走査面との間の光路中に設けられており、
該１次使用回折光の有効走査幅をＬｏ、該６次不要回折光の走査幅をＬｍ、該制限手段の開口部の副走査方向の幅をＳ、該制限手段の置かれた場所における該６次不要回折光の副走査方向の大きさをφｍとしたとき、
【数１】
0003667236.tif 000004
Ｌｍ／Ｌｏ＜０．８
なる条件を満足することを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記制限手段の置かれた場所における前記被走査面上に結像される光束の副走査方向の光束径をφｏとしたとき、
φｏ＜Ｓ＜φｍ
なる条件を満足することを特徴とする請求項１の走査光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から光変調され出射した少なくとも１つの光束を回転多面鏡等より成る偏向手段で反射偏向（偏向走査）させた後、少なくとも１つの回折面を有する結像手段を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンターやデジタル複写機等の装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりレーザービームプリンター（ＬＢＰ）等の走査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する結像手段によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
更に結像手段（走査光学手段）の一部に回折面を有する走査光学装置が、例えば特開平１０−６８９０３号公報などで種々と提案されている。特開平１０−６８９０３号公報では結像手段に屈折部（屈折面）と回折部（回折面）とを有する光学素子を用いており、この屈折部と回折部とのパワーを所望の条件を満たすように設定することにより、走査光学装置の温度変動に伴う主走査方向の倍率変化及びピント変化が、該結像手段の屈折部と回折部とのパワー変化と、光源手段である半導体レーザーの波長変動により補正されるようにしている。このことにより温度が変動した場合でも、高精細な画像を得ることが可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
結像手段に屈折面と回折面とを有する光学素子の回折面は、使用する次数の回折光（使用回折光）として通常１次の回折光が最大強度となるような格子形状にて構成されている。このとき回折面で回折されるの回折光のうち、被走査面上にスポットを形成させる為に使用する次数の回折光に対して他の次数の不要（高次）回折光は微量となる。しかしながら像高により回折面への入射角が変化する走査光学装置では、この不要（高次）回折光は像高により増減する。又実際の製造においても理想的な回折格子形状に対して製造誤差を生じるので不要（高次）回折光が増大することもある。
【０００５】
このような増大した不要（高次）回折光が被走査面上に入射するとフレアーとなり、画質に悪影響を及ぼす要因となる。
【０００６】
さらに、このような回折光学素子を含めた走査光学装置の走査レンズ系（結像手段）は、一般にはプラスチックレンズで生産され、技術的、コスト的にも問題が多いことから、屈折面に施す反射防止コートを省略する傾向にある。このため、回折面で生じる不要な反射回折光が、反射防止コートを省略したプラスチックレンズの屈折面で反射して被走査面上に入射して不要回折光の迷光としてゴーストとなるという問題点がある。
【０００７】
この様子を図１０、図１１を用いて説明する。
【０００８】
図１０は従来の走査光学装置の主走査方向の要部断面図である。
【０００９】
同図において光源手段９１から出射した発散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束とされ、絞り９３によって該光束を制限して副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては集束してポリゴンミラーから成る光偏向器９５の偏向面（反射面）９５ａにほぼ線像として結像している。
【００１０】
そして光偏向器により反射偏向された光束１５（１５Ｐ、１５Ｕ、１５Ｌ）は屈折光学素子８１と回折光学素子８２とからなる結像手段（走査レンズ系）８５に入射される。同図では光偏向器９５側から順にプラスチックトーリックレンズ８１、長尺の回折光学素子８２を配置している。長尺の回折光学素子８２は射出成形により製作されたプラスチック製である。これらの光学素子は共に主走査方向と副走査方向とに異なるパワーを有しており、光偏向器９５からの光束を被走査面９６上に結像させるとともに光偏向器９５の偏向面（ミラー面）の倒れを補正している。そして結像手段８５から出射した光束は被走査面９６上に結像し、光偏向器９５を矢印Ａ方向に回転させることによって該被走査面９６上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行なっている。
【００１１】
同図において長尺の回折光学素子８２は入射面８３が屈折面、出射面８４が回折面（回折格子面）で構成されている。光偏向器９５で反射偏向された光束１５（１５Ｐ、１５Ｕ、１５Ｌ）のうち大部分は使用回折光（通常は＋１次回折光）として被走査面９６上に結像され、ビームスポット（不図示）を形成する。
【００１２】
ところが光偏向器９５で反射偏向された光束１５（１５Ｐ、１５Ｕ、１５Ｌ）のうち一部は不要な高次の回折光になる。そのうち回折面８４で回折される６次の反射回折光（反射６次回折光）になるものに注目する。
【００１３】
同図において１６（１６Ｐ、１６Ｕ、１６Ｌ）は反射６次回折光のうち、屈折面８３で表面反射し、さらに回折面８４で使用回折光（通常は＋１次回折光）として被走査面９６上に向かう光束（不要回折光の迷光）である。同図ではこのような反射６次回折光が、結像はしないものの被走査面９６上に不要回折光の迷光として入射していることがわかる。
【００１４】
次にこの反射６次回折光の迷光がどのように被走査面上を走査するか図１１を用いて説明する。同図において横軸は本来のビームスポットが被走査面９６上に到達する像高であり、縦軸はそのときの反射６次回折光の迷光が被走査面９６上に到達する位置である。これによれば、本来のビームスポットが被走査面９６上を走査していくと、それに応じて反射６次回折光の迷光も被走査面９６上を走査するが、像高±８０ｍｍあたりで走査速度が落ちることがわかる。これにより像高±８０ｍｍあたりにはより多くの迷光が集まり、画質の劣化が顕著になる。
【００１５】
フレアーやゴーストなどの迷光は被走査面上の像を不鮮明にし、例えばレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）では印字が不鮮明になるという問題になる。さらに近年、中間調を持つ画像を表現する為、感光ドラムの感度が向上する傾向にあり、迷光による画質の劣化は無視できないものとなってきている。
【００１６】
本発明は回折面によって生じる不要回折光の迷光を制限する制限手段を、該回折面と被走査面との間の光路中に設けることにより、被走査面に達する不要回折光の迷光を低減させることができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１７】
更に本発明は装置内の部材の形状や大きさ等を工夫することにより、上記の制限部材を新たに設けなくても被走査面に達する上記不要回折光の迷光を低減させることができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の走査光学装置は、光源手段から出射された少なくとも１つの光束を偏向手段に入射させる入射光学手段と、該偏向手段で反射偏向した光束が入射する、出射面に回折面を設けた回折光学素子を含む結像手段とを有し、
該結像手段は、該回折光学素子の出射面に設けた回折面を透過する際に発生した１次使用回折光を該被走査面上に結像させている走査光学装置であって、
該回折面で生じ、該回折光学素子の入射面で反射し、該被走査面上を主走査方向に走査する６次不要回折光の副走査方向の光束径を制限する制限手段が該回折面と該被走査面との間の光路中に設けられており、
該１次使用回折光の有効走査幅をＬｏ、該６次不要回折光の走査幅をＬｍ、該制限手段の開口部の副走査方向の幅をＳ、該制限手段の置かれた場所における該６次不要回折光の副走査方向の大きさをφｍとしたとき、
【数２】
0003667236.tif 000002
Ｌｍ／Ｌｏ＜０．８
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制限手段の置かれた場所における前記被走査面上に結像される光束の副走査方向の光束径をφｏとしたとき、
φｏ＜Ｓ＜φｍ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２０】
請求項３の発明の画像形成装置は、  請求項１又は２に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００２１】
請求項４の発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明の走査光学装置の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は図１の主要部分の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００３３】
尚、本明細書において光偏向器によって光束が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、結像手段の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走査方向と定義する。
【００３４】
図中、１は光源手段であり、単一の発光点を有する半導体レーザーより成っている。２はコリメーターレンズであり、光源手段１から出射された発散光束を略平行光束に変換している。３は開口絞りであり、通過光束（光量）を制限している。４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させている。
【００３５】
尚、半導体レーザー１、コリメーターレンズ２、開口絞り３、そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学手段１６の一要素を構成している。
【００３６】
５は偏向手段としての例えばポリゴンミラー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００３７】
６はｆθ特性を有する結像手段（ｆθレンズ系）であり、光偏向器５側から順にプラスチック製のトーリックレンズ６１、そして射出成形により製作されたプラスチック製の長尺の回折光学素子６２を有しており、全系では主走査方向と副走査方向とで互いに異なる所定の屈折力を有しており、光偏向器５によって反射偏向（偏向走査）された画像情報に基づく光束を被走査面９上に結像させ、かつ光偏向器５の偏向面５ａの面倒れを補正している。長尺の回折光学素子６２は入射面６３が屈折面、出射面６４が回折面（回折格子面）で構成されている。本実施形態での回折面のベース面は巨視的に見て平面形状である。
【００３８】
本実施形態では光偏向器５で反射偏向された光束１５（１５Ｐ、１５Ｕ、１５Ｌ）のうち大部分の光束は回折面６４で使用する次数（通常は＋１次）の回折光（使用回折光）１２（１２Ｐ、１２Ｕ、１２Ｌ）として回折されて被走査面９上に結像され、ビームスポットを形成する。
【００３９】
７は制限手段であり、回折面６４と被走査面９との間の光路中に配置され、主走査方向に沿って略平行に配置された不透明な樹脂からなるスリット開口部７ａを有する細長いスリット部材より成り、回折面６４で回折された回折光のうち、使用回折光を通過させ、それ以外の他の次数の不要回折光の迷光の大部分を遮光している。
【００４０】
ここで使用回折光とは回折面６４で回折される回折光のうち、被走査面９上にスポットを形成させる為に使用する回折光のことである。また使用回折光は１次の透過回折光であり、不要回折光の迷光１３は６次の反射回折光（反射６次回折光）である。
【００４１】
９は被走査面としての感光ドラム面、１０は感光体（像担持体）である。
【００４２】
本実施形態において光源手段１から出射した発散光束はコリメーターレンズ２により略平行光束とされ、開口絞り３によって該光束を制限して副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては集束してポリゴンミラーから成る光偏向器５の偏向面（反射面）５ａにほぼ線像として結像している。
【００４３】
そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束をｆθ特性を有する結像手段６を介して被走査面としての感光ドラム面９上に導光し、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面９上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行なっている。
【００４４】
ここで光偏向器５で反射偏向された光束１５の回折面６４で回折された回折光１２の振る舞いについて図２を用いて説明する。
【００４５】
同図において１３は回折面６４で回折された不要回折光（反射６次回折光）のうち、屈折面６３で表面反射し、さらに回折面６４で使用回折光（通常は＋１次回折光）として被走査面９上に向かう不要回折光の迷光である。
【００４６】
スリット部材７は第１、第２のスリット部７１，７２より成り、スリット開口部７ａは該第１、第２のスリット部７１，７２の主走査方向に略平行な端部（エッジ部）より形成されている。本実施形態においてはこのスリット部材７により本来のビームスポットを形成する光束１２をそのまま通過させ、不要回折光の迷光１３の大部分を遮光している。即ち、反射６次回折光の迷光をスリット部材７で制限している。これによりスリット部材７が無い場合に被走査面９に到達してしまっていた不要回折光の迷光１４を大幅に低減することができる。
【００４７】
反射６次回折光の迷光が被走査面上をどのように走査するかは前記図１１で説明した如くである。即ち、図１１において横軸は本来のビームスポットが被走査面９上に到達する像高であり、縦軸はそのときの反射６次回折光の迷光が被走査面９上に到達する位置である。図１１でわかるように本来のビームスポットが被走査面９上を走査していくと、それに応じて反射６次回折光の迷光も被走査面９上を走査し、その走査範囲は±８０ｍｍ程度（走査幅Ｌｍ＝１６０）で有効走査範囲±１１０ｍｍ（有効走査幅Ｌｏ＝２２０）の約７３％である。
【００４８】
本実施形態においては不要回折光（反射６次回折光）の迷光の走査幅Ｌｍを
Ｌｍ／Ｌｏ＜０．８  ………（１）
（但し、Ｌｍ：不要回折光の迷光の走査幅
Ｌｏ：有効走査幅）
なる条件を満足するように設定している。
【００４９】
本実施形態においてスリット部材７のスリット開口部７ａの副走査方向の幅Ｓは、該スリット部材７の置かれた場所における本来のビームスポットを形成する光束１２の副走査方向の大きさをφｏ、反射６次回折光の迷光１３の副走査方向の大きさをφｍとしたとき、
φｏ＜Ｓ＜φｍ  ………（２）
なる条件を満足するように設定している。逆を言えば上記条件式（２）を満足する位置にスリット部材７のスリット開口部７ａを設ければよい。
【００５０】
またスリット開口部７ａの副走査方向の幅Ｓと反射６次回折光の迷光の副走査方向の大きさφｍの差をできるだけ大きくとることで、不要回折光の迷光をより多く制限し、不要回折光の迷光を低減することができる。特に各要素の関係を
【００５１】
【数３】
0003667236.tif 000003
【００５２】
に設定することにより．不要回折光の迷光の低減効果が得られる。その理由は図１１に示したように不要回折光の迷光の走査は部分的にスピードが異なる（不要回折光の迷光の走査幅が有効幅に対してＬｍ／Ｌｏ）ため、平均的に軸上のＬｏ／Ｌｍ倍の不要回折光の迷光の強度ムラを生じるが、スリット部材７で制限できる不要回折光の迷光は副走査方向のみであるため不要回折光の迷光の低減効果は平方根で効くことによる。
【００５３】
次に本実施形態において特に不要回折光として６次の反射回折光に注目する理由を述べる。回折面６４のように光学素子の出射面に回折格子を形成する場合、使用する透過回折光の次数をｎとすると、回折面６４の格子高さｈは、通常使用する透過回折光の回折効率が最大になるように設定される。具体的には光源の使用波長λの整数倍の位相差がつくように格子高さｈを設定すればよく、以下の式になる。
【００５４】
ｈ＝ｎλ／（Ｎ−１）  ………（４）
（但し、Ｎ：回折格子を構成する部材の使用波長λでの屈折率）
このとき回折面６４で生じる反射回折光でも同様に、使用波長λの整数倍の位相差がついてしまう次数の反射回折光が最大になってしまう。具体的には、そのような反射回折光の次数をｍとすると、
ｈ＝ｍλ／（２Ｎ）  …………（５）
なる式を満たすものが最大になる。
【００５５】
上記関係式（４），（５）から、次数ｍとｎとの関係は、
ｍ／ｎ＝２Ｎ／（Ｎ−１）………（６）
となる。この関係式（６）の右辺は回折格子を構成する部材の使用波長λでの屈折率で決まるが、一般的なガラスやプラスチックの材質の屈折率はおおよそ１．４〜２．０の範囲であるので、関係式（６）から
４≦ｍ／ｎ≦７  ………（７）
が導かれる。
【００５６】
回折格子の使用する次数は通常ｎ＝１であり、回折光学素子６２は製造の容易さとコストの面からプラスチックで構成される場合は、材質の屈折率Ｎ≒１．５なので、関係式（５）から６次の反射回折光が強く発生することになる。
【００５７】
このように本実施形態では上述の如く回折面６４で回折されるの回折光のうち、被走査面９上にスポットを形成させる為に使用する次数の回折光（使用回折光）に対して他の次数の不要回折光の迷光を制限するスリット部材７を、該回折面６４と該被走査面９との間の光路中に設けることにより、被走査面９上の像（ビームスポット）を鮮明にすることができ、これにより例えばレーザビームプリンタでは印字が不鮮明になるという問題点を解決することができる。
【００５８】
尚、本実施形態においても前述した従来例と同様に走査光学装置の温度変動に伴う主走査方向の倍率変化及びピント変化が、結像手段の屈折部と回折部とのパワー変化と、光源手段である半導体レーザーの波長変動により補正されるようにしている。
【００５９】
［実施形態２］
図３は本発明の走査光学装置の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図４は図３の主要部分の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図３、図４において図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６０】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、光源手段を複数の発光点を有する例えばマルチ半導体レーザー３１より構成した点、制限手段を感光体１０を保持する不透明な樹脂からなるケーシング３２に設けられた入射窓３３より構成した点であり、その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００６１】
即ち、図中３１は光源手段であり、複数の発光点を有する例えばマルチ半導体レーザー３１より成っている。３２は感光体１０を覆うケーシングであり、回折面６４と被走査面９との間の光路中に配置した入射窓３３を有しており、該入射窓３３により回折面６４で回折された回折光のうち、使用回折光（通常は＋１次回折光）を通過させ、それ以外の他の次数の不要回折光の迷光の大部分を遮光している。
【００６２】
ここで光偏向器５で反射偏向された光束１５の回折面６４で回折された回折光の振る舞いについて図４を用いて説明する。
【００６３】
同図においてケーシング３２は、既知の電子写真プロセスを実現する感光体１０とプロセス部品（不図示）とを一体化にし、これらを覆う第１、第２のケーシング部材３２ａ，３２ｂから構成されている。
【００６４】
同図において１３は回折面６４で反射された不要回折光（反射６次回折光）のうち、屈折面６３で表面反射し、さらに回折面６４で使用回折光（通常は＋１次回折光）として被走査面９上に向かう不要回折光の迷光である。
【００６５】
入射窓３３は第１、第２のケーシング部材３２ａ，３２ｂの主走査方向に略平行な端部（エッジ部）３２ａ１，３２ｂ１より形成され、本来のビームスポットを形成する光束１２をそのまま通過させ、不要回折光の迷光１３の大部分を遮光している。即ち、反射６次回折光の迷光を入射窓３３で制限している。これにより入射窓３３が無い場合に感光体１０に到達してしまっていた不要回折光の迷光１４を大幅に低減することができる。
【００６６】
このように本実施形態では上述の如く回折面６４で回折されるの回折光のうち、使用する次数の回折光（使用回折光）に対して他の次数の不要回折光の迷光１３をケーシング３２に設けられた入射窓３３により制限することにより、被走査面９上の像（ビームスポット）を鮮明にすることができ、これにより例えばレーザビームプリンタでは印字が不鮮明になるという問題点を解決することができる。
【００６７】
尚、本実施形態では不要回折光の迷光を制限する制限部材（入射窓）をケーシング３２を構成する第１、第２のケーシング部材３２ａ，３２ｂの端部（エッジ部）３２ａ１，３２ｂ１より形成したが、必ずしもこれに限られるものではない。また回折面６４と被走査面９との間で主走査方向に沿って配置された制限部材としては感光体１０近傍に配置される既知の電子写真プロセスを実現する部品・装置、例えば帯電装置や現像装置などの形状を最適化にして用いてもよい。更には回折面６４と被走査面９との間にある枠体や側壁などの構造体などでもよい。
【００６８】
［実施形態３］
図５は本発明の走査光学装置の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図６は図５の主要部分の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図５、図６において図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６９】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、制限手段を本実施形態においても条件式（１），（２），（３），（７）が成立する不透明な樹脂からなるユニット・ケーシング２０に設けられた出射窓２３より構成した点、結像手段５６を３枚のレンズ６１，６５，６２より構成した点であり、その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７０】
即ち、図中２０は走査光学装置を覆うユニット・ケーシングであり、回折面６４と被走査面９との間の光路中に配置した出射窓２３を有しており、該出射窓２３により回折面６４で回折された回折光のうち、使用回折光（通常は＋１次回折光）を通過させ、それ以外の他の次数の不要回折光の迷光の大部分を遮光している。
【００７１】
５６はｆθ特性を有する結像手段（ｆθレンズ系）であり、光偏向器５側から順にプラスチック製のトーリックレンズ６１、球面レンズ６５、そして射出成形により、製作されたプラスチック製の長尺の回折光学素子６２を有しており、全系では主走査方向と副走査方向とで互いに異なる所定の屈折力を有しており、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面９上に結像させ、かつ光偏向器５の偏向面５ａの面倒れを補正している。長尺の回折光学素子６２は入射面６３が屈折面、出射面６４が回折面で構成されている。
【００７２】
ここで光偏向器５で反射偏向された光束１５の回折面６４で回折された回折光の振る舞いについて図６を用いて説明する。
【００７３】
同図においてユニット・ケーシング２０は第１、第２のケーシング部材２１，２２から構成されており、光源手段１、コリメータレンズ２、絞り３、シリンドリカルレンズ４、光偏向器５、結像手段５６などを取り付ける既知の構成を有している。
【００７４】
同図において１３は回折面６４で反射された不要回折光（反射６次回折光）のうち、屈折面６３で表面反射し、さらに回折面６４で使用回折光（通常は＋１次回折光）として被走査面９上に向かう不要回折光の迷光である。
【００７５】
出射窓２３は第１、第２のケーシング部材２１，２２の主走査方向に略平行な端部（エッジ部）より形成され、即ち主走査方向に細長いスリット状の開口部より形成され、本来のビームスポットを形成する光束１２をそのまま通過させ、不要回折光の迷光１３の大部分を制限している。即ち、反射６次回折光の迷光を出射窓２３で制限している。これにより出射窓２３が無い場合に感光体１０に到達してしまっていた不要回折光の迷光１４を大幅に低減することができる。
【００７６】
このように本実施形態では上述の如く回折面６４で回折されるの回折光のうち、使用する次数の回折光（使用回折光）に対して他の次数の不要回折光の迷光をケーシング２０に設けられた出射窓２３により制限することにより、被走査面９上の像（ビームスポット）を鮮明にすることができ、これにより例えばレーザビームプリンタでは印字が不鮮明になるという問題点を解決することができる。
【００７７】
尚、制限手段として前述した実施形態２の入射窓３３と本実施形態の出射窓２３とを組み合わせて構成しても良いことはいうまでもない。
【００７８】
また不要回折光をカットするという点では、例えば図４の端部３２ｂ１の形状より図６のように光束に対して垂直方向に切り立った面で開口部を形成したほうが、開口部材の表面反射の悪影響（フレアー）に対して有利になる。
【００７９】
［実施形態４］
図７は本発明の走査光学装置の実施形態４の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図８は図７の主要部分の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図７、図８において図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８０】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、制限手段を光束の進行方向を変更する反射部材２４より構成した点、結像手段７６を単一の光学素子６２より構成した点、回折面６４のベース面の形状を曲面とした点であり、その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８１】
単一の光学素子６２の場合、被走査面９上で所望の光学特性を得る為に、屈折面６３の形状及び回折面６４のベース面は曲面形状とする必要がある。
【００８２】
即ち、図中２４は回折面６４と被走査面９との間の光路中に配置された制限手段としての反射部材であり、結像手段７６を通過した光束の光路を折り曲げるための主走査方向に細長い折り返しミラーより成り、回折面６４で回折されるの回折光のうち、使用回折光（通常は＋１次回折光）をそのまま感光体１０に向けて反射させ、それ以外の他の次数の不要回折光の迷光の大部分を反射させずに感光体１０が無い方向に向かうようにしている。
【００８３】
７６はｆθ特性を有する結像手段（ｆθレンズ系）であり、主走査方向と副走査方向とで互いに異なる所定の屈折力を有する単一の長尺の回折光学素子６２を有しており、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面９上に結像させ、かつ光偏向器５の偏向面５ａの面倒れを補正している。長尺の回折光学素子６２は入射面６３が屈折面、出射面６４が回折面で構成されている。
【００８４】
ここで光偏向器５で反射偏向された光束１５の回折面６４で回折される回折光の振る舞いについて図８を用いて説明する。
【００８５】
同図において折り返しミラー２４は本来のビームスポットを形成する光束１２をそのまま感光体１０に向けて反射させ、迷光１３の大部分を反射させずに感光体１０が無い方向に向かうようにしている。よって本実施形態における折り返しミラー２４は実質的に開口部として作用する。
【００８６】
同図において１３は回折面６４で反射された不要回折光（反射６次回折光）のうち、屈折面６３で表面反射し、さらに回折面６４で使用回折光（通常は＋１次回折光）として被走査面９上に向かう不要回折光の迷光である。
【００８７】
折り返しミラー２４は、本来のビームスポットを形成する光束１２をそのまま感光体１０に向けて反射させるが、迷光１３の大部分を反射させずに感光体１０が無い方向に向かうようにしている。これにより折り返しミラー２４が無い場合に感光体１０に到達してしまっていた迷光１４を大幅に低減することができる。
【００８８】
このように本実施形態では上述の如く回折面６４で回折されるの回折光のうち、使用する次数の回折光（使用回折光）に対して他の次数の不要回折光の迷光を折り返しミラー２４により制限することにより、被走査面上の像（ビームスポット）を鮮明にすることができ、これにより例えばレーザビームプリンタでは印字が不鮮明になるという問題点を解決することができる。
【００８９】
尚、各実施形態においては結像手段（走査レンズ系）を１〜３枚のレンズより構成したが、これに限定されるものではない。また結像手段のレンズタイプは各実施形態に示したタイプに限定されるものではなく、回折光学素子を用いた結像手段全てに適用することができる。更に回折面も１面に限定されるものではなく、複数面に回折格子を形成してもよい。
【００９０】
さらに光源手段は半導体レーザーに限定されるものではない。また各実施形態はそれぞれ単一の発光点のレーザー、もしくは複数の発光点のレーザーであるが、これに限定されるものではない。更に複数ビームの光源として、モノリシックマルチビームや、複数のシングルビームを合成したマルチビームなど既知の複数ビームを発する光源であってもよい。
【００９１】
また各実施形態においては６次の反射回折光のみ着目して説明したが、これに限定されるものではない。また前述したように回折光学素子の屈折率や設計上の使用する次数によって発生する高次の回折光の次数は異なるので適時、適応させることができる。また実際の製造においては回折格子の高さの誤差を生じるので発生する高次回折光の次数にも誤差が生じるので適時、適応させることができる。
【００９２】
また、本発明では、折り返しミラー２４が主走査方向及び副走査方向に屈折力のない平面ミラーが好ましい。但し、本発明では、それに限定されることはなく、シリンドリカルミラーのような屈折力のあるミラーでも良い。
【００９３】
本発明では、各実施形態１〜４に示した制限手段が６次の反射回折光を含む不要回折光の迷光の５０％を制限するように配置することが好ましい。更に好ましくは、各実施形態１〜４に示した制限手段が６次の反射回折光を含む不要回折光の迷光の８０％を制限するように配置することが好ましい。
【００９４】
また、本発明の制限手段の材質は、不透明な樹脂に限定されることなく、アルミニウム等の遮光機能を有する金属でも良い。
【００９５】
本発明の技術課題である被走査面に達する不要回折光の迷光による画質劣化は、各実施形態１〜４で使用された回折面６４のベース面（基準面）が巨視的に見て平面形状な回折光学素子６２において、特に顕著に問題となる。理由は、回折面６４のベース面（基準面）が巨視的に見て平面形状の場合、不要回折光の迷光が被走査面９に達する確率が高くなるためである。そこで、本発明では、各実施形態１〜４に示された制限手段７，２０，２４，３２により、不要回折光の迷光を制限している。
【００９６】
但し、本発明で使用される回折光学素子６２は、回折面６４のベース面（基準面）が巨視的に見て平面形状であるものに限定されない。回折面６４のベース面が巨視的に見て曲面形状のものも本発明で使用される回折光学素子６２に適用できる。回折面６４のベース面が巨視的に見て曲面形状の場合でも、不要回折光の迷光が被走査面９に達するためである。
【００９７】
尚、以上の各実施形態においてスリット部材７により回折面６４から生ずる使用回折光以外の不要回折光の一部を遮光するようにしても良い。
【００９８】
また、各実施形態１〜４では、射出成形で製作されたプラスチック製の長尺な回折光学素子６２を用いているが、ベース基板上に回折格子を製作するレプリカ法で作製された回折光学素子を用いても良い。
【００９９】
［画像形成装置］
図９は、前述した実施形態１〜４のいずれかの走査光学装置を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図９において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、各実施形態１〜４で示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット（走査光学装置）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１００】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の−表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１０１】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１０２】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ（転写器）１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図９において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１０３】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図９において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１０４】
図９においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く回折面によって生じる不要回折光の迷光を制限する制限手段を、回折面と被走査面との間の光路中に設けることにより、被走査面に達する不要回折光の迷光を低減させることができ、これにより高画質で鮮明なる画像を得ることができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【０１０６】
更に本発明によれば前述の如く装置内の部材の形状や大きさ等を工夫することにより、上記の制限部材を新たに設けなくても被走査面に達する上記不要回折光の迷光を低減させることができ、これにより高画質で鮮明なる画像を得ることができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図
【図２】  本発明の実施形態１の主要部分の副走査方向の要部断面図
【図３】  本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図
【図４】  本発明の実施形態２の主要部分の副走査方向の要部断面図
【図５】  本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面図
【図６】  本発明の実施形態３の主要部分の副走査方向の要部断面図
【図７】  本発明の実施形態４の主走査方向の要部断面図
【図８】  本発明の実施形態４の主要部分の副走査方向の要部断面図
【図９】  本発明の画像形成装置の副走査方向の要部断面図
【図１０】  従来の走査光学装置の要部概略図
【図１１】  反射６次回折光の迷光がどのように被走査面上を走査するかを示した図
【符号の説明】
１    光源手段（半導体レーザー）
２    コリメーターレンズ
３    開口絞り
４    シリンドリカルレンズ
５    偏向手段（光偏向器）
６，５６，７６    結像手段
７    制限手段（スリット部材）
９    被走査面（感光ドラム面）
１６  入射光学手段
３３  制限手段（入射窓）
２３  制限手段（出射窓）
２４  制限手段（反射部材）
３１  光源手段（マルチ半導体レーザー）
６１  トーリックレンズ
６２  回折光学素子
６３  屈折面
６４  回折面
６５  長尺トーリックレンズ
１００  走査光学装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１６  排紙ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003667236.tif 000010
【図７】
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【図８】
0003667236.tif 000012
【図９】
0003667236.tif 000013
【図１０】
0003667236.tif 000014
【図１１】
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