(57)【要約】【課題】走査光学手段に回折部を用いた場合でも、被走査面上の照度分布を略均一に保ち、良好なる画像出力が可能な走査光学装置及び画像形成装置を得ること。【解決手段】光源手段１から射出された光束を偏向手段５に導光し、該偏向手段で偏向された光束を少なくとも一面に回折部と、少なくとも一面に屈折部とを有する走査光学手段６により被走査面７上に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、該走査光学手段の画角による該回折部の回折効率変化と、該屈折部の透過率変化とを相殺させる構成とすることにより、該被走査面上における照度分布を略均一にしたこと。【選択図】　　図１
2004062189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から射出された光束を偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を少なくとも一面に回折部と、少なくとも一面に屈折部とを有する走査光学手段により被走査面上に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
該走査光学手段の画角による該回折部の回折効率変化の方向と、該屈折部の透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向を前記走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と屈折部の透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略平行となるように、該光源手段を配置したことを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記画角をθとし、該画角θにおける前記回折部の回折効率をＩｄ（θ）、前記屈折部の透過率をＩｔ（θ）としたとき、走査画角内において、
０．８＜（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０））＜１．２
なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の走査光学装置。
【請求項５】
前記光源手段は半導体レーザーより成ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の走査光学装置。
【請求項６】
光源手段から射出された光束を偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を少なくとも一面に回折部と、少なくとも一面に屈折部とを有する走査光学手段により被走査面上に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
該偏向手段と該被走査面との間の光路内に少なくとも１つの反射手段を配置し、該走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と、屈折部の透過率変化の方向及び該反射手段の画角による反射率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴とする走査光学装置。
【請求項７】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向を前記走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と、屈折部の透過率変化の方向及び前記反射手段の画角による反射率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴とする請求項６記載の走査光学装置。
【請求項８】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略平行となるように、該光源手段を配置したことを特徴とする請求項６記載の走査光学装置。
【請求項９】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略垂直となるように、該光源手段を配置したことを特徴とする請求項６記載の走査光学装置。
【請求項１０】
前記画角をθとし、該画角θにおける前記走査光学手段の回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）、前記反射手段の反射率をＩｒ（θ）としたとき、走査画角内において、
０．８＜（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ）×Ｉｒ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０）×Ｉｒ（０））＜１．２
なる条件を満足することを特徴とする請求項６、７、８又は９に記載の走査光学装置。
【請求項１１】
前記光源手段は半導体レーザーより成ることを特徴とする請求項６、７、８、又は９に記載の走査光学装置。
【請求項１２】
光源手段から射出された光束を偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を少なくとも一面に回折部と、少なくとも一面に屈折部とを有する走査光学手段により被走査面上に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
該偏向手段と該被走査面との間の光路内に少なくとも１つのフィルターを配置し、該走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と屈折部の透過率変化の方向及び該フィルターの画角による透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴とする走査光学装置。
【請求項１３】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向を前記走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と屈折部の透過率変化の方向及び前記フィルターの画角による透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴とする請求項１２記載の走査光学装置。
【請求項１４】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略平行となるように、該光源手段を配置したことを特徴とする請求項１２記載の走査光学装置。
【請求項１５】
前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略垂直となるように、該光源手段を配置したことを特徴とする請求項１２記載の走査光学装置。
【請求項１６】
前記画角をθとし、該画角θにおける前記走査光学手段の回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）、前記フィルターの透過率をＩｆ（θ）としたとき、走査画角内において、
０．８＜（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ）×Ｉｆ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０）×Ｉｆ（０））＜１．２
なる条件を満足することを特徴とする請求項１２、１３、１４又は１５に記載の走査光学装置。
【請求項１７】
前記光源手段は半導体レーザーより成ることを特徴とする請求項１２、１３、１４又は１５に記載の走査光学装置。
【請求項１８】
前記光源手段は複数の光束を射出することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の走査光学装置。
【請求項１９】
前記請求項１乃至１８のいずれか１項記載の走査光学装置を用いて画像形成を行なう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画像形成装置に関し、特に走査光学手段に回折部を有する場合でも、被走査面上の照度分布を均一に保ち、良好なる画像出力が得られる、例えばレーザービームプリンタ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やデジタル複写機等の画像形成装置に用いられている走査光学装置は画像信号に応じて光源手段から射出された光束を偏向手段で偏向し、該偏向された光束を走査光学手段により被走査面である感光ドラム面上にスポット状に結像させ、該感光ドラム面上を光走査することにより画像形成を行っている。
【０００３】
さらに走査光学手段の少なくとも一面に回折部を有する走査光学装置が、例えば特開平１０−６８９０３号公報等で提案されている。同公報では走査光学手段に屈折部と回折部とを有する走査光学素子を用いている。この屈折部と回折部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、該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、該走査光学素子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。このことにより環境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】
走査光学手段に回折部を設けて回折によるパワーを発生させるためには、図１０に示すように、回折格子１０１のピッチＰを変化させて形成する必要がある。例えば光軸から離れるに従い回折格子１０１のピッチを変化させることにより、凸のパワーや凹のパワーを持たせることが可能になる。上記特開平１０−６８９０３号公報で提案されている回折部は、主走査方向において光軸から軸外に離れるに従い次第にピッチが小さくなるように変化させることにより、凸のパワーを発生させ、所望の結像性能を得ている。
【０００５】
一般に回折格子のピッチが小さくなればなるほど、使用次数の回折光に対して、他の不要次数の回折光の強度が増大する。そのため不要次数の回折光の光量が増えることにより、使用次数の回折光の光量が減少する。これは当然回折部に入射する入射光に対して、回折部を通過後の使用次数の回折光の光量が減少することを意味するものであり、ピッチを小さくすることに伴い、使用次数の回折光の回折効率が低下する。従って上記のように走査光学手段に回折によるパワーを持たせる場合、その回折効率は軸上から軸外に向かい低下するため、回折部に起因する照度分布も低下する傾向にある。
【０００６】
また照度分布に起因する他の要因として各光学面での表面反射がある。図９は例えば屈折率１．５２５の光学部材にＳ偏光の光束を入射させたときの反射率及び透過率の角度依存性を示した説明図である。各光学面における表面反射は入射角が増大するほど大きなものとなる。したがって走査光学手段においては、一般に軸上から軸外に向かうほど入射角が増大するため、各光学面での表面反射も大きくなり、逆に透過率が下がっていくことになる。このことにより、もし回折部を有する走査光学手段にＳ偏光で光束を入射させた場合、透過率及び回折効率が軸上から軸外に向かって共に低下するため、被走査面上における照度分布も軸上から軸外に向かって低下する。この結果、中央部に対して周辺部の濃度が薄い画像が出力されてしまう等の弊害が発生してしまう。
【０００７】
本発明は走査光学手段に回折部を用いた場合でも、被走査面上の照度分布を均一に保ち、良好なる画像出力が得られる走査光学装置及び画像形成装置の提供を目的とする。
【０００８】
【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、光源手段から射出された光束を偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を少なくとも一面に回折部と、少なくとも一面に屈折部とを有する走査光学手段により被走査面上に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
該走査光学手段の画角による該回折部の回折効率変化の方向と、該屈折部の透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向を前記走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と屈折部の透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略平行となるように、該光源手段を配置したことを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明において、前記画角をθとし、該画角θにおける前記回折部の回折効率をＩｄ（θ）、前記屈折部の透過率をＩｔ（θ）としたとき、走査画角内において、
０．８＜（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０））＜１．２
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１、２、又は３の発明において、前記光源手段は半導体レーザーより成ることを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明の走査光学装置は、光源手段から射出された光束を偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を少なくとも一面に回折部と、少なくとも一面に屈折部とを有する走査光学手段により被走査面上に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
該偏向手段と該被走査面との間の光路内に少なくとも１つの反射手段を配置し、該走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と、屈折部の透過率変化の方向及び該反射手段の画角による反射率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴としている。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向を前記走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と、屈折部の透過率変化の方向及び前記反射手段の画角による反射率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴としている。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略平行となるように、該光源手段を配置したことを特徴としている。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項６の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略垂直となるように、該光源手段を配置したことを特徴としている。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項６、７、８又は９の発明において、前記画角をθとし、該画角θにおける前記走査光学手段の回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）、前記反射手段の反射率をＩｒ（θ）としたとき、走査画角内において、
０．８＜（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ）×Ｉｒ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０）×Ｉｒ（０））＜１．２
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項６、７、８又は９の発明において、前記光源手段は半導体レーザーより成ることを特徴としている。
【００１９】
請求項１２の発明の走査光学装置は、光源手段から射出された光束を偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を少なくとも一面に回折部と、少なくとも一面に屈折部とを有する走査光学手段により被走査面上に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
該偏向手段と該被走査面との間の光路内に少なくとも１つのフィルターを配置し、該走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と屈折部の透過率変化の方向及び該フィルターの画角による透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴としている。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向を前記走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と屈折部の透過率変化の方向及び前記フィルターの画角による透過率変化の方向とが逆方向となるように設定したことを特徴としている。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１２の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略平行となるように、該光源手段を配置したことを特徴としている。
【００２２】
請求項１５の発明は、請求項１２の発明において、前記光源手段から射出される光束の偏光方向が主走査断面に対して略垂直となるように、該光源手段を配置したことを特徴としている。
【００２３】
請求項１６の発明は、請求項１２、１３、１４又は１５の発明において、前記画角をθとし、該画角θにおける前記走査光学手段の回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）、前記フィルターの透過率をＩｆ（θ）としたとき、走査画角内において、
０．８＜（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ）×Ｉｆ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０）×Ｉｆ（０））＜１．２
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項１２、１３、１４又は１５の発明において、前記光源手段は半導体レーザーより成ることを特徴としている。
【００２５】
請求項１８の発明は、１から１７のいずれか１項の発明において、前記光源手段は複数の光束を射出することを特徴としている。
【００２６】
請求項１９の発明の画像形成装置は、前記請求項１乃至１８のいずれか１項記載の走査光学装置を用いて画像形成を行なうことを特徴としている。
【００２７】
【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をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いたときの実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００２８】
同図において１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。本実施形態では後述する走査光学手段６に入射する光束がほぼＰ偏光で入射するように半導体レーザー１を配置している。即ち、半導体レーザー１の水平横モード方向が主走査断面に対して略平行となるように、該半導体レーザー１を配置している。
【００２９】
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、コリメーターレンズ２から射出した光束（光ビーム）を所望の最適なビーム形状に形成している。４はシリンドリカルレンズ（シリンダーレンズ）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を通過した光束を後述する偏向手段５の偏向面５ａ近傍に副走査断面内において結像（主走査断面内においては長手の線像）させている。
【００３０】
５は偏向手段としての光偏向器であり、例えばポリゴンミラー（回転多面鏡）より成り、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。
【００３１】
６はｆθ特性を有する走査光学手段（走査レンズ系）であり、少なくとも一面が屈折部を有する第１の走査光学素子（屈折素子）６ａと、少なくとも一面が回折部１１を有する第２の走査光学素子（回折素子）６ｂとを有している。第１、第２の走査光学素子６ａ、６ｂは共にプラスチック材料で形成されている。走査光学手段６は副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと被走査面７との間を略共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。７は被走査面としての感光ドラム面である。
【００３２】
本実施形態において半導体レーザー１から出射した発散光束はコリメーターレンズ２によって略平行光束に変換され、開口絞り３によって所望のビーム形状に整形してシリンドリカルレンズ４に入射する。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収束して光偏向器５の偏向面５ａ近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は第１、第２の走査光学素子６ａ、６ｂにより被走査面７上にスポット状に結像され、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７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面７上に画像記録を行なっている。
【００３３】
図２は例えば屈折率１．５２５の光学部材（屈折部）にＰ偏光で光束を入射させたときの反射率及び透過率の角度依存性を示した説明図である。同図から明らかなように各光学面（レンズ面）における表面反射は入射角がブリュースター角まで増大するほど低くくなり、ブリュースター角で一旦ゼロになった後、今度は増大に転じる。
【００３４】
走査光学手段においては一般に主走査方向において軸上から軸外に向かうほど入射角は増大するが、ブリュースター角を越えることは無く、本実施形態においてもブリュースター角以下の入射角で構成されている。したがって、屈折部の各光学面での表面反射は軸上から軸外に向かい低くなり、逆に透過率は高くなっていくことになる。
【００３５】
また本実施形態では走査光学手段６の第２の走査光学素子６ｂの被走査面側の第２面６ｂ１に回折部１１を設けている。この回折部１１は凸のパワーを持つように形成されており、そのため回折格子のピッチは主走査方向において軸上から軸外に向かい次第に小さくなっている。回折格子のピッチが小さくなればなるほど、前述した如く使用次数の回折光に対して、他の不要次数の回折光の強度が増大する。本実施形態では１次回折光を使用するものであるが、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示すように、この１次回折光に対して他の０次、−１次、−２次、……、２次、３次、……、の回折光の強度が増大する。したがって、軸上から軸外に向かい１次回折光の回折効率が低下することにより、回折部１１に起因する照度分布も軸上から軸外に向かい低下することになる。
【００３６】
本実施形態においては画角θ（走査光学手段６の光軸と、光偏向器５によって反射偏向された後の光束との成す角）における回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）とすると、回折効率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｄ（θ）／Ｉｄ（０）、屈折部の透過率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｔ（θ）／Ｉｔ（０）で表わすことができるので、被走査面７上における最終的な照度は軸上で正規化すると、
（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０））
となる。良好なる画像を得るためには、被走査面７上における照度分布が±２０％以内にあることが望ましい。そこで本実施形態では走査画角内において、
０．８＜（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０））＜１．２・・・（１）
なる条件を満足させている。
【００３７】
即ち、本実施形態では軸上から軸外に向かい回折部の回折効率が低下するため、照度分布も軸上から軸外にかけて低下する。この為、走査光学手段６に入射する光束をＰ偏光にすることにより、屈折部の透過率を軸上から軸外に向かい増加させて、光学系全系として相殺させることにより、上記条件式（１）を満たす構成としている。即ち光源手段から射出される光束の偏光方向を前記走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化の方向と屈折部の透過率変化の方向とが逆方向となるように設定している。
【００３８】
図４に本実施形態による走査光学手段６の屈折部の透過率、回折部の回折効率、被走査面７上における最終的な全系での照度分布を示す。
【００３９】
図４に示すように、回折部の回折効率変化の方向ＢＯＰと、屈折部の透過率変化の方向ＯＧＰが逆方向となるようにして、被走査面７上における照度分布が曲線ＥＰで示すように略均一となるようにしている。
【００４０】
このように本実施形態においては上述の如く走査光学手段６の画角θによる回折部の回折効率変化と、屈折部の透過率変化とを相殺させる構成とすることにより、走査光学手段６に回折部を用いた場合でも、図４に示すように被走査面７上の照度分布を略均一に保つことができ、これにより良好なる画像を得ている。
【００４１】
［実施形態２］
図５は本発明の走査光学装置をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いたときの実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００４２】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、走査光学手段６と被走査面７との間の光路内に反射率の角度依存性を有する反射手段としての折り返しミラー８を配置した点と、回折部１１に与えるパワーをより強いものにした点である。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。
【００４３】
即ち、本実施形態において回折部１１のパワーが強くなればなるほど、回折格子のピッチはより小さく形成する必要がある。そして回折格子のピッチが小さくなればなるほど、使用次数である１次回折光の回折効率が低下する。本実施形態は実施形態１よりも回折格子の最小ピッチが小さいため回折効率の低下も大きく、Ｐ偏光の光束を用いたとしても、屈折部の透過率だけでは相殺させることができない。
【００４４】
そこで本実施形態ではこの未補正分を相殺させるため、走査光学手段６と被走査面７との間の光路内に反射率の角度依存性を有する折り返しミラー８を配置し、この折り返しミラー８の反射率を軸上から軸外に向かい高くなるように構成することにより、未補正分を相殺させ、これにより光学系全系として略均一なる照度分布を得ている。
【００４５】
本実施形態においては画角θにおける回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）、折り返しミラー８の反射率をＩｒ（θ）とすると、回折効率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｄ（θ）／Ｉｄ（０）、屈折部の透過率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｔ（θ）／Ｉｔ（０）、折り返しミラー８の反射率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｒ（θ）／Ｉｒ（０）で表わすことができるので、被走査面７上における最終的な照度は軸上で正規化すると、
（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ）×Ｉｒ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０）×Ｉｒ（０））
となる。良好なる画像を得るためには、前述の如く被走査面７上における照度分布が±２０％以内にあることが望ましい。そこで本実施形態では走査画角内において、
2004062189.tif 000003
なる条件を満足させている。
【００４６】
即ち、本実施形態では軸上から軸外に向かい回折部の回折効率が低下するため、走査光学手段６に入射する光束をＰ偏光にすることにより、屈折部の透過率を軸上から軸外に向かい増加させて、さらに折り返しミラー８の反射率を軸上から軸外に向かい増加させて、光学系全系として相殺させることにより、上記条件式（２）を満たす構成としている。
【００４７】
図６に本実施形態による走査光学手段６の屈折部の透過率、回折部の回折効率、折り返しミラー８の反射率、被走査面７上における最終的な全系での照度分布を示す。
【００４８】
図６に示すように回折部の回折効率変化の方向ＢＯＰに対して、屈折部の透過率変化の方向ＯＧＰと折り返しミラー８の反射率変化の方向ＯＲＰが逆方向となるようにして、被走査面７上における照度分布が曲線ＥＰで示すように略均一となるようにしている。
【００４９】
このように本実施形態においては上述の如く走査光学手段６の画角θによる回折部の回折効率変化と屈折部の透過率変化、及び折り返しミラー８の画角θによる反射率変化とを相殺させる構成とすることにより、走査光学手段６に回折部を用いた場合でも、図６に示すように被走査面７上の照度分布を略均一に保つことができ、これにより良好なる画像を得ている。
【００５０】
［実施形態３］
図７は本発明の走査光学装置をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いたときの実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５１】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、走査光学手段６と被走査面７との間の光路内に反射率の角度依存性を有する反射手段としての折り返しミラー８を配置した点と、走査光学手段６に入射する光束をＳ偏光になるように半導体レーザー１を配置した点である。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。
【００５２】
即ち、本実施形態では半導体レーザー１の水平横モード方向が主走査断面に対して略垂直となるように該半導体レーザー１を配置している。
【００５３】
本実施形態ではＳ偏光の光束を用いているため、図９から明らかなように各光学面の表面反射は軸上から軸外に向かい増大する。したがって、屈折部の透過率は軸上から軸外に向かい低下することになる。また回折部の回折効率も軸上から軸外に向かい低下する。このため屈折部の透過率と回折部の回折効率から得られる被走査面上の照度分布は軸上から軸外に向かい低下する方向に助長されることになる。
【００５４】
そこで本実施形態ではこれを補正するために走査光学手段６と被走査面７との間の光路内に反射率の角度依存性を有する折り返しミラー８を配置し、この折り返しミラー８の反射率を軸上から軸外に向かい高くなるように構成することにより、光学系全系として略均一なる照度分布を得ている。
【００５５】
本実施形態においては前述の実施形態２と同様に画角θにおける回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）、折り返しミラー８の反射率をＩｒ（θ）とすると、回折効率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｄ（θ）／Ｉｄ（０）、屈折部の透過率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｔ（θ）／Ｉｔ（０）、折り返しミラー８の反射率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｒ（θ）／Ｉｒ（０）で表わすことができるので、被走査面７上における最終的な照度は軸上で正規化すると、
（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ）×Ｉｒ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０）×Ｉｒ（０））
となる。良好なる画像を得るためには、前述の如く被走査面７上における照度分布が±２０％以内にあることが望ましい。そこで本実施形態では走査画角内において、
2004062189.tif 000004
なる条件を満足させている。
【００５６】
即ち、本実施形態では走査光学手段６に入射する光束をＳ偏光にしているため、軸上から軸外に向かい回折部の回折効率が低下すると共に屈折部の透過率も軸上から軸外に向かい低下している。そこで本実施形態では折り返しミラー８の反射率を軸上から軸外に向かい増加させて、光学系全系として相殺させることにより、上記条件式（２）を満たす構成としている。
【００５７】
図８に本実施形態による走査光学手段６の屈折部の透過率、回折部の回折効率、折り返しミラー８の反射率、被走査面上における最終的な全系での照度分布を示す。
【００５８】
図８に示すように、回折部の回折効率変化の方向ＢＯＰと屈折部の透過率変化の方向ＯＧＰに対して、折り返しミラー８の反射率変化の方向ＯＲＰが逆方向となるようにして、被照射面７上の照度分布が曲率ＥＰに示すように略均一となるようにしている。
【００５９】
このように本実施形態においては上述の如く走査光学手段６の画角θによる回折部の回折効率変化と屈折部の透過率変化、及び折り返しミラー８の画角θによる反射率変化とを相殺させる構成とすることにより、走査光学手段６に回折部を用いた場合でも、図８に示すように被走査面７上の照度分布を略均一に保つことができ、これにより良好なる画像を得ている。
【００６０】
尚、各実施形態ではｆθ特性の補正が不足することにより、被走査面上における走査スピードにバラツキが生じ、それに起因する照度分布のバラツキが考慮されていないが、当然この走査スピードを考慮した上で照度分布の均一性を補正することも可能である。
【００６１】
また各実施形態では光束の偏光方向を被走査面に対して略平行方向あるいは略垂直方向としたが、それに限らず偏光方向を被走査面に対して所定の角度をつけて、照度分布を略均一に補正しても良い。
【００６２】
また各実施形態２、３では光偏向器と被走査面との間の光路内に折り返しミラー（反射手段）を配置したが、該折り返しミラーに代わり、画角により透過率を異ならせるフィルター（例えばＮＤフィルター等）を配置しても本発明は前述の実施形態２、３と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
即ち、フィルターを用いた場合には画角θにおける回折部の回折効率をＩｄ（θ）、屈折部の透過率をＩｔ（θ）、フィルターの透過率をＩｆ（θ）とすると、回折効率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｄ（θ）／Ｉｄ（０）、屈折部の透過率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｔ（θ）／Ｉｔ（０）、フィルターの透過率に起因する照度は軸上で正規化するとＩｆ（θ）／Ｉｆ（０）で表わすことができるので、被走査面上における最終的な照度は軸上で正規化すると、
（Ｉｄ（θ）×Ｉｔ（θ）×Ｉｆ（θ））／（Ｉｄ（０）×Ｉｔ（０）×Ｉｆ（０））
となる。良好なる画像を得るためには、前述の如く被走査面上における照度分布が±２０％以内にあることが望ましい。そこで走査画角内において、
2004062189.tif 000005
なる条件を満足させている。
【００６４】
このように折り返しミラーに代わりにフィルターを用いた場合においても上述の如く走査光学手段の画角θによる回折部の回折効率変化と屈折部の透過率変化、及びフィルターの画角θによる透過率変化とを相殺させる構成とすることにより、走査光学手段に回折部を用いた場合でも、被走査面上の照度分布を略均一に保つことができる。
【００６５】
また上述した折り返しミラーとフィルターとを組合わせて、走査光学手段の画角θによる回折部の回折効率変化と屈折部の透過率変化、及び折り返しミラーの画角θによる反射率変化、及びフィルターの画角θによる透過率変化とを相殺させる構成としても良い。
【００６６】
また各実施形態では走査光学手段を２つの走査光学素子より構成し、該２つの走査光学素子に各々回折部と屈折部とを設けたが、これに限らず、例えば走査光学手段を１つの走査光学素子より構成し、該１つの走査光学素子に回折部と屈折部を設けて構成しても良い。
【００６７】
また各実施形態では光源手段として単一の光束を射出する半導体レーザーを用いたが、複数の光束を射出するマルチビーム半導体レーザーを用いても本発明は前述の各実施形態と同様に適用することができる。
【００６８】
また各実施形態では屈折部と回折部とのパワー比を最適にすることにより、走査光学装置の温度変動に伴う主走査、副走査方向の倍率変化及びピント変化を、該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。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く、
（１）走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化と屈折部の透過率変化とを相殺させる構成とすることにより、
（２）走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化と屈折部の透過率変化、及び反射手段の画角による反射率変化とを相殺させる構成とすることにより、
（３）走査光学手段の画角による回折部の回折効率変化と屈折部の透過率変化、及びフィルターの画角による透過率変化とを相殺させる構成とすることにより、
走査光学手段に回折部を用いた場合でも、被走査面上の照度分布を略均一に保つことができ、これにより良好なる画像出力が可能な走査光学装置及び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】Ｐ偏光の反射率、透過率の入射角度依存性を示す説明図
【図３】不要次数の回折光の回折効率を示す説明図
【図４】本発明の実施形態１の照度分布を示す説明図
【図５】本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図
【図６】本発明の実施形態２の照度分布を示す説明図
【図７】本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面図
【図８】本発明の実施形態３の照度分布を示す説明図
【図９】Ｓ偏光の反射率、透過率の入射角度依存性を示す説明図
【図１０】回折格子の形状を示す説明図
【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（回転多面鏡）
５ａ　偏向面
６　　走査光学手段
６ａ　第１の走査光学素子
６ｂ　第２の走査光学素子
７　　被走査面（感光ドラム面）
８　　反射手段（折り返しミラー）
１１　回折格子
【図１】
2004062189.tif 000006
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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