(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を屈折させる屈折部を透明体で覆った円柱状の回転体からなる光走査用レンズであって、
前記屈折部を覆う透明体の屈折率と同一的な屈折率を有する、前記屈折部の光の入射面と、
垂直的に光が出射できる形状に形成された、前記屈折部の光の出射面と、
前記入射面から前記出射面まで漸次屈折率が変化する、前記屈折部の内部と、
を有し、前記回転体の回転により、前記回転体の側面から入射する光を前記屈折部の内部で屈折させ、前記回転体の側面から出射する光を走査させることを特徴とする光走査用レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査用レンズと、
当該光走査用レンズを回転させる回転機構と、
当該光走査用レンズ対して光を照射する照射源と、
を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光走査装置を備えたことを特徴とするプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査用レンズ、当該光走査用レンズを有する光走査装置および当該光走査装置を備えたプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタやスキャナや複写機などは、光をドラム５上で走査させるべく、光走査装置１０を備えている（図７）。光走査装置１０とは、図６に示すように、回転体４、光を照射する照射源６および回転体４を回転させる回転機構８を有する装置である。回転体４とは、回転することにより、照射源６から入射する光（以下、入射光という）の進行方向を変化させ光を走査させるものである。
【０００３】
従来、図８に示すような光走査用レンズ１５がこの回転体４として提案されていた（特開平３−２２８０１１）。すなわち、照射源６から入射する光を屈折率の違いを利用することにより屈折させ、光を走査させる光走査用レンズ１５である。この光走査用レンズ１５とは、具体的には、透明体１３と透明体１３とは屈折率の異なる透明体１４とから構成されるレンズであって、光を透明体１３と透明体１４との境界面（すなわち、入射面１１）で屈折させ走査させるレンズである。
【０００４】
この光走査用レンズ１５を用いた光走査装置１０が光を走査させる原理は、次の通りである。回転機構８が回転体４である光走査用レンズ１５を回転させることにより、入射角α（境界面に対して垂直な線と入射光の進行方向との間に形成される角）が変化する。入射角αの変化に伴い、屈折角β（境界面に対して垂直な線と屈折光の進行方向との間に形成される角）も数１に示すスネルの法則に従って変化する。
【０００５】
【数１】
0004419356.tif 000002
【０００６】
ここで、ｎαは、透明体１４の屈折率である。また、ｎβは、透明体１３の屈折率である。
【０００７】
この屈折角βの変化により光走査用レンズ１５から出射面１２に向かう光（以下、出射光という）の進行方向が変化する。以上の原理により、光をドラム５上で走査させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のレンズでは、屈折率が入射面１１で不連続であるため、入射面１１で入射光の一部が反射し反射光となる。したがって、この反射光の分だけ屈折光（すなわち、出射光）が減少することとなり、走査させる光（以下、走査光という）の出力が低下するという問題があった。
【０００９】
また、入射面１１で反射した反射光は、レンズ周辺の壁で反射される。したがって、このレンズ周辺の壁でさらに反射された光がドラム５に当たり、いわゆるゴーストが生じるという問題もあった。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、走査光の出力の低下を防止するとともに、光走査用レンズで反射しレンズ周辺の壁でさらに反射される光によるゴーストを防止すべく、反射光の少ない光走査用レンズを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、前記特許請求の範囲に記載の発明により解決される。即ち、本願発明は、光を屈折させる屈折部を透明体で覆った円柱状の回転体からなる光走査用レンズである。この光走査用レンズにおける屈折部は、屈折部を覆う透明体の屈折率と同一的な屈折率を有する光の入射面を有する。
【００１２】
入射面の屈折率と入射面に隣接する透明体の屈折率は同一的であるため、入射面に入射する光は、入射面で反射することなく屈折部の内部に進んでいく。したがって、この入射面は、入射面での反射光を減少させることができる。なお、同一的とは、同一を含む概念であるが、必ずしも厳密に同一で有ることを要しない趣旨である。
【００１３】
また、本発明に係る光走査用レンズの屈折部は、垂直的に光が出射できる形状に形成された光の出射面を有する。光は、この出射面から垂直的に出射する。したがって、光は、スネルの法則に従うため出射面で反射することなく出射する。
【００１４】
よって、この出射面は、出射面での反射光を減少させることができる。なお、垂直的とは、垂直を含む概念であるが、必ずしも厳密に垂直で有ることを要しない趣旨である。
【００１５】
さらに、本発明に係る光走査用レンズの屈折部の内部では、前記入射面から前記出射面まで漸次屈折率が変化する。したがって、屈折部の内部でも、光はスネルの法則に従うため反射することはない。よって、この屈折部の内部の存在により、屈折部の内部での反射光を減少させることができる。
【００１６】
なお、漸次とは、屈折率が入射面から出射面まで徐々に、すなわち、アナログ的に変化していくことを意味するが、必ずしも厳密にアナログ的であることを要しない趣旨である。
【００１７】
以上の特徴を有する本発明に係る光走査用レンズは回転することにより、レンズの側面から入射する光の入射面における入射角を変化させる。入射角がレンズの回転に伴い変化することにより、屈折角もレンズの回転に伴い変化する。
【００１８】
このレンズの回転に伴う屈折角の変化により、入射面に入射する光はレンズの回転に伴い進行方向をかえる。この原理により、光は、本発明に係る光走査レンズにより走査される。
【００１９】
本願発明は、請求項１に記載した光走査用レンズとこの光走査用レンズを回転させる回転機構とこの光走査用レンズ対して光を照射する照射源とを有する光走査装置である。本光走査装置における光走査用レンズは、レンズに入射する光をレンズの内部で反射させることがない。したがって、本光走査装置は、走査光の出力の低下がない光走査装置である。また、本光走査装置は、ゴーストが生じにくい光走査装置である。
【００２０】
本願発明は、請求項２に記載した光走査装置を備えたプリンタである。本プリンタは、走査光の出力が低下せず、ゴーストが生じにくい光走査装置を備えている。したがって、ゴーストによる汚れもなく、きれいに、文章をプリントアウトすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光走査用レンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態に係る光走査用レンズを用いた光走査の原理を示す図である。照射源６より発せられた光は、屈折部を覆う透明体４である回転体の側面に入射する。入射した光は、回転体の内部で屈折する。屈折した光は回転体より出射し、ドラム５上を走査する。
【００２３】
図５は、図４に示した光走査の原理を斜め上から見た図である。照射源６より発せられた光は、屈折部を覆う透明体４の側面から入射し、屈折部７に達する。屈折部７に入射した光は、屈折部７で屈折され屈折部７を出射した後、屈折部を覆う透明体４を通過して当該透明体４を出射し、ドラム５上を走査する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係る光走査用レンズを上から見た図である。光は、まず、屈折部７を覆う透明体４の側面から入射する。この光は、透明体４の内部を進行し、屈折部７の入射面１に達する。この入射面１の屈折率は、透明体７の屈折率と同一であるため、入射面１で反射光は発生しない。
【００２５】
入射面１より屈折部７に入射した光は、屈折部の内部３を出射面２に向かって進行する。図２に示すように、屈折部の内部３では、屈折率が漸次変化している。よって、屈折部の内部３を進行する光は、滑らかに屈折される。したがって、屈折部の内部３で反射光が生じることはない。屈折部の内部３を進行する光は、曲線を描きながら進行し、屈折部の出射面２に達する。
【００２６】
出射面２に達した光は、図３に示すように、出射面２から垂直的に出射する。したがって、出射面２で反射光が生じることはない。
【００２７】
出射面２の形状は、たとえば、図６において、次の方法により求めることができる。まず、コンピュータに、
【００２８】
【数２】
0004419356.tif 000003
【００２９】
のｅを求めるステップを実行させるためのプログラムであって、
レンズのサイズを決めるＫをメモリに記録するＫ記録ステップと、θ＝５５°近辺の光の通過する経路を導出する経路導出ステップと、当該経路導出ステップにより導出した光の通過する経路が出射方向に垂直的となる出射点までの距離ｒを求める出射点までの距離ｒ導出ステップと、出射点までの距離ｒ導出ステップにより求めたｒと、前記ｋ記録ステップでメモリに記録したｋとからｅを決定するステップと、を有する、コンピュータに（数２）のｅを求めるステップを実行させるためのプログラム、によりｅを求める。ここでｅの値が０〜０．５の範囲に収まるように留意する。ｅを決定した後、数２から、θ＝３０°から８０°までのｒを求める。このｒの軌跡は、出射面２の形状をあらわす。出射面２の形状は、上記の方法により求めることができる。
【００３０】
以上のように、本発明の実施の形態に係る光走査用レンズを用いれば、屈折部の入射面１、屈折部の出射面２および屈折部の内部３において、反射光が生じることがないため、ドラム５上を走査する光の出力の低下を防ぐことができる。
【００３１】
また、光走査用レンズで反射した光であって、光走査用レンズ周辺の壁で反射されドラム５に達する光によるゴーストの発生も防止することができる。
【００３２】
なお、屈折部７には、漸次屈折率が変化する透明体を用いる。このような漸次屈折率が変化する透明体は、グレーテッドインデックス型の光ファイバー製造技術を用いて製造することができる。
【００３３】
付記  本発明は、以下の特徴を有する。
【００３４】
（付記１）  光を屈折させる屈折部を透明体で覆った円柱状の回転体からなる光走査用レンズであって、前記屈折部を覆う透明体の屈折率と同一的な屈折率を有する、前記屈折部の光の入射面と、垂直的に光が出射できる形状に形成された、前記屈折部の光の出射面と、前記入射面から前記出射面まで漸次屈折率が変化する、前記屈折部の内部と、を有し、前記回転体の回転により、前記回転体の側面から入射する光を前記屈折部の内部で屈折させ、前記回転体の側面から出射する光を走査させることを特徴とする光走査用レンズ。（請求項１）。
【００３５】
付記１に記載した発明によれば、走査光の出力の低下を防止することができる。また、光走査用レンズで反射しレンズ周辺の壁で再び反射される光によるゴーストを防止することができる。
【００３６】
（付記２）  前記光走査用レンズと、当該光走査用レンズを回転させる回転機構と、前記光走査用レンズ対して光を照射する照射源と、を有することを特徴とする光走査装置。（請求項２）。
【００３７】
本光走査装置における光走査用レンズは、レンズに入射する光をレンズ内部で反射させることがない。したがって、本光走査装置は、走査光の出力が低下しない光走査装置である。また、本光走査装置は、ゴーストが生じにくい光走査装置である。
【００３８】
（付記３）  前記光走査装置を備えたことを特徴とするプリンタ。（請求項３）。
【００３９】
本プリンタは、走査光の出力が低下せず、ゴーストが生じにくい光走査装置を備えている。したがって、汚れもなく、きれいに、文章をプリントアウトすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、光走査用レンズにおける反射光の発生を防止することができる。したがって、走査光の出力の低下を防止することができるとともに、光走査用レンズで反射しレンズ周辺の壁で再び反射される光によるゴーストを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光走査用レンズを上から見た図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光走査用レンズの屈折部を上から見た図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光走査用レンズの屈折部の出射面を上から見た図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光走査用レンズを用いた光走査の原理を示す図である。
【図５】図４に示した光走査の原理を斜め上から見た図である。
【図６】本発明に係る光走査用レンズの出射面の形状を形成する方法を示す図である。
【図７】プリンタの内部を示す図である。
【図８】従来の光走査用レンズを上から見た図である。
【符号の説明】
１    屈折部の入射面
２    屈折部の出射面
３    屈折部の内部
４    屈折部を覆う透明体（回転体）
５    ドラム
６    照射源
７    屈折部
８    回転機構
９    プリンタ
１０    光走査装置
１１    従来の光走査用レンズの入射面
１２    従来の光走査用レンズの出射面
１３    従来の光走査用レンズ
１４    透明体
１５    透明体
１６    入射光
１７    出射光
【図１】
0004419356.tif 000004
【図２】
0004419356.tif 000005
【図３】
0004419356.tif 000006
【図４】
0004419356.tif 000007
【図５】
0004419356.tif 000008
【図６】
0004419356.tif 000009
【図７】
0004419356.tif 000010
【図８】
0004419356.tif 000011