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JP2008026661A - Beam spot shaping method, optical scanning apparatus, and image forming device - Google Patents

Beam spot shaping method, optical scanning apparatus, and image forming device Download PDF

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JP2008026661A JP2006200019A JP2006200019A JP2008026661A JP 2008026661 A JP2008026661 A JP 2008026661A JP 2006200019 A JP2006200019 A JP 2006200019A JP 2006200019 A JP2006200019 A JP 2006200019A JP 2008026661 A JP2008026661 A JP 2008026661A
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Shigeaki Imai
重明 今井
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a beam spot shaping method used in a digital copying machine, a laser printer, a laser facsimile or the like, and to provide an optical scanning apparatus and an image forming device. <P>SOLUTION: This is the beam spot shaping method of the optical scanning apparatus having: a light source; an amplitude element for transmitting a part by shading a part of an optical beam emitted from the light source; a phase element for controlling the phase of the optical beam; and an imaging optical system for imaging the optical beam. The amplitude element has at least two opening regions, obtains a flat beam spot shape in intensity distribution of a center part more than a Gaussian beam by shaping the beam spot shape on an image face, and excellently reduces influence due to side lobe. In addition, position relationship of the amplitude element and the phase element can be maintained highly precisely by forming to integrate the amplitude element and the phase element and can avoid change of the beam spot shape due to installment errors. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ビームスポット整形方法、光走査装置、及び画像形成装置に関し、特にデジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等に用いられるビームスポット整形方法、光走査装置、及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a beam spot shaping method, an optical scanning apparatus, and an image forming apparatus, and more particularly to a beam spot shaping method, an optical scanning apparatus, and an image forming apparatus used for a digital copying machine, a laser printer, a laser facsimile, and the like.

レーザプリンタ等に関連して広く知られた光走査装置は一般に、光源側からの光ビームを光偏向器により偏向・走査し、fθレンズ等の走査光学系により被走査面上に結像してビームスポットを形成し、このビームスポットで被走査面を光走査(主走査)するように構成されている。被走査面の実体をなすものは光導電性の感光体等である感光媒体の感光面である。   In general, an optical scanning device widely known in connection with a laser printer or the like generally deflects and scans a light beam from a light source side by an optical deflector and forms an image on a surface to be scanned by a scanning optical system such as an fθ lens. A beam spot is formed, and the surface to be scanned is optically scanned (main scan) with this beam spot. What constitutes the surface to be scanned is a photosensitive surface of a photosensitive medium such as a photoconductive photosensitive member.

一般に、レーザからの出射光の強度分布はガウス分布をしており、ビームが結像する被走査面においてもガウス分布の強度分布を持ったビームスポットが得られる。ただし、途中でアパーチャ等によりビームの一部をカットする際には、アパーチャの形状に応じてsinc関数やエアリーパターンと呼ばれるサイドローブを有したビームスポットが得られるが、ビームの中央部付近では、ガウス分布にほぼ等しい強度分布を有している。ガウス状の強度分布は、中央部で最も強度が強く、周辺にいくにしたがって、強度が徐々に減衰していくようになっている。   In general, the intensity distribution of the light emitted from the laser has a Gaussian distribution, and a beam spot having an intensity distribution of the Gaussian distribution can be obtained even on the scanning surface on which the beam is imaged. However, when a part of the beam is cut in the middle with an aperture or the like, a beam spot having a side lobe called a sinc function or an Airy pattern is obtained according to the shape of the aperture, but in the vicinity of the center of the beam, It has an intensity distribution almost equal to the Gaussian distribution. The Gaussian intensity distribution has the strongest intensity at the center and gradually attenuates as it goes to the periphery.

レーザプリンタ等に利用されている、電子写真プロセスでは、以下のような流れて画像を形成する。まず感光体を帯電し、感光体上にビームを照射して感光体を露光し画像パターンを形成し、帯電させたトナーを感光体上に吸着して現像して感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を紙等の媒体に転写し、最後に熱等によりトナーを溶融して紙等の媒体に定着させる。   In an electrophotographic process used for a laser printer or the like, an image is formed in the following flow. First, the photosensitive member is charged, the beam is irradiated onto the photosensitive member to expose the photosensitive member to form an image pattern, and the charged toner is adsorbed on the photosensitive member and developed to form a toner image on the photosensitive member. Then, the toner image is transferred to a medium such as paper, and finally the toner is melted by heat or the like and fixed on the medium such as paper.

ここで、経時においても常に良好で安定した画像を出力し続けるために重要な技術として、トナーの帯電制御技術が挙げられ、トナーは経時においても初期と同じ電位に帯電させるのが理想的である。しかし、トナーの帯電を初期と経時で同一に保つのは非常に難しく、経時において、トナーの帯電状態が変動してしまう。トナーの帯電状態が変動すると、同じビームスポット径で露光したとしても、トナーで現像された後のトナースポット径が変動してしまい、出力された画像が劣化する。   Here, as an important technique for continuously outputting a good and stable image over time, there is a toner charge control technique, and it is ideal that the toner is charged to the same potential as the initial value over time. . However, it is very difficult to keep the toner charge the same between the initial time and time, and the charge state of the toner fluctuates with time. When the charged state of the toner fluctuates, even if exposure is performed with the same beam spot diameter, the toner spot diameter after development with toner fluctuates, and the output image deteriorates.

トナーの帯電の電位が高いと、ビームスポット径の裾野の方まで現像され、トナーの帯電の電位が低いと、ビームスポットの中央部付近でしか現像されない。したがって、トナーの帯電状態が変動したときに、現像後のトナースポット径が変動する理由として、露光する際のビームスポットの強度分布がガウス状であるということが挙げられる。理想的には、ビームスポットの強度分布がガウス状ではなく矩形状であれば、トナーの帯電状態が変動したとしても、現像後のトナースポット径は変動せず、常に均質なドットの画像が得られ、経時でも安定して良好な画像を提供できる。   When the charging potential of the toner is high, development is performed to the bottom of the beam spot diameter, and when the charging potential of the toner is low, development is performed only near the center portion of the beam spot. Accordingly, the reason that the toner spot diameter after development changes when the charged state of the toner fluctuates is that the intensity distribution of the beam spot during exposure is Gaussian. Ideally, if the intensity distribution of the beam spot is rectangular instead of Gaussian, the toner spot diameter after development will not change even if the charge state of the toner changes, and a uniform dot image will always be obtained. Therefore, a good image can be provided stably over time.

しかし、矩形状の強度分布をもったビームスポットを作り出すのは、現実的には非常に難しく、光学系も大型化してしまう。そこで、ビームスポットの中央部付近において強度分布をなるべく平坦化させることで、擬似的に上記のような効果を出すのが実用上は最もよい。   However, it is practically difficult to create a beam spot having a rectangular intensity distribution, and the size of the optical system is increased. In view of this, it is practically best to produce the above effect in a pseudo manner by flattening the intensity distribution as much as possible in the vicinity of the center of the beam spot.

ビームスポットの中央部付近において強度分布を平坦化させる方法として、特許文献1及び2に記載されているように、ビームを揺動させることにより、ビームを被走査面上で重ね合わせる方法が知られている。   As a method for flattening the intensity distribution in the vicinity of the center portion of the beam spot, there is known a method of superimposing the beam on the surface to be scanned by swinging the beam as described in Patent Documents 1 and 2. ing.

また、ビームスポットの中央部付近において強度分布を平坦化させる別の方法として、特許文献3及び4に記載されているように、非球面レンズを用いてビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化する方法が知られている。   As another method for flattening the intensity distribution near the center of the beam spot, as described in Patent Documents 3 and 4, the intensity distribution near the center of the beam spot is flattened using an aspheric lens. There is a known method to make it.

また、特許文献5及び6にDOE(Diffractive Optical Element:回折光学素子)を用いてビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化する方法が示されている。
特開2004−284133号公報 特開平11−70694号公報 特開2004−252275号公報 特開平10−153750号公報 特開2004−230432号公報 特開平09−61610号公報
Patent Documents 5 and 6 disclose a method of flattening the intensity distribution near the center of a beam spot using a DOE (Diffractive Optical Element).
JP 2004-284133 A JP-A-11-70694 JP 2004-252275 A JP-A-10-153750 JP 2004-230432 A JP 09-61610 A

しかし、上記の発明は以下の問題を有している。   However, the above invention has the following problems.

特許文献1及び2記載のビームを揺動させることにより、ビームを被走査面上で重ね合わせる方法は、ビームを揺動させるためには可動部が必須であり、そのような可動を可能にするデバイス(アクチュエータ、MEMS等)において、現在のところ高速な画像形成装置に対応できる程高速なものはない(MEMSを用いた光走査は可能であるが、1走査において何度もビームを揺動させるわけであるから、非常に高速なデバイスが必要になる)。それだけでなく、可動部は経時において品質を劣化させる要因になるため、できる限り用いない方が望ましい。   The method of superimposing the beams on the surface to be scanned by oscillating the beams described in Patent Documents 1 and 2 requires a movable part in order to oscillate the beams, and enables such movement. There are no devices (actuators, MEMS, etc.) that are fast enough to support high-speed image forming apparatuses at present (light scanning using MEMS is possible, but the beam is oscillated many times in one scan. That's why you need a very fast device). In addition, the movable part is a factor that degrades the quality over time, so it is desirable not to use it as much as possible.

特許文献3及び4記載の非球面レンズを用いてビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化する方法は、光源からのビームの一部を切り捨てることがない場合には非常に有効である。しかし、光源からのビームをそのまま利用すると、経時における光源とレンズの相対的位置変動やビームの発散角の変化等によりNAが変化してしまい、像面上でのビームスポット径がばらつき、画像の品質劣化を引き起こす。また、光源として半導体レーザを用いるとき、半導体レーザは個体間のおける発散角のばらつきが大きいため、機種間で像面上でのビームスポット径が異なってしまい、品質がばらついてしまう。したがって、実用的には、光源からのビームの一部を切り捨てるアパーチャを入れるのは必須となる。よって、光源の一部を切り捨てる際において、特許文献3及び4記載の方法によりビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化させるのは難しい。さらに、この方法は、レーザ光の回折の影響が考慮されていないため、像面上でのビームスポット径が大きい用途(例えばレーザ加工機)では問題ないが、像面上において小さなビームスポット径が要求される用途(例えば画像形成装置に用いられる光走査装置)ではうまく機能しない。   The method of flattening the intensity distribution in the vicinity of the center portion of the beam spot using the aspheric lens described in Patent Documents 3 and 4 is very effective when a part of the beam from the light source is not cut off. However, if the beam from the light source is used as it is, the NA will change due to changes in the relative position of the light source and the lens over time, changes in the divergence angle of the beam, etc., the beam spot diameter on the image plane will vary, and the image Causes quality degradation. Further, when a semiconductor laser is used as the light source, the semiconductor laser has a large variation in divergence angle between individuals, so that the beam spot diameter on the image plane differs between models and the quality varies. Therefore, in practice, it is essential to include an aperture that cuts off a part of the beam from the light source. Therefore, when part of the light source is cut off, it is difficult to flatten the intensity distribution near the center of the beam spot by the methods described in Patent Documents 3 and 4. Furthermore, since this method does not take into account the influence of laser beam diffraction, there is no problem in applications where the beam spot diameter on the image plane is large (for example, a laser processing machine), but a small beam spot diameter on the image plane is not possible. It does not work well in the required application (for example, an optical scanning device used in an image forming apparatus).

特許文献5及び6記載のDOEは、基本的に非球面レンズと同じ機能を有するため、上記と同じ理由により、光源からのビームの一部を切り捨てる際や、像面上でのビームスポット径が小さな場合には、うまく機能しない。   Since the DOEs described in Patent Documents 5 and 6 basically have the same function as an aspheric lens, for the same reason as described above, when a part of the beam from the light source is cut off, the beam spot diameter on the image plane is small. If it is small, it will not work.

そこで、本発明は、少なくとも2つの開口領域を有する振幅素子を用いて、ビームスポットの中央部付近において強度分布を平坦化するビームスポット整形方法を提案することを目的としている。また、該ビームスポット整形方法を適用して経時においても安定したドットの画像を提供でき、経時でも安定して良好な画像を提供できる光走査装置を提案することを目的としている。さらに、該光走査装置を有する画像形成装置を提案することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to propose a beam spot shaping method for flattening the intensity distribution near the center of the beam spot using an amplitude element having at least two aperture regions. It is another object of the present invention to propose an optical scanning apparatus that can provide a stable dot image even over time by applying the beam spot shaping method and can stably provide a good image over time. Another object of the present invention is to propose an image forming apparatus having the optical scanning device.

請求項1記載の発明は、光源と、前記光源から出射された光ビームの一部を遮光し、一部を透過させる振幅素子と、前記光ビームの位相を制御する位相素子と、前記光ビームを結像する結像光学系とを有する光走査装置のビームスポット整形方法であって、前記振幅素子は、少なくとも2つの開口領域を有し、像面上でのビームスポットの形状を整形することを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a light source, an amplitude element that blocks a part of a light beam emitted from the light source and transmits a part thereof, a phase element that controls a phase of the light beam, and the light beam A beam spot shaping method for an optical scanning device having an imaging optical system for imaging a light beam, wherein the amplitude element has at least two aperture regions and shapes the shape of the beam spot on the image plane It is characterized by.

請求項2記載の発明は、請求項1記載のビームスポット整形方法において、ビームスポットの中央部付近における強度分布が、ガウスビームの中央部付近における強度分布に比べて平坦になるようにビームスポットの形状を整形することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the beam spot shaping method according to the first aspect, the intensity of the beam spot in the vicinity of the central portion of the beam spot is flatter than that in the vicinity of the central portion of the Gaussian beam. It is characterized by shaping the shape.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のビームスポット整形方法において、前記振幅素子は、中央の開口領域の周辺に第2の開口領域を有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the beam spot shaping method according to the first or second aspect, the amplitude element has a second opening region around a central opening region.

請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載のビームスポット整形方法において、前記位相素子は、少なくとも2つの開口領域に位相差を発生させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the beam spot shaping method according to any one of the first to third aspects, the phase element generates a phase difference in at least two aperture regions.

請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項記載のビームスポット整形方法において、前記振幅素子は、楕円形状の開口領域を有することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the beam spot shaping method according to any one of the first to fourth aspects, the amplitude element has an elliptical opening region.

請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項記載のビームスポット整形方法において、前記振幅素子と前記位相素子とが一体化して形成されていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the beam spot shaping method according to any one of the first to fifth aspects, the amplitude element and the phase element are integrally formed.

請求項7記載の発明は、光源と、前記光源からの出射される光ビーム一部を遮光し、一部を透過させる振幅素子と、前記光ビームの位相を制御する位相素子と、前記光源からの前記光ビームを偏向し走査する偏向手段と、前記偏向手段により走査された光ビームを像担持体上に結像させる走査光学系とを有する光走査装置において、請求項1から6のいずれか1項記載のビームスポット整形方法を用いて前記像担持体上におけるビームスポットを整形することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a light source, an amplitude element that blocks part of a light beam emitted from the light source and transmits part of the light beam, a phase element that controls a phase of the light beam, and the light source. 7. An optical scanning device comprising: deflection means for deflecting and scanning the light beam; and a scanning optical system for imaging the light beam scanned by the deflection means on an image carrier. A beam spot on the image carrier is shaped using the beam spot shaping method according to claim 1.

請求項8記載の発明は、請求項7記載の光走査装置において、副走査方向のビームスポット径の形状を整形することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the seventh aspect, the shape of the beam spot diameter in the sub-scanning direction is shaped.

請求項9記載の発明は、請求項7又は8記載の光走査装置において、主走査方向において、1画素を複数のドットで形成することを特徴とをする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the seventh or eighth aspect, one pixel is formed by a plurality of dots in the main scanning direction.

請求項10記載の発明は、請求項7から9のいずれか1項記載の光走査装置において、前記振幅素子と前記位相素子は、光偏向手段と前記光源の間に配置されることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the seventh to ninth aspects, the amplitude element and the phase element are disposed between a light deflection unit and the light source. To do.

請求項11記載の発明は、像担持体上に形成された静電像をトナーで顕像化する現像手段と、前記像担持体上に顕像化された画像を紙などの媒体に転写する転写手段とを有し、画像を出力する画像形成装置において、請求項7から10のいずれか1項記載の光走査装置により前記像担持体上に静電像を形成することを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, a developing unit that visualizes an electrostatic image formed on an image carrier with toner, and an image visualized on the image carrier is transferred to a medium such as paper. 11. An image forming apparatus having a transfer unit and outputting an image, wherein an electrostatic image is formed on the image carrier by the optical scanning device according to any one of claims 7 to 10.

本発明は、光源と、光源から出射される光ビームの一部を遮光し、一部を通過させる振幅素子と、光ビームの位相を制御する位相素子と、光ビームを結像する結像光学系とを有し、振幅素子は少なくとも2つの開口領域を有して構成され、像面上でのビームスポットの形状を整形することにより、ガウスビームよりも中央部の強度分布が平坦なビームスポット形状を得ることができる。   The present invention relates to a light source, an amplitude element that blocks a part of a light beam emitted from the light source, passes the part, a phase element that controls the phase of the light beam, and imaging optics that forms an image of the light beam The amplitude element is configured to have at least two aperture areas, and by shaping the shape of the beam spot on the image plane, the beam spot having a flat intensity distribution in the center portion than the Gaussian beam Shape can be obtained.

以下、本発明の一実施形態に係るビームスポット整形方法、該ビームスポット整形方法を用いた光走査装置、及び該光走査装置を有する画像形成装置について説明する。   Hereinafter, a beam spot shaping method according to an embodiment of the present invention, an optical scanning device using the beam spot shaping method, and an image forming apparatus having the optical scanning device will be described.

まず、図3を用いて、光源からの光ビームの一部を遮光し、一部を透過させる振幅素子と、光ビームの位相を制御する位相素子とを用いて、ビームスポットの形状を整形する方法について説明する。   First, referring to FIG. 3, the shape of the beam spot is shaped by using an amplitude element that blocks a part of the light beam from the light source and transmits the part and a phase element that controls the phase of the light beam. A method will be described.

図3(a)は、光源からの発散光をカップリングレンズで平行光にした後、中央部に開口部を有し、周辺部を遮光する振幅素子(アパーチャ)によりビームの一部をカットして集光したことを示す図であり、像面上では開口の形状に応じてsinc関数やエアリーパターンと呼ばれるサイドローブを有したビームスポット形状が得られる。ここで、カップリングレンズで平行光にしたときのビームの強度分布は図のようにガウス分布をしている。   In FIG. 3A, after diverging light from a light source is converted into parallel light by a coupling lens, a part of the beam is cut by an amplitude element (aperture) having an opening at the center and shielding the periphery. A beam spot shape having a side lobe called a sinc function or an Airy pattern is obtained on the image plane in accordance with the shape of the aperture. Here, the intensity distribution of the beam when collimated by the coupling lens is Gaussian as shown in the figure.

図3(b)は、カップリングレンズで平行光にした後のビームの強度分布が、ガウス分布ではなく図に示すように均一強度と仮定したときの図である。図3(b)においても図3(a)とほぼ同様に、像面上では開口の形状に応じてsinc関数やエアリーパターンと呼ばれるサイドローブを有したビームスポット形状が得られる。図3(a)と(b)の像面上における違いは、(b)のように均一強度とした方が実効的なNAが増大するため、(a)よりも若干ビームスポット径が細くなり、サイドローブ強度が強くなるが、ビームスポットの形状は大差がない。   FIG. 3B is a diagram when the intensity distribution of the beam after being collimated by the coupling lens is assumed to be a uniform intensity as shown in the figure instead of a Gaussian distribution. In FIG. 3B as well, a beam spot shape having side lobes called a sinc function or an Airy pattern is obtained on the image plane in accordance with the shape of the aperture, almost as in FIG. 3A and 3B on the image plane, the effective NA increases when the intensity is uniform as shown in FIG. 3B, so that the beam spot diameter is slightly narrower than that in FIG. The side lobe intensity is increased, but the shape of the beam spot is not significantly different.

このように、ビームスポットの形状は、集光前のビームの強度分布よりも、開口の形状により概略決定される。以下では、検討を簡単にするため、光源からの発散光をカップリングレンズで平行光にした後の強度分布はガウス分布ではなく、均一強度と考えることにする。   Thus, the shape of the beam spot is roughly determined by the shape of the aperture rather than the intensity distribution of the beam before focusing. In the following, in order to simplify the examination, the intensity distribution after the diverging light from the light source is converted into parallel light by the coupling lens is assumed to be a uniform intensity, not a Gaussian distribution.

図3(c)は、光源からの発散光をカップリングレンズで平行光にした後、少なくとも2つの開口を有する振幅素子と位相素子によりビームの強度分布と位相分布を制御することにより、任意のビームプロファイルの形状を生成できることを表す図である。以下で、ビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化するような振幅素子と位相素子について説明する。   In FIG. 3C, after diverging light from a light source is converted into parallel light by a coupling lens, the intensity distribution and phase distribution of the beam are controlled by an amplitude element and a phase element having at least two openings. It is a figure showing that the shape of a beam profile can be produced | generated. Hereinafter, an amplitude element and a phase element that flatten the intensity distribution near the center of the beam spot will be described.

第1の実施形態として、中央の円形開口領域の周辺に第2の円形開口領域を持った振幅素子と、該2つの円形開口領域の位相差を調整する位相素子とを用いた例について図4を用いて説明する。   FIG. 4 shows an example in which an amplitude element having a second circular opening area around a central circular opening area and a phase element for adjusting the phase difference between the two circular opening areas are used as the first embodiment. Will be described.

図4(a)及び(b)は、それぞれ振幅素子、位相素子を示している。図4(a)は中央部に設けられた第1の円形開口部の周辺にリング状の第2の円形開口領域を設けたものである。図4(b)に示す位相素子は、図4(a)の第2の円形開口領域の部分に溝を設け、第1の円形開口部と第2の円形開口領域とに位相差がつくようにしている。図4(c)は図4(a)及び(b)を1つの素子に集積化した例である。   4A and 4B show an amplitude element and a phase element, respectively. In FIG. 4A, a ring-shaped second circular opening region is provided around the first circular opening provided in the center. In the phase element shown in FIG. 4B, a groove is provided in the portion of the second circular opening region in FIG. 4A so that a phase difference is created between the first circular opening portion and the second circular opening region. I have to. FIG. 4C shows an example in which FIGS. 4A and 4B are integrated into one element.

図5にシミュレーション結果を示す。図5(a)はシミュレーションを行った光学系であり、光源からの発散光をカップリングレンズ(図示しない)によりガウス状の強度分布を持った平行光し、その後、振幅素子、位相素子を介してレンズにより集光し、像面に結像させる。ここで、振幅素子及び位相素子には、図4(c)に示した振幅素子及び位相素子を集積化したものを用いた。なお、振幅素子、位相素子の直後にレンズが設置されている。以下に、各種パラメータを示す。   FIG. 5 shows the simulation results. FIG. 5A shows an optical system in which simulation is performed, and divergent light from a light source is collimated with a coupling lens (not shown) having a Gaussian intensity distribution, and then passed through an amplitude element and a phase element. Then, the light is condensed by the lens and formed on the image plane. Here, as the amplitude element and the phase element, those obtained by integrating the amplitude element and the phase element shown in FIG. 4C were used. A lens is installed immediately after the amplitude element and the phase element. Various parameters are shown below.

<入射光>
均一強度の平面波
<レンズ>
焦点距離50mmの理想レンズ
<振幅素子>
中央部の第1の円形開口部:直径600μm、円形
第2の円形開口領域:(内側)直径1.20mm、円形、(外側)直径1.26mm、円形
<位相素子>
第1の円形開口部と第2の円形開口領域の位相差:5.5π/8
<Incoming light>
Plane wave with uniform intensity <Lens>
Ideal lens with a focal length of 50 mm <Amplitude element>
Central first circular opening: 600 μm in diameter, circular Second circular opening region: (inner) diameter 1.20 mm, circular, (outer) diameter 1.26 mm, circular <Phase element>
Phase difference between the first circular opening and the second circular opening region: 5.5π / 8

図5(b)、(c)、及び(d)にシミュレーション結果を示す。図5(b)は、像面上のビームプロファイルの中心を通る断面図であり、第2の円形開口領域がないとき(第1の円形開口部のみのとき)と、第2の円形開口領域があるとき(第1の円形開口部と第2の円形開口領域との位相差は5.5π/8)の2つを示している。図5(c)及び(d)はそれぞれ第2の円形開口領域がないときと、あるときのシミュレーション結果を3D表示したものである。図5(c)、(d)の中心を含む断面図が図5(b)である。   Simulation results are shown in FIGS. 5B, 5C, and 5D. FIG. 5B is a cross-sectional view passing through the center of the beam profile on the image plane. When there is no second circular aperture region (only with the first circular aperture), the second circular aperture region is shown. 2 is shown (the phase difference between the first circular opening and the second circular opening region is 5.5π / 8). FIGS. 5C and 5D show 3D display of simulation results when there is no second circular opening region and when there is no second circular opening region. FIG. 5B is a cross-sectional view including the centers of FIGS. 5C and 5D.

図5(b)では、第2の円形開口領域がないときのビームスポットのピーク強度で規格化しており、図5(c)及び(d)では、第2の円形開口領域がないときとあるときのそれぞれにおけるビームスポットのピーク強度で規格化して示している。図5のシミュレーション結果よりわかるように、少なくとも2つの円形開口領域を有する振幅素子と位相素子を用いることにより、ビームスポットの中央部付近の強度分布が平坦化されているのがわかる。1/e^2ビーム径は、第2の円形開口領域がないときは86.7μm、第2の円形開口領域があるときが87.3μmであり、ほぼ等しい。   In FIG. 5B, the peak intensity of the beam spot when there is no second circular opening area is normalized, and in FIGS. 5C and 5D, there is a case where there is no second circular opening area. It is shown normalized by the peak intensity of the beam spot at each time. As can be seen from the simulation results of FIG. 5, it can be seen that the intensity distribution near the center of the beam spot is flattened by using an amplitude element and a phase element having at least two circular aperture regions. The 1 / e ^ 2 beam diameter is approximately equal to 86.7 μm when there is no second circular aperture region and 87.3 μm when there is a second circular aperture region.

次に、第2の実施形態として、中央の矩形開口領域の周辺に第2の矩形開口領域を持った振幅素子と、2つの開口領域の位相差を調整する位相素子を用いた例について図6を用いて説明する。図6(a)は振幅素子及び位相素子を集積化したものであり、振幅素子は中央部に設けられた矩形開口部の周辺に第2の矩形開口領域を設けたものであり、位相素子は、第2の矩形開口領域の部分に溝を設け、中央部の矩形開口部と第2の矩形開口領域とに位相差がつくようにしている。   Next, as a second embodiment, an example using an amplitude element having a second rectangular opening area around a central rectangular opening area and a phase element for adjusting the phase difference between the two opening areas will be described with reference to FIG. Will be described. FIG. 6A shows an integrated amplitude element and phase element. The amplitude element has a second rectangular opening area around a rectangular opening provided in the center. A groove is provided in the second rectangular opening region so that a phase difference is created between the central rectangular opening and the second rectangular opening region.

図6(b)、(c)、及び(d)にシミュレーション結果を示す。なお、シミュレーションした光学系は図5(a)と同じである。以下に、各種パラメータを示す。   Simulation results are shown in FIGS. 6B, 6C, and 6D. The simulated optical system is the same as that shown in FIG. Various parameters are shown below.

<入射光>
均一強度の平面波
<レンズ>
焦点距離50mmの理想レンズ
<振幅素子>
中央部の第1の矩形開口部:幅600μm、矩形(正方形)
第2の矩形開口領域:(内側)幅1.20mm、矩形(正方形)、(外側)幅1.26mm、矩形(正方形)
<位相素子>
第1の矩形開口部と第2の矩形開口領域の位相差:5.5π/8
<Incoming light>
Plane wave with uniform intensity <Lens>
Ideal lens with a focal length of 50 mm <Amplitude element>
First rectangular opening at the center: width 600 μm, rectangular (square)
Second rectangular opening area: (inside) width 1.20 mm, rectangle (square), (outside) width 1.26 mm, rectangle (square)
<Phase element>
Phase difference between the first rectangular opening and the second rectangular opening area: 5.5π / 8

図6(b)、(c)、及び(d)にシミュレーション結果を示す。図6(b)は、像面上のビームプロファイルの中心を通る断面図であり、第2の矩形開口領域がないとき(第1の矩形開口部のみのとき)と第2の矩形開口領域があるとき(第1の矩形開口部と第2の矩形開口領域との位相差は5.5π/8)の2つを示している。図6(c)及び(d)はそれぞれ第2の矩形開口領域がないときとあるときにシミュレーション結果を3D表示したものである。図6(c)、(d)の中心を含む断面図が図6(b)である。   Simulation results are shown in FIGS. 6B, 6C, and 6D. FIG. 6B is a cross-sectional view passing through the center of the beam profile on the image plane. When there is no second rectangular opening area (only with the first rectangular opening), the second rectangular opening area is There are two cases (the phase difference between the first rectangular opening and the second rectangular opening region is 5.5π / 8). FIGS. 6C and 6D show the simulation results in 3D when there is no second rectangular opening area and when there is no second rectangular opening area. A cross-sectional view including the centers of FIGS. 6C and 6D is FIG. 6B.

図6(b)では、第2の矩形開口領域がないときのビームスポットのピーク強度で規格化しており、図6(c)及び(d)では、第2の矩形開口領域がないときとあるときのそれぞれにおいて規格化して示している。図6のシミュレーション結果よりわかるように、少なくとも2つの開口領域を有する振幅素子と位相素子を用いることにより、ビームスポットの中央部付近の強度分布が平坦化されているのがわかる。1/e^2ビーム径は、第2の矩形開口領域がないときは74.1μm、第2の矩形開口領域があるときが76.7μmであり、ほぼ等しい。   In FIG. 6 (b), the peak intensity of the beam spot when there is no second rectangular opening area is normalized, and in FIGS. 6 (c) and (d), there is a case where there is no second rectangular opening area. Each time is shown normalized. As can be seen from the simulation results of FIG. 6, it can be seen that the intensity distribution near the center of the beam spot is flattened by using an amplitude element and a phase element having at least two aperture regions. The 1 / e ^ 2 beam diameter is 74.1 μm when there is no second rectangular opening region and 76.7 μm when there is a second rectangular opening region, and is approximately equal.

上記において、位相素子は、それぞれの開口領域では一定位相と考えたが、必ずしも一定位相にする必要はなく、2次元状に位相分布を有するようにしてもよい。また、振幅素子は中央部の開口の周辺にリング状の開口領域を1つ有する実施例を説明したが、これに限定するものではなく、複数のリングを設けても良いし、リングの一部を遮光領域としても良いし、2次元状に開口部と遮光部が構成されたパターンとしても良い。   In the above description, the phase element is considered to be a constant phase in each opening region. However, the phase element is not necessarily required to have a constant phase, and may have a two-dimensional phase distribution. Further, although the embodiment has been described in which the amplitude element has one ring-shaped opening region around the opening of the central portion, the present invention is not limited to this, and a plurality of rings may be provided or a part of the ring may be provided. May be used as a light shielding region, or a pattern in which openings and light shielding portions are two-dimensionally configured.

次に、少なくとも2つの開口領域を有する振幅素子と位相素子とを用いることにより、ガウスビームの中央部付近の強度分布が平坦化される現象について、物理的に考察する。   Next, the phenomenon in which the intensity distribution near the center of the Gaussian beam is flattened by using an amplitude element and a phase element having at least two aperture regions will be physically considered.

光ビームの一部を振幅素子(アパーチャ)により遮光して結像させたときに生じるサイドローブを有したビームスポットにおいて、中央のメインローブとサイドローブの間では位相が概略πずれる。これは、スリットによる回折を考えれば理解できる。理論上、スリットにより回折されたビームの振幅分布はsinc関数形状になる。sinc関数は、中央部のピーク位置における振幅を正とすると、サイドローブのピーク位置では「負の」振幅となり、これはメインローブに対してサイドローブの位相がπずれることを示している(振幅は正の値しかとらないため、「負の振幅」は正の振幅に対して位相がπずれていることを示す)。   In a beam spot having a side lobe that is generated when an image is formed by shielding a part of the light beam with an amplitude element (aperture), the phase is approximately shifted by π between the central main lobe and the side lobe. This can be understood by considering diffraction by the slit. Theoretically, the amplitude distribution of the beam diffracted by the slit has a sinc function shape. The sinc function has a negative amplitude at the side lobe peak position when the amplitude at the center peak position is positive, which indicates that the phase of the side lobe is shifted by π with respect to the main lobe (amplitude). Since only takes a positive value, “negative amplitude” indicates that the phase is shifted by π with respect to the positive amplitude).

アパーチャを通ったビームをレンズによって結像するとき、ビームスポットの形状は、アパーチャの形状のフーリエ変換に比例した関係にあり、アパーチャがレンズの前側焦点の位置にあれば、正確にフーリエ変換の関係になる。ここで、アパーチャの径を大きくしていくと、高周波成分が増えるため、ビームスポット径はどんどん細くなる。ここで、アパーチャをリング状にすると、アパーチャ形状に含まれる周波数成分は一部の高周波成分が強くなるため、ビームスポット径が細く且つサイドローブ強度が強いビームスポットが得られる。リング状のアパーチャの大きさを大きくすると、ビームスポット径はさらに細くなる。   When the beam passing through the aperture is imaged by the lens, the shape of the beam spot is proportional to the Fourier transform of the aperture shape, and if the aperture is at the position of the front focal point of the lens, the relationship of the Fourier transform is accurate. become. Here, as the diameter of the aperture is increased, the high-frequency component increases, so that the beam spot diameter becomes smaller. Here, when the aperture is formed in a ring shape, a part of the high-frequency components included in the aperture shape becomes stronger, so that a beam spot with a narrow beam spot diameter and a high sidelobe intensity can be obtained. Increasing the size of the ring-shaped aperture further reduces the beam spot diameter.

ここで、図4(a)のような振幅素子を介して結像したビームスポットの形状を考えるとき、中央部の円形開口のみを通って結像したビームと、リング状の円形開口のみを通って結像したビームの重ね合わせで考えればよい。図7に、中央部の第1の円形開口部のみを通って結像したビームスポットと、リング状の第2の円形開口領域のみを通って結像したビームスポットをそれぞれ示す。図7における縦軸は振幅を表しており、第2の円形開口領域がないときのビームスポットの振幅の最大値で規格化している。   Here, when considering the shape of the beam spot imaged through the amplitude element as shown in FIG. 4A, the beam imaged through only the central circular aperture and the ring-shaped circular aperture only. It can be considered by superimposing the beams formed in this way. FIG. 7 shows a beam spot imaged only through the first circular opening at the center and a beam spot imaged only through the ring-shaped second circular aperture region, respectively. The vertical axis in FIG. 7 represents the amplitude, which is normalized by the maximum value of the beam spot amplitude when there is no second circular aperture region.

第2の円形開口領域のみを通って結像したビームスポットは、中央部の円形開口のみを通って結像したビームのメインローブの中に、概略第2サイドローブまで含まれるようになっている。また、前述のように、メインローブと第1サイドローブは位相が概略πずれており、第1サイドローブと第2サイドローブの位相も概略πずれている。なお、メインローブ内、サイドローブ内における位相はほぼ一定と考えることができる(正確には一定ではないが、説明の簡単化のためほぼ一定であると考える)。ここで、これら2つのビーム間の位相を調整して(中央部の第1の円形開口部と第2の円形開口領域の間の位相を調整して)重ね合わせると、その位相調整量に応じて、「第2の開口なしのときのビームプロファイルを基準にして、第2の円形開口領域のみを通って結像したビームスポットのメインローブの位置において振幅を減少させ、第1のサイドローブの位置において振幅を増大させ、第2のサイドローブの位置において振幅を減少させる」ということが可能であり、第2の円形開口領域を付与することで、図5(b)に示すように「第2の開口なし」のビームプロファイルを、「第2の開口あり」のビームプロファイルに変換することができる。   The beam spot imaged only through the second circular aperture region is substantially included up to the second side lobe in the main lobe of the beam imaged only through the central circular aperture. . Further, as described above, the main lobe and the first side lobe are approximately π out of phase, and the first side lobe and the second side lobe are also approximately π out of phase. Note that the phase in the main lobe and the side lobe can be considered to be substantially constant (it is not exactly constant, but is considered to be substantially constant for the sake of simplicity). Here, when the phase between these two beams is adjusted (by adjusting the phase between the first circular opening and the second circular opening region in the center) and superposed, the phase adjustment amount depends on the phase adjustment amount. "With reference to the beam profile without the second aperture, the amplitude is reduced at the position of the main lobe of the beam spot imaged only through the second circular aperture region, and the first side lobe It is possible to increase the amplitude at the position and decrease the amplitude at the position of the second side lobe. ”By adding the second circular opening region, as shown in FIG. A beam profile with “no two apertures” can be converted to a beam profile with “second aperture”.

図7の例では、第2の円形開口領域のみを通って結像したビームスポットは、中央部の円形開口のみを通って結像したビームのメインローブの中に、第2サイドローブまで含まれるとして説明したが、必ずしもそのようにする必要はなく、メインローブの中に、少なくとも第1サイドローブの一部が含まれていれば良い。   In the example of FIG. 7, the beam spot imaged only through the second circular aperture region is included in the main lobe of the beam imaged only through the central circular aperture up to the second side lobe. However, it is not always necessary to do so, as long as at least a part of the first side lobe is included in the main lobe.

次に、第1の円形開口部と第2の円形開口領域の位相差を5π/8、5.5π/8(上で説明済み)、6π/8と変化させたときのシミュレーション結果を図8に示す。図8に示すように、第1の円形開口部と第2の円形開口領域の位相差を変化させることで、ガウスビームの中央部付近の強度分布の平坦さの程度が変化しているのが分かる。図8に示した結果のいずれにおいても、ガウスビームに比べると(図8の「第2開口なし」が近似的にガウスビームと見なせる)、中央部付近の強度分布が平坦化されており、図8に示した程度に平坦化されているのが望ましい。   Next, FIG. 8 shows simulation results when the phase difference between the first circular opening and the second circular opening region is changed to 5π / 8, 5.5π / 8 (described above), and 6π / 8. Shown in As shown in FIG. 8, the degree of flatness of the intensity distribution near the center of the Gaussian beam is changed by changing the phase difference between the first circular opening and the second circular opening region. I understand. In any of the results shown in FIG. 8, the intensity distribution near the center is flattened compared to the Gaussian beam (“No second aperture” in FIG. 8 can be approximately regarded as a Gaussian beam). It is desirable to be flattened to the extent shown in FIG.

上記では、振幅素子と位相素子を用いて、ガウスビームの中央部付近の強度分布を平坦化する方法を示したが、振幅素子の開口分布と位相素子の位相分布を制御することにより、様々なビームスポット形状を生成可能である。従って、本発明は、ガウスビームの中央部付近の強度分布を平坦化する用途に限らず、様々な用途に応用可能である。   In the above, the method of flattening the intensity distribution near the central part of the Gaussian beam using the amplitude element and the phase element has been described. However, by controlling the aperture distribution of the amplitude element and the phase distribution of the phase element, various methods can be used. A beam spot shape can be generated. Therefore, the present invention is not limited to the use for flattening the intensity distribution near the center of the Gaussian beam, but can be applied to various uses.

前述のように、図5は、開口の形状を円形としたときのシミュレーション結果であり、図6は、開口の形状を矩形としたときのシミュレーション結果である。これら2つのシミュレーション結果を見比べると、像面上におけるビームスポットのサイドローブ強度は開口の形状を矩形としたときの方が大きくなっている。参考までに、サイドローブのピーク強度は(第2の円形(矩形)開口領域がないときのビームスポットのピーク強度を100%としている)、以下のようになっている。   As described above, FIG. 5 shows a simulation result when the shape of the opening is circular, and FIG. 6 shows a simulation result when the shape of the opening is rectangular. Comparing these two simulation results, the side lobe intensity of the beam spot on the image plane is larger when the aperture shape is rectangular. For reference, the peak intensity of the side lobe (the peak intensity of the beam spot when there is no second circular (rectangular) opening region is 100%) is as follows.

<円形開口>
第2の円形開口領域がないとき:1.7%
第2の円形開口領域があるとき:3.3%
<矩形開口>
第2の矩形開口領域がないとき:4.7%
第2の矩形開口領域があるとき:11.4%
<Circular opening>
Without second circular opening area: 1.7%
When there is a second circular opening area: 3.3%
<Rectangular opening>
When there is no second rectangular opening area: 4.7%
When there is a second rectangular opening area: 11.4%

上記より、第2の円形(矩形)開口領域を設けることで、サイドローブのピーク強度が増大しているのが分かる。さらに、矩形開口では、第2の矩形開口領域を設けないときでもサイドローブのピーク強度が増大している。このように、矩形開口では回折の影響が強くなってしまい、サイドローブのピーク強度が増える。サイドローブ光はノイズ光であり、画像の品質劣化を引き起こしてしまう恐れがあるため、なるべく小さい方が好ましい。開口の形状は、矩形のものも本発明に適用可能であるが、円形や楕円形状の方が望ましい。   From the above, it can be seen that the peak intensity of the side lobe is increased by providing the second circular (rectangular) opening region. Further, in the rectangular opening, the peak intensity of the side lobe is increased even when the second rectangular opening region is not provided. In this way, the influence of diffraction becomes strong at the rectangular opening, and the peak intensity of the side lobe increases. Since the sidelobe light is noise light and may cause image quality deterioration, the sidelobe light is preferably as small as possible. A rectangular opening can be applied to the present invention, but a circular or elliptical shape is preferable.

上記のシミュレーション(図5及び6に示す)では、振幅素子と位相素子を集積化した例を示したが、必ずしも集積化する必要はなく、集積化しなくても図5及び6と同様のことを実現することは可能である。振幅素子と位相素子を離して設置するときは、前述のように第1の円形(矩形)開口部と第2の円形(矩形)開口領域の位相差を調整するといった簡単なものではなく、位相素子の位相分布はもっと複雑なものになる。振幅素子(位相素子)から出射された光が位相素子(振幅素子)に到達するまでに回折の影響を受けるため、位相素子の位相分布は複雑な形状になる。   In the above simulation (shown in FIGS. 5 and 6), an example in which the amplitude element and the phase element are integrated is shown, but it is not always necessary to integrate, and the same thing as in FIGS. It is possible to realize. When the amplitude element and the phase element are placed apart from each other, the phase difference between the first circular (rectangular) opening and the second circular (rectangular) opening area is not simply adjusted as described above. The phase distribution of the element becomes more complicated. Since the light emitted from the amplitude element (phase element) is affected by diffraction before reaching the phase element (amplitude element), the phase distribution of the phase element has a complicated shape.

上記のような、振幅素子と位相素子を用いて像面上でのビームスポットの形状を制御するためには、振幅素子と位相素子との相対位置が重要であり、相対位置がずれるとビームスポットの形状も変化してしまう。したがって、振幅素子と位相素子は集積化する方が本発明に好適である。本発明を用いることで、ビームスポット形状の整形する際、振幅素子及び位相素子の設置誤差に対して強くすることができる。さらに、位相素子は単純な位相分布の方が、その作製が容易というメリットもある。   In order to control the shape of the beam spot on the image plane using the amplitude element and the phase element as described above, the relative position between the amplitude element and the phase element is important. The shape of will also change. Therefore, it is preferable for the present invention to integrate the amplitude element and the phase element. By using the present invention, when shaping the beam spot shape, it is possible to strengthen against the installation error of the amplitude element and the phase element. Further, the phase element has a merit that the simple phase distribution is easy to manufacture.

次に、画像形成装置に用いられる光走査装置について説明する。   Next, an optical scanning device used in the image forming apparatus will be described.

図1は、フルカラー画像形成装置に展開した光走査装置である。図1の実施例では、ポリゴンミラー213に対して対向する方向に2ステーション分ずつ走査している。また、図1では、説明の簡略化のため、1ステーション分のみを図示している。図2はその断面図である。   FIG. 1 shows an optical scanning device developed in a full-color image forming apparatus. In the embodiment of FIG. 1, scanning is performed for two stations in a direction facing the polygon mirror 213. Further, in FIG. 1, only one station is shown for the sake of simplicity. FIG. 2 is a sectional view thereof.

図1に示す画像形成装置は、4つの感光体ドラム101、102、103、104を転写ベルト105の移動方向に沿って配列し、順次異なる色のトナー像を転写することでカラー画像を形成し、各光走査装置を一体的に構成し単一のポリゴンミラー213で全ての光ビームを走査する。   The image forming apparatus shown in FIG. 1 forms four color photosensitive drums 101, 102, 103, and 104 along the moving direction of the transfer belt 105 and sequentially transfers toner images of different colors to form a color image. Each optical scanning device is integrally configured, and all light beams are scanned by a single polygon mirror 213.

また、ここでは、各感光体に対して半導体レーザを対で配備し、副走査方向に記録密度に応じて1ラインピッチ分ずらして走査することにより、2ラインずつ同時に走査するようにしている。シリンダレンズ209は、一方を平面、もう一方を副走査方向に共通の曲率を有し、各光ビームは偏向面にて副走査方向に線状となるように収束され、偏向点と感光体面上とが副走査方向に共役となるようにすることでポリゴンミラーの面倒れ補正光学系をなす。   Further, here, a pair of semiconductor lasers are provided for each photoconductor, and scanning is performed by shifting one line pitch in the sub-scanning direction in accordance with the recording density so that two lines are simultaneously scanned. The cylinder lens 209 has one surface having a common curvature in the plane and the other in the sub-scanning direction, and each light beam is converged so as to be linear in the sub-scanning direction on the deflection surface. Are made conjugate with each other in the sub-scanning direction, thereby forming a polygon mirror surface tilt correction optical system.

図示されない半導体レーザから放射された光ビームは、カップリングレンズにより平行光束化され(201)、図示されないアパーチュアによりビーム整形された後、シリンドリカルレンズ209により副走査方向にのみ集束され、ポリゴンミラー213の偏向反射面位置に、主走査方向に長い線像として結像する。   A light beam emitted from a semiconductor laser (not shown) is converted into a parallel light beam by a coupling lens (201), shaped by an aperture (not shown), and then focused only in the sub-scanning direction by a cylindrical lens 209. A line image that is long in the main scanning direction is formed at the position of the deflecting reflecting surface.

各ステーションからのビームは各々副走査方向に平行に半導体レーザより射出され、平衡状態を保ったままポリゴンミラー反射面へ、反射面に対し垂直に入射される。   The beams from the respective stations are emitted from the semiconductor laser in parallel with the sub-scanning direction, and are incident on the polygon mirror reflecting surface perpendicular to the reflecting surface while maintaining the equilibrium state.

ポリゴンミラー213は、6面ミラーとし、偏向に用いないビーム間の部分にポリゴンミラーの内接円より若干小径となるように溝を設けて風損をより低減した形状とし、1層の厚さは約2mmとしている。   The polygon mirror 213 is a six-sided mirror and has a shape in which a groove is provided in a portion between the beams not used for deflection so that the diameter is slightly smaller than the inscribed circle of the polygon mirror to reduce the windage loss. Is about 2 mm.

fθレンズ2181、2182、2183、2184は全て同一形状のレンズであり、各感光体は1つのfθレンズに対応している。なお、fθレンズ2181及び2182(2183及び2184)は副走査方向に重ねて保持されている。   The fθ lenses 2181, 2182, 2183, and 2184 are all lenses having the same shape, and each photoconductor corresponds to one fθ lens. Note that the fθ lenses 2181 and 2182 (2183 and 2184) are held overlapping in the sub-scanning direction.

fθレンズ2181は、主走査方向にはポリゴンミラーの回転に伴って各感光体面上でビームが等速に移動するようにパワーを持たせた非円弧面形状となし、トロイダルレンズ220とともにポリゴンミラーの面倒れ補正機能をなし、fθレンズ2181を通過した後、折り返しミラー224で反射され、トロイダルレンズ220に入射し、さらに折返しミラー227で反射され、感光体ドラム102にスポット状に結像し、第1の光走査手段として、例えばイエロー画像を形成する。本実施例では、4つの感光体上を同時に走査し、4色の画像を同時に形成することができる。   The fθ lens 2181 has a non-arc surface shape in which power is given so that the beam moves at a constant speed on each photoconductor surface in accordance with the rotation of the polygon mirror in the main scanning direction. After having passed through the fθ lens 2181, it is reflected by the folding mirror 224, enters the toroidal lens 220, is further reflected by the folding mirror 227, and forms a spot image on the photosensitive drum 102. For example, a yellow image is formed as one optical scanning unit. In this embodiment, four photoconductors can be scanned simultaneously to form four color images simultaneously.

各光走査手段では、ポリゴンミラー213から感光体面に至る各光路長が一致するように、また、等間隔で配列された各感光体ドラムに対する入射位置、入射角が等しくなるように複数枚の折り返しミラーが配置される。   In each optical scanning means, a plurality of sheets are folded so that the optical path lengths from the polygon mirror 213 to the surface of the photoconductor coincide with each other, and the incident positions and incident angles with respect to the photoconductor drums arranged at equal intervals are equal. A mirror is placed.

上記の画像形成装置に用いられる光走査装置において、ビームスポットの形状をガウスビームの中央部付近における強度分布に比べて平坦になるようにビームスポットの形状を整形するメリットについて以下で説明する。   In the optical scanning device used in the image forming apparatus described above, the following describes the merit of shaping the beam spot shape so that the beam spot shape is flatter than the intensity distribution near the center of the Gaussian beam.

一般に、レーザからの出射光の強度分布はガウス分布をしており、ビームが結像する被走査面においてもガウス分布の強度分布を持ったビームスポットが得られる。ただし、途中でアパーチャ等によりビームの一部をカットする際には、アパーチャの形状に応じてsinc関数やエアリーパターンと呼ばれるサイドローブを有したビームスポットが得られるが、ビームの中央部付近では、ガウス分布にほぼ等しい強度分布を有している。ガウス状の強度分布は、中央部で最も強度が強く、周辺にいくにしたがって、強度が徐々に減衰していくようになっている。   In general, the intensity distribution of the light emitted from the laser has a Gaussian distribution, and a beam spot having an intensity distribution of the Gaussian distribution can be obtained even on the scanning surface on which the beam is imaged. However, when a part of the beam is cut in the middle with an aperture or the like, a beam spot having a side lobe called a sinc function or an Airy pattern is obtained according to the shape of the aperture, but in the vicinity of the center of the beam, It has an intensity distribution almost equal to the Gaussian distribution. The Gaussian intensity distribution has the strongest intensity at the center and gradually attenuates as it goes to the periphery.

レーザプリンタ等に利用されている、電子写真プロセスでは、以下のような流れて画像を形成する。まず、感光体を帯電し、感光体上にビームを照射して感光体を露光し画像パターンを形成し、帯電させたトナーを感光体上にくっつけて現像して感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を紙等の媒体に転写し、最後に熱等によりトナーを溶融して紙等の媒体に定着させる。   In an electrophotographic process used for a laser printer or the like, an image is formed in the following flow. First, the photosensitive member is charged, and the photosensitive member is exposed by irradiating a beam onto the photosensitive member to form an image pattern, and the charged toner is adhered to the photosensitive member and developed to form a toner image on the photosensitive member. Then, the toner image is transferred to a medium such as paper, and finally the toner is melted by heat or the like and fixed on the medium such as paper.

ここで、経時においても常に良好で安定した画像を出力し続けるために重要な技術として、トナーの帯電制御技術が挙げられ、トナーは経時においても初期と同じ電位に帯電させるのが理想的である。しかし、トナーの帯電を初期と経時で同一に保つのは非常に難しく、経時において、トナーの帯電状態が変動してしまう。トナーの帯電状態が変動すると、同じビームスポット径で露光したとしても、トナーで現像された後のトナースポット径が変動してしまい、出力された画像が劣化する。   Here, as an important technique for continuously outputting a good and stable image over time, there is a toner charge control technique, and it is ideal that the toner is charged to the same potential as the initial value over time. . However, it is very difficult to keep the toner charge the same between the initial time and time, and the charge state of the toner fluctuates with time. When the charged state of the toner fluctuates, even if exposure is performed with the same beam spot diameter, the toner spot diameter after development with toner fluctuates, and the output image deteriorates.

トナーの帯電の電位が高いと、ビームスポット径の裾野の方まで現像され、トナーの帯電の電位が低いと、ビームスポットの中央部付近でしか現像されない。したがって、トナーの帯電状態が変動したときに、現像後のトナースポット径が変動する理由として、露光する際のビームスポットの強度分布がガウス状であるということが挙げられる。理想的には、ビームスポットの強度分布がガウス状ではなく矩形状であれば、トナーの帯電状態が変動したとしても、現像後のトナースポット径は変動せず、常に均質なドットの画像が得られ、経時でも安定して良好な画像を提供できる。   When the charging potential of the toner is high, development is performed to the bottom of the beam spot diameter, and when the charging potential of the toner is low, development is performed only near the center portion of the beam spot. Accordingly, the reason that the toner spot diameter after development changes when the charged state of the toner fluctuates is that the intensity distribution of the beam spot during exposure is Gaussian. Ideally, if the intensity distribution of the beam spot is rectangular instead of Gaussian, the toner spot diameter after development will not change even if the charge state of the toner changes, and a uniform dot image will always be obtained. Therefore, a good image can be provided stably over time.

しかし、矩形状の強度分布をもったビームスポットを作り出すのは、現実的には非常に難しく、光学系も大型化してしまう。そこで、ビームスポットの中央部付近において強度分布をなるべく平坦化させることで、擬似的に上記のような効果を出すのが実用上は最もよい。   However, it is practically difficult to create a beam spot having a rectangular intensity distribution, and the size of the optical system is increased. In view of this, it is practically best to produce the above effect in a pseudo manner by flattening the intensity distribution as much as possible in the vicinity of the center of the beam spot.

ビームスポットの中央部付近において強度分布をなるべく平坦化させる方法として、前述のように、ビームを揺動させることにより、ビームを被走査面上で重ね合わせる方法が知られている。しかし、ビームを揺動させるためには可動部が必須であり、そのような可動を可能にするデバイス(アクチュエータ、MEMS等)において、現在のところ高速な画像形成装置に対応できる程高速なものはない(MEMSを用いた光走査は可能であるが、1走査において何度もビームを揺動させるわけであるから、非常に高速なデバイスが必要である)。それだけでなく、可動部は経時において品質を劣化させる要因になるため、できる限り用いない方が望ましい。したがって、前述のように、少なくとも2つの開口領域を有した振幅素子と、位相素子とを用いて、光学的に中央部付近におけるビームの強度分布がなるべく平坦なビームスポットを作り出すのが良い。   As a method for flattening the intensity distribution as much as possible near the center of the beam spot, as described above, there is known a method in which the beam is superimposed on the surface to be scanned by swinging the beam. However, in order to swing the beam, a movable part is indispensable, and among devices (actuators, MEMS, etc.) that enable such movement, those that are fast enough to handle high-speed image forming apparatuses are currently available. No (optical scanning using MEMS is possible, but since the beam is oscillated many times in one scanning, a very high-speed device is required). In addition, the movable part is a factor that degrades the quality over time, so it is desirable not to use it as much as possible. Therefore, as described above, it is preferable to create a beam spot that is as flat as possible in the optical intensity distribution near the center using an amplitude element having at least two aperture regions and a phase element.

なお、上述した実施形態における振幅素子(例えば、図4(a)や図6(a))は、従来から用いられているアパーチャの周辺部に第2の円形(矩形)開口領域を設けたような構成になっている。従って、従来では使用していなかった光を用いてビームスポットの強度分布をガウス状から、中心部が平坦化された強度分布をもつビームスポット形状を作り出しており、光利用効率は従来に対してほとんど変わらず、ビームスポット形状を整形したとしても光量損失のない光走査装置が得られる。   Note that the amplitude element in the above-described embodiment (for example, FIG. 4A and FIG. 6A) is provided with the second circular (rectangular) opening region in the peripheral portion of the conventionally used aperture. It is the composition. Therefore, a beam spot shape having a flattened intensity distribution is created from a Gaussian shape using a light that has not been used in the past. Almost unchanged, an optical scanning device with no light loss can be obtained even if the beam spot shape is shaped.

上記において、少なくとも2つの開口領域を有した振幅素子と、位相素子とを用いて、ビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化し、その振幅素子と位相素子とを用いて光走査装置を構成した例を示したが、ビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化する方法として、上記以外の方法を排除するものではない。ビームスポットの中央部付近における強度分布が平坦化されたビームスポットを用いて光走査する方式を本発明の範疇に含める。例えば、1つの開口領域を持った振幅素子と位相素子とを用いたときでも、ビームスポットの中央部付近における強度分布を平坦化することは可能であり、本発明の範疇に含める。   In the above, an amplitude element having at least two aperture regions and a phase element are used to flatten the intensity distribution near the center of the beam spot, and the amplitude element and the phase element are used to constitute an optical scanning device. However, as a method for flattening the intensity distribution in the vicinity of the center portion of the beam spot, methods other than those described above are not excluded. A method of optical scanning using a beam spot having a flat intensity distribution near the center of the beam spot is included in the scope of the present invention. For example, even when an amplitude element and a phase element having one aperture region are used, it is possible to flatten the intensity distribution near the center of the beam spot, which is included in the scope of the present invention.

前述のビームスポット整形方法を用いて光走査装置を構成する場合、ビームスポット形状の中央部付近を平坦化するのは、主走査方向、副走査方向の両方について行うのが最も望ましい。しかし、主走査、副走査の両方に対して平坦化を行うと、光走査装置に適用したときには、以下のような問題点が発生する。   When an optical scanning device is configured using the beam spot shaping method described above, it is most desirable to flatten the vicinity of the central portion of the beam spot shape in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. However, if flattening is performed for both main scanning and sub-scanning, the following problems occur when applied to an optical scanning device.

光走査装置においては、通常、光偏向手段としてポリゴンスキャナ等が用いられる。ポリゴンスキャナ等を用いて光走査する場合、主走査方向のビーム径が広いと光走査できる画角が狭くなってしまうため、像面上において所望の走査幅を得るために、ポリゴンスキャナが大型化するといった問題や、光路長が長くなり光走査装置が大型化するといった問題が発生してしまう。従って、主走査方向のビーム径が広くなるのはなるべく避ける必要がある。上記のような方法を用いて中央部付近におけるビームの強度分布を平坦すると、本発明の振幅素子および位相素子を出射したビームの幅は、従来のように中心部に単一の開口を有するアパーチャを出射したビームの幅に比べて、広くなる(像面上におけるビームスポット径が同じと仮定すると)。   In an optical scanning device, a polygon scanner or the like is usually used as an optical deflection unit. When optical scanning is performed using a polygon scanner or the like, if the beam diameter in the main scanning direction is wide, the angle of view that can be optically scanned becomes narrow, so the polygon scanner becomes larger in order to obtain a desired scanning width on the image plane. And a problem that the optical path length becomes long and the optical scanning device becomes large. Therefore, it is necessary to avoid the increase in the beam diameter in the main scanning direction as much as possible. When the intensity distribution of the beam near the center is flattened using the method as described above, the width of the beam emitted from the amplitude element and the phase element of the present invention is equal to the aperture having a single opening at the center as in the prior art. Becomes wider (assuming that the beam spot diameter on the image plane is the same).

ポリゴンスキャナの反射面に入射されるビームは、主走査方向は平行であるが、副走査方向はポリゴンスキャナの反射面上で一度集光するように入射される。従って、上記のような方法で中央部付近におけるビームの強度分布をなるべく平坦するのは副走査方向のみとするのが良く、そうすることで、ポリゴンスキャナや光走査装置が大型化するのを回避しつつ、経時でもドットが均質で且つ安定している光走査装置を実現できる。   The beam incident on the reflection surface of the polygon scanner is parallel in the main scanning direction, but is incident so as to be condensed once on the reflection surface of the polygon scanner in the sub-scanning direction. Therefore, it is preferable to flatten the intensity distribution of the beam near the center by the above method only in the sub-scanning direction, so that the polygon scanner and the optical scanning device can be prevented from becoming large. However, it is possible to realize an optical scanning device in which dots are uniform and stable over time.

主走査方向については、PWM(Purse Width Modulation:パルス幅変調)という技術を用いるのが良い。PWMとは、1画素を(主走査方向にずれた)複数のビームスポットで形成する技術であり(例えば、600dpiで32値PWMを用いると、42.3μm/32=1.3μmの主走査方向間隔でビームスポットの強度分布が重ね合わせられる)、PWMにより様々な階調を表現することができる。このPWMを用いて画像を形成すると、1画素が複数のビームスポットにより構成されているため、1画素を1つのビームスポットで形成したときに比べると、1画素の中心部付近におけるビームの強度分布は平坦に近づく。しかし、副走査方向には高密度にビームを重ね合わせることはできない(副走査方向の高密度化とプリント速度は反比例する)。従って、PWMの使用と、副走査方向のビームスポットの強度分布の中央部付近の平坦化を併用するのが良い。   For the main scanning direction, a technique called PWM (Purse Width Modulation) is preferably used. PWM is a technique for forming one pixel with a plurality of beam spots (shifted in the main scanning direction) (for example, when 32-value PWM is used at 600 dpi, the main scanning direction is 42.3 μm / 32 = 1.3 μm). The intensity distribution of beam spots is superimposed at intervals), and various gradations can be expressed by PWM. When an image is formed using this PWM, since one pixel is composed of a plurality of beam spots, the intensity distribution of the beam in the vicinity of the center of one pixel compared to when one pixel is formed with one beam spot. Approaches flat. However, it is impossible to superimpose beams in the sub-scanning direction at high density (high density in the sub-scanning direction and printing speed are inversely proportional). Therefore, it is preferable to use both PWM and flattening near the center of the intensity distribution of the beam spot in the sub-scanning direction.

上記に記載のような、ビームスポットの整形は、画像形成領域の全てのビームスポットに対して、同一の整形を行うため、上記の振幅素子と位相素子は、どちらも光偏向手段と光源の間に設置するのが良い。   Since the beam spot shaping as described above is the same shaping for all the beam spots in the image forming area, both the amplitude element and the phase element are provided between the light deflection means and the light source. It is good to install in.

図9に多色画像形成装置の基本的な構成を示す。   FIG. 9 shows a basic configuration of the multicolor image forming apparatus.

図9において、感光体1Y,1M,1C,1Kは矢印の方向に回転し、回転順に帯電器2Y,2M,2C,2K、現像器4Y,4M,4C,4K、転写用帯電手段6Y,6M,6C,6K、クリーニング手段5Y,5M,5C,5Kが配備されている。また、書込ユニット20は、本発明の光走査装置を複数用いて形成している。   In FIG. 9, photoconductors 1Y, 1M, 1C, 1K rotate in the direction of the arrow, and in the order of rotation, chargers 2Y, 2M, 2C, 2K, developing devices 4Y, 4M, 4C, 4K, transfer charging means 6Y, 6M. , 6C, 6K and cleaning means 5Y, 5M, 5C, 5K are provided. The writing unit 20 is formed by using a plurality of optical scanning devices of the present invention.

帯電部材2Y,2M,2C,2Kは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材である。この帯電部材と現像部材4Y,4M,4C,4Kの間の感光体表面に書き込みユニットによりビームが照射され、感光体に静電潜像が形成されるようになっている。そして、静電潜像に基づき、現像部材により感光体面上にトナー像が形成される。さらに、転写用帯電手段6Y,6M,6C,6Kにより、記録紙11に各色順次転写トナー像が転写され、最終的に定着手段30により記録試に画像が定着する。   The charging members 2Y, 2M, 2C, and 2K are charging members that constitute a charging device for uniformly charging the surface of the photoreceptor. The writing unit irradiates the photosensitive member surface between the charging member and the developing members 4Y, 4M, 4C, and 4K with a writing unit so that an electrostatic latent image is formed on the photosensitive member. Then, based on the electrostatic latent image, a toner image is formed on the photoreceptor surface by the developing member. Further, the respective transfer toner images are sequentially transferred to the recording paper 11 by the transfer charging means 6Y, 6M, 6C, and 6K, and finally the image is fixed on the recording test by the fixing means 30.

前述のような、ビームスポット形状の中央部付近の強度分布をなるべく平坦化することにより、トナーの帯電状態が変動したとしても、現像後のトナースポット径は変動せず、常に均質なドットの画像が得られ、経時でも安定して良好な画像を提供できる。また、経時においてもトナースポット径は変化しにくいため、電子写真プロセスの作蔵条件を制御するプロセスコントロールの回数を低減することができ、トナー消費量を低減することができる。   By flattening the intensity distribution near the center of the beam spot shape as described above as much as possible, the toner spot diameter after development does not fluctuate even if the charge state of the toner fluctuates. And can provide a stable and good image over time. In addition, since the toner spot diameter hardly changes over time, the number of process controls for controlling the storage conditions of the electrophotographic process can be reduced, and the toner consumption can be reduced.

上記では、多色画像形成装置を例に説明したが、単色の画像形成装置に対しても本発明は適用可能である。   In the above description, the multicolor image forming apparatus is described as an example. However, the present invention can be applied to a single color image forming apparatus.

また、本発明のビーム整形方法は、レーザ加工装置に対しても適用可能である。   The beam shaping method of the present invention can also be applied to a laser processing apparatus.

レーザ光を用いて穴あけ加工等を行う際、ビームスポットの形状がガウス状であると、中心部では貫通穴が形成されるが周辺部では光量不足のため穴が貫通しないといった不都合なことが起こるが、本発明のビームスポット整形方法を用いて、ガウス状のビームスポットの中心部の強度分布を平坦化することにより上記問題点を解決することができる。   When drilling or the like using laser light, if the beam spot has a Gaussian shape, a through hole is formed in the center, but there is an inconvenience that the hole does not penetrate due to insufficient light in the periphery. However, the above problem can be solved by flattening the intensity distribution at the center of the Gaussian beam spot using the beam spot shaping method of the present invention.

光走査装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of an optical scanning device. 光走査装置の断面図である。It is sectional drawing of an optical scanning device. (a)、(b)、及び(c)振幅素子と位相素子を用いてビームスポットを整形する様子を示す図である。(A), (b), (c) It is a figure which shows a mode that a beam spot is shaped using an amplitude element and a phase element. (a)は2つの円形開口部を有する振幅素子である。(b)は2つの円形開口部に位相差を設ける位相素子である。(c)は(a)に示す振幅素子と(b)に示す位相素子とを1枚に集積化した例である。(A) is an amplitude element having two circular openings. (B) is a phase element which provides a phase difference between two circular openings. (C) is an example in which the amplitude element shown in (a) and the phase element shown in (b) are integrated into one sheet. (a)はシミュレーションを行った光学系である。(b)はシミュレーション結果を第1の円形開口部の中心を通る線で切り取った断面図である。(c)は第2の円形開口領域がないときのシミュレーション結果である。(d)は第2の円形開口領域があるときのシミュレーション結果である。(A) is the optical system which performed the simulation. (B) is sectional drawing which cut off the simulation result with the line which passes along the center of a 1st circular opening part. (C) is a simulation result when there is no 2nd circular opening area | region. (D) is a simulation result when there exists a 2nd circular opening area | region. (a)はシミュレーションを行った光学系(振幅素子と位相素子とを一枚に集積化した例)である。(b)はシミュレーション結果を第1の矩形開口部の中心を通る線で切り取った断面図である。(c)は第2の矩形開口領域がないときのシミュレーション結果である。(d)は第2の矩形開口領域があるときのシミュレーション結果である。(A) is a simulated optical system (an example in which an amplitude element and a phase element are integrated into one sheet). (B) is sectional drawing which cut off the simulation result by the line which passes along the center of a 1st rectangular opening part. (C) is a simulation result when there is no second rectangular opening region. (D) is a simulation result when there exists a 2nd rectangular opening area | region. ガウスビームの中央部付近の強度分布を平坦化する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which flattens the intensity distribution near the center part of a Gaussian beam. 第1の円形開口部と第2の円形開口領域の位相差を変化させることで、ガウスビームの中央部付近の強度分布を平坦化させた図である。It is the figure which flattened intensity distribution near the central part of a Gaussian beam by changing the phase difference of the 1st circular opening part and the 2nd circular opening field. 画像形成装置の概略を示す図である。1 is a diagram illustrating an outline of an image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

101、102、103、104 感光体ドラム
105 転写ベルト
209 シリンドリカルレンズ
213 ポリゴンミラー
220 トロイダルレンズ
224、227 折り返しミラー
2181、2182、2183、2384 fθレンズ
Y イエロー
M マゼンダ
C シアン
K ブラック
1Y、1M、1C、1K 感光体
2Y、2M、2C、2K 帯電器
20 書き込みユニット
4Y、4M、4C、4K 現像器
5Y、5M、5C、5K クリーニング手段
6Y、6M、6C、6K 転写用帯電手段
101, 102, 103, 104 Photosensitive drum 105 Transfer belt 209 Cylindrical lens 213 Polygon mirror 220 Toroidal lens 224, 227 Folding mirror 2181, 2182, 2183, 2384 fθ lens Y Yellow M Magenta C Cyan K Black 1Y, 1M, 1C, 1K photoconductor 2Y, 2M, 2C, 2K charger 20 writing unit 4Y, 4M, 4C, 4K developing device 5Y, 5M, 5C, 5K cleaning means 6Y, 6M, 6C, 6K transfer charging means

Claims (11)

光源と、前記光源から出射された光ビームの一部を遮光し、一部を透過させる振幅素子と、前記光ビームの位相を制御する位相素子と、前記光ビームを結像する結像光学系とを有する光走査装置のビームスポット整形方法であって、
前記振幅素子は、少なくとも2つの開口領域を有し、像面上でのビームスポットの形状を整形することを特徴とするビームスポット整形方法。
A light source, an amplitude element that blocks and transmits part of the light beam emitted from the light source, a phase element that controls the phase of the light beam, and an imaging optical system that forms an image of the light beam A beam spot shaping method for an optical scanning device comprising:
The amplitude element has at least two aperture regions, and shapes the shape of the beam spot on the image plane.
ビームスポットの中央部付近における強度分布が、ガウスビームの中央部付近における強度分布に比べて平坦になるようにビームスポットの形状を整形することを特徴とする請求項1記載のビームスポット整形方法。   2. The beam spot shaping method according to claim 1, wherein the shape of the beam spot is shaped so that the intensity distribution near the center of the beam spot is flatter than the intensity distribution near the center of the Gaussian beam. 前記振幅素子は、中央の開口領域の周辺に第2の開口領域を有することを特徴とする請求項1又は2記載のビームスポット整形方法。   The beam spot shaping method according to claim 1, wherein the amplitude element has a second opening region around a central opening region. 前記位相素子は、少なくとも2つの開口領域に位相差を発生させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のビームスポット整形方法。   The beam spot shaping method according to any one of claims 1 to 3, wherein the phase element generates a phase difference in at least two aperture regions. 前記振幅素子は、楕円形状の開口領域を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のビームスポット整形方法。   5. The beam spot shaping method according to claim 1, wherein the amplitude element has an elliptical opening region. 6. 前記振幅素子と前記位相素子とが一体化して形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のビームスポット整形方法。   The beam spot shaping method according to any one of claims 1 to 5, wherein the amplitude element and the phase element are integrally formed. 光源と、前記光源からの出射される光ビーム一部を遮光し、一部を透過させる振幅素子と、前記光ビームの位相を制御する位相素子と、前記光源からの前記光ビームを偏向し走査する偏向手段と、前記偏向手段により走査された光ビームを像担持体上に結像させる走査光学系とを有する光走査装置において、
請求項1から6のいずれか1項記載のビームスポット整形方法を用いて前記像担持体上におけるビームスポットを整形することを特徴とする光走査装置。
A light source, an amplitude element that blocks a part of the light beam emitted from the light source and transmits the light part, a phase element that controls the phase of the light beam, and deflects and scans the light beam from the light source And a scanning optical system that forms an image on the image carrier with the light beam scanned by the deflection unit.
An optical scanning device characterized by shaping a beam spot on the image carrier using the beam spot shaping method according to any one of claims 1 to 6.
副走査方向のビームスポット径の形状を整形することを特徴とする請求項7記載の光走査装置。   8. The optical scanning device according to claim 7, wherein the shape of the beam spot diameter in the sub-scanning direction is shaped. 主走査方向において、1画素を複数のドットで形成することを特徴とをする請求項7又は8記載の光走査装置。   9. The optical scanning device according to claim 7, wherein one pixel is formed by a plurality of dots in the main scanning direction. 前記振幅素子と前記位相素子は、光偏向手段と前記光源の間に配置されることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項記載の光走査装置。   10. The optical scanning device according to claim 7, wherein the amplitude element and the phase element are disposed between an optical deflecting unit and the light source. 像担持体上に形成された静電像をトナーで顕像化する現像手段と、前記像担持体上に顕像化された画像を紙などの媒体に転写する転写手段とを有し、画像を出力する画像形成装置において、
請求項7から10のいずれか1項記載の光走査装置により前記像担持体上に静電像を形成することを特徴とする画像形成装置。
A developing unit that visualizes the electrostatic image formed on the image carrier with toner, and a transfer unit that transfers the image visualized on the image carrier to a medium such as paper. In an image forming apparatus that outputs
An image forming apparatus, wherein an electrostatic image is formed on the image carrier by the optical scanning device according to claim 7.
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