JP4698158B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に利用可能な光走査装置に関する。

従来、光走査装置は、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置において、例えば画像データに基づく潜像を感光体に形成させる画像形成部にレーザビームを供給する光学系として広く応用されている。

このような光走査装置は、光源としての半導体レーザ素子（レーザダイオード）、このレーザダイオードから出射されたレーザビームの断面形状を所定の大きさに絞り込むなどする偏向前（光源側）光学系、この絞り込まれたレーザビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）により感光体（感光体ドラム）の回転軸方向、すなわち主走査方向に偏向する走査光学系、この偏向されたレーザビームを感光体の像面の主走査方向に沿ったどの位置にもほぼ同様に結像させる偏向後（像面側）光学系等により構成される。なお、像面の主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。

このような光走査装置にあっては、一般的に感光体の像面上にフレア（サイドローブ）が発生することが知られる。このフレアが感光体を感光することにより、画質劣化、例えばカブリ、黒筋の原因となる。

特許文献１には、光走査装置の偏向前光学系における絞り（アパーチャ）の開口形状と、フレアとの関係が記載されている。

開口形状が図１（Ａ）に示す矩形である矩形アパーチャでは、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すように、主走査方向及び副走査方向と、フレア発生方向とが一致したフレアが発生している。

なお、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）は、アパーチャの形状をフーリエ変換したものであり、そのパターンは、回折現象を含む像面での光強度分布となっている。図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）は、像面における照射中心を原点とし、主走査方向及び副走査方向に正の領域（第１象限）のみを示している。図１（Ｂ）は、ピーク値を１に正規化し、０から０．０５間でを３０段階の等高線で表したものであり、図１（Ｃ）は、ピーク値を１に正規化し、０から０．１３５間でを３０段階の等高線で表したものである。以下の同種の図面も、同様な表示方法によっている。

また、開口形状が図２（Ａ）に示すような楕円形の楕円形アパーチャでは、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すようにフレアを分散することはできる。しかしながら、この楕円形アパーチャの場合には、全ての方向にフレアが発生してしまうと共に、アパーチャ外径（大きさ）も大きくなってしまうことから、偏向光学系のポリゴンミラーにケラレてしまう可能性がある。

従って、近年の高画質化への要求に対応するために、フレア防止の技術が種々提案されている。

特許文献１では、楕円形アパーチャの延長の技術として、上記楕円形に接する六角形のアパーチャを紹介しているが、フレアの発生傾向は上記楕円形アパーチャの場合とほぼ同様である。

また、特許文献２には、小絞り時の開口形状を従来の直線状を持つもの（絞り形状はひし形）から曲線形状を持つものに変えることでＸ字状のフレアの発生を防止する絞り装置が記載されている。

なお、楕円形アパーチャや曲線形状のアパーチャは、複数の直線で形成されたアパーチャに比較すると、製造などで不利な面がある。

さらに、特許文献３には、オーバーフィ−ルド走査光学系の問題点である光量ばらつきを抑えることを目的として、矩形アパーチャにおける上辺及び下辺を中央部に向かって突出している円弧に置き換えたアパーチャ形状が開示されている。このアパーチャ形状は、オーバーフィールド走査光学系ではポリゴンミラーにケラレてしまうため、フレアの発生パターンは矩形アパーチャとあまり大差がない。
特開平７−２６１１０６号公報 特開平４−１３１２２号公報 特開２００１−１２５０３３号公報

上述してきたように、矩形アパーチャの場合には、フレアの集中発生方向とレーザを走査する方向が一致してしまうという課題があり、また楕円形アパーチャではフレアを分散することはできるものの、全ての方向にフレアが発生してしまうと共に、アパーチャ外径も大きくなってしまうという課題を有していた。

さらに、副走査方向に、ある間隔でレーザビームを走査したときに隣り合うレーザビームのフレア同士が干渉して強め合うことがあるという課題も知られている。

そのため、従来一定個所に集中していたフレアを分散することにより、像面におけるフレア量をより少なくできると共に、フレアの発生方向も最適化できる光走査装置が求められている。

また、副走査方向にある間隔でレーザビームを走査したときに、隣り合うレーザビームのフレア同士の干渉を抑えることができる光走査装置も求められている。

本発明は、光源から出射されたレーザビームの断面形状を所定の形状に変換する偏向前光学手段と、この断面形状が変換されたレーザビームを被走査面の主走査方向に偏向走査する偏向光学手段と、この偏向走査されたレーザビームを被走査面上に向けて結像させる偏向後光学手段とを有する光走査装置において、上記偏向前光学手段は、開口形状が少なくとも５辺以上を有する多角形であり、かつ、上記開口形状の辺長及び頂点位置がフレアの分散方向を所定の方向にするように選定されたアパーチャを有することを特徴とする。ここで、当該アパーチャの開口形状が、（１）全ての辺の長さが等しい正多角形、（２）正方形、矩形又はひし形でなる第１及び第２の基本図形を重ねたときに、重なった部分及び重なっていない部分の全体でできる多角形、又は、（３）辺の数が奇数である奇数多角形であることが好ましい。

この本発明では、アパーチャの形状を、多角形化（辺数）、辺の長さ、頂点位置について最適化することで局地的に発生するフレアを分散し、フレア量を減少させ、フレアの発生方向を意図した方向にするものである。

すなわち、アパーチャの形状を多角形化することにより、フレアを分散することができる。また、フレアがアパーチャの中心と辺の中点を結ぶ方向に発生しやすく、中心と頂点を結ぶ方向には発生しにくいという特性を利用して、フレアを発生する方向を意図した方向にすることができる。

本発明によれば、像面におけるフレア量をより少なくできると共に、フレアの発生方向も最適化できる光走査装置を実現できる。

以下、図面を用いて、本発明の光走査装置の好適な実施形態について説明する。

図３は、後述する各実施形態に共通する光走査装置の全体構成を示す概略斜視図である。なお、図３は、モノクロ用画像形成装置に適用された光走査装置１０を示しているが、本発明の技術思想は、カラー用画像形成装置に適用された光走査装置にも適用可能である。

光走査装置１０は、画像内容に応じてオン、オフしているレーザビームを出射する半導体レーザ（光源）１２、半導体レーザ１２から出射されたレーザビームのビーム断面形状を所定の大きさ及び形状に整える偏向前（光源側）光学系１４、偏向前光学系１４を通過したレーザビームを、像面Ｓの主走査方向に向かって連続的に偏向（走査）する偏向装置１６、及び、偏向装置１６と像面Ｓとの間に配置され、偏向装置１６により偏向されたレーザビームを、像面Ｓの主走査方向に沿ったどの位置にも概ね等しい条件で結像させる偏向後光学系１８などにより構成されている。

なお、設計像面（例えば感光体ドラムの表面）を像面Ｓ、感光体ドラムの回転軸方向を主走査方向とし、さらに像面Ｓ上で主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。

偏向前光学系１４は、半導体レーザ１２から出射したレーザビームを、平行光あるいは集束光にするコリメートレンズ又は有限焦点レンズ２２、コリメートレンズ又は有限焦点レンズ２２を通過したレーザビームに対し、所定のビーム断面形状を付与するアパーチャ２４、アパーチャ２４を通過したレーザビームに対し副走査方向にのみ集束性を与える１以上のシリンダレンズ２６、２８などにより構成されている。

なお、アパーチャ２４は、入射側にコリメートレンズ２２が適用されている場合には任意の位置に配置され、入射側に有限焦点レンズ２２が適用されている場合には、後側焦点位置に配置される。

偏向装置１６は、複数の反射面を有するポリゴンミラー３０や、ポリゴンミラー３０を所定の方向（図中矢印により示される方向に）に所定速度で回転させるモータ（図示せず）により構成されている。

偏向後光学系１８は、偏向装置１６を介して、所定の有効偏向角の範囲内で偏向されたレーザビームを、像面（例えば感光体ドラム）Ｓの表面に、おおむね、直線状かつ等しいビーム径で結像させる、１以上の結像レンズ（ｆθレンズなど）３２、３４や、必要に応じてレーザビームを折り曲げる折り曲げミラー（図３のものは存在しない）などから構成されている。

なお、像面の主走査方向の走査始端側には、水平同期検出器３６が設けられており、ポリゴンミラー３０を回転させるスキャンモータや、半導体レーザ１２を画像内容に応じてオン、オフ制御する画像処理部（図示せず）などの全体動作を、この水平同期検出器３６の出力などを利用して同期させるようにしている。

本発明の各実施形態は、偏向前光学系１４におけるアパーチャ２４の開口部の形状（以下、単にアパーチャ形状とも呼ぶ）に特徴を有するものであり、他の構成要素は、各実施形態で共通するものである。

なお、カラー用の画像形成装置に適用された光走査装置であって、各色成分（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）毎に、偏向前光学系が設けられている場合には、各偏向前光学系のアパーチャとして、以下に示す同一のものが適用される。

次に、各実施形態でのアパーチャ２４の開口部の形状と像面Ｓに到達されたレーザビームにおけるフレア （サイドローブ） の状態について説明する。

各実施形態での共通技術思想（本発明の技術思想）は、アパーチャ形状に曲線は用いない、５角形以上の多角形化することによってフレアの発生する方向を分散、制御しようとしたものである。

すなわち、各実施形態ではアパーチャ形状を多角形化することによって、ビームスポットの周りに発生するフレアを分散する。また、フレアがアパーチャの中心と辺の中点を結ぶ方向に発生しやすく、中心と頂点を結ぶ方向には発生しにくいという特性を利用して、各実施形態ではフレアが発生する方向を制御する。

また、各実施形態の多角形アパーチャ形状は、基本図形（矩形、ひし形など）同士が重なった部分の形状、基本図形（楕円形、円形など）に内接する多角形、基本図形（矩形、ひし形など）同士が重なった複数の形状全体となっている。基本図形（楕円形、円形など）に内接する多角形のアパーチャ形状では、辺の数が奇数になっていることが好ましい。

（Ａ）第１の実施形態
図４（Ａ）は、第１の実施形態に係るアパーチャ形状を示しており、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、その形状を有するアパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンを示している。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）について上述したようにシミュレートされて形成されたものである。

第１の実施形態に係るアパーチャは、正方形（上位概念では矩形）とひし形が重なった部分で形成される八角形のアパーチャ形状を有する。

図４（Ａ）に示すように、対称軸ｘ（主走査方向）、ｙ（副走査方向が一致している正方形とひし形が重なった部分で形成される八角形のアパーチャ形状にあっては、正方形より角を取った形の八角形にすることにより、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、発生するフレアを角が取れた方向に分散し、フレア量を減少させる効果がある。

このことは、従来の矩形アパーチャに係る図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）と、第１の実施形態のアパーチャに係る図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）との比較から明らかである。

（Ｂ）第２の実施形態
図５（Ａ）は、第２の実施形態に係るアパーチャ形状を示しており、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、その形状を有するアパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンを示している。

第２の実施形態に係るアパーチャは、正方形（上位概念では矩形）とそれより４５度だけ回転した正方形（上位概念ではひし形）を結合することで形成される十六角形のアパーチャ形状を有する。

図５（Ａ）に示すように、対称軸ｘ、ｙが一致している矩形とひし形をひとつの塊にすることで形成される星形状の十六角形のアパーチャ形状にあっては、矩形のアパーチャではフレアが発生していた方向（主走査方向及び副走査方向）にひし形による角が新たに追加された形になっている。図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、効果としては、主走査方向及び副走査方向のフレアを減少させ、主走査方向及び副走査方向以外の外側へとフレアを分散する傾向が見られる。

（Ｃ）第３の実施形態
図６（Ａ）は、第３の実施形態に係るアパーチャ形状を示しており、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、その形状を有するアパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンを示している。

第３の実施形態に係るアパーチャは、対称軸ｘ、ｙが一致している、縦長及び横長の２個のひし形が重なりあった部分で形成される八角形（正八角形）のアパーチャ形状を有する。

図６（Ａ）に示すように、２個のひし形が重なりあった部分で形成される八角形のアパーチャ形状にあつては、上述した図４（Ａ）に示した八角形アパーチャの場合と同様に、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示すように、フレアを分散することができる。また、主走査方向及び副走査方向に、頂点がくるようにしているので、主走査方向及び副走査方向にはフレアが発生しにくい形状になっている。

（Ｄ）第４の実施形態
図７（Ａ）は、第４の実施形態に係るアパーチャ形状を示しており、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、その形状を有するアパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンを既述した図面と同様に、第１象限のみ示しており、図７（Ｄ）は、光強度分布パターン全体を示している。なお、図７（Ｄ）は、図７（Ｂ）の場合と同様な等高線比率で示している。

第４の実施形態に係るアパーチャは、図７（Ａ）に示すように、辺の数（従って頂点の数）が奇数である正五角形のアパーチャ形状を有する。正五角形のアパーチャ形状が有する後述するような特質は、辺及び頂点の数が奇数である他の正多角形も同様に有している。

辺の数が奇数の正五角形のアパーチャにおいては、条件次第では回折によるフレアの分散方向が、図７（Ｄ）に示すように、辺数（５）の倍（１０倍）になる。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、上述したように、辺の数が「偶数」である第１の実施形態の正八角形のアパーチャの場合を示しており、第４の実施形態の辺の数が奇数の正五角形のアパーチャと対比されるものである。

正五角形のアパーチャ場合、アパーチャ形状自体は上下対称になっていないが（すなわち、副走査方向には対称となっていないが）、図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）に示すように、像面でのビームプロファイル（光強度分布パターン全体）は上下、左右共に対称な形状になっている。また、正五角形のアパーチャ形状の方が正八角形のアパーチャ形状の場合より、フレアを分散する方向が多く、フレア量も小さくなっている。

（Ｅ）第５の実施形態
図８（Ａ）は、第５の実施形態に係るアパーチャ形状を示しており、図８（Ｂ）は、その形状を有するアパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターン全体を示している。

第５の実施形態に係るアパーチャ形状は、図８（Ａ）に示すように、１個の頂点が主走査方向の軸ｘに配置され、重心を中心とする左右非対称（上下対象）の五角形（奇数多角形）である。このアパーチャ形状では、主走査方向においては、中心と頂点の距離ｘ１より中心と辺の距離ｘ２の方が短くなる。

このことを利用すると、主走査方向のどちらか一方がポリゴンミラーにケラレてしまう光学系においては、ポリゴンミラーにケラレてしまう側（図８（Ａ）でのａ側）にアパーチャ形状の五角形の辺を向けることでケラレるのを防ぎ、走査領域を広げることができる。また、確実に走査領域を確保するには頂点が、水平同期検出器３６（図３参照）側にくるように設定すればよい。

なお、第５の実施形態に係る五角形アパーチャは、形状自体は左右対称ではないが、像面におけるビームプロファイルは、図８（Ｂ）に示すように、左右対称、上下対称な形状になる。

五角形より辺数が多い奇数多角形についても、第５の実施形態に係る五角形アパーチャと同様に、１個の頂点が主走査方向の軸ｘに配置された左右非対称な形状（上下は対称）を適用することができ、第５の実施形態に係る五角形アパーチャについて説明したと同様な効果などを得ることができる。

上述した第５の実施形態に係る五角形アパーチャはまた、五角形（奇数多角形）であり、言い換えると、縦横の比率が異なる例を示している。すなわち、円形に内接する正五角形の副走査方向の幅（縦）を縮小したか、及び又は、主走査方向の幅（横）を拡大したものである。

（Ｆ）第６〜第９の実施形態
既述した第１〜第４の実施形態のアパーチャも、縦横の比率が異なる形状のものにすることができ、それぞれ、本発明の第６〜第９の実施形態となる。ここで、縦横の比率は、例えば、実施形態のアパーチャを適用しようとする光走査装置がそれまで適用していた従来のアパーチャ形状（例えば、楕円形や矩形）と同じ縦横の比率とするようにしても良い。このようにすると、他の光学素子として、従来からのものをそのまま適用することができる。

例えば、図９（Ａ）に再掲載した第１の実施形態に係る正八角形アパーチャは、副走査方向の幅（縦）の縮小、及び又は、主走査方向の幅（横）の拡大を通じて、図９（Ｂ）に示すような縦横比が異なる八角形のアパーチャ形状に変換することができる。

この例のような縦横比が異なる多角形アパーチャの形状は、上述したように、基本図形によって形成される多角形を正多角形（全ての辺が等しく、円に頂点が接する状態）にし、その後、縦横の比率を主走査方向、副走査方向に拡大、縮小することで形成できる。この拡大縮小処理によって得られるアパーチャ形状にあっても、その前提となる正多角形が有するフレアを均等に分散できるという効果をほぼそのまま有する。なお、後述するように、主として副走査方向にはフレアの分布範囲が多少広くなっている。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、第１の実施形態の正八角形アパーチャ（図４（Ａ）〜図４（Ｃ）参照）に対して拡大縮小処理が施されて形成された第６の実施形態のアパーチャの形状、光強度分布パターンを示している。

図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）と、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）との比較から明らかなように、拡大縮小処理が施されたアパーチャの方が、副走査方向にはフレアの分布範囲が多少広くなっている。このことは、以下の第７〜第９の実施形態についても同様である。

図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、第２の実施形態の星形状の各辺の長さが等しい十六角形アパーチャ（図５（Ａ）〜図５（Ｃ）参照）に対して拡大縮小処理が施されて形成された第７の実施形態のアパーチャの形状、光強度分布パターンを示している。

図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、第３の実施形態の正八角形アパーチャ（図６（Ａ）〜図６（Ｃ）参照）に対して拡大縮小処理が施されて形成された第８の実施形態のアパーチャの形状、光強度分布パターンを示している。

図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、第４の実施形態の正五角形アパーチャ（図７（Ａ）〜図７（Ｃ）参照）に対して拡大縮小処理が施されて形成された第９の実施形態のアパーチャの形状、光強度分布パターンを示している。

上述した各実施形態（その変形実施形態を含む）では、フレアが分散され、副走査方向のフレアが従来より減少しているが、さらに、以下のようにすると、副走査方向で、ある間隔でレーザビームを走査したときに副走査方向に隣り合うレーザビームのフレア同士が干渉して強め合わないようにすることができる。

なお、従来のアパーチャ形状の場合でも、以下のようにすると、副走査方向に、ある間隔でレーザを走査したときに副走査方向で隣り合うレーザビームのフレア同士が干渉して強め合わないようにすることができる。

（Ｇ）第１０の実施形態
以下の説明は、他の本発明の実施形態（第１０の実施形態）の説明にもなっている。

まず、一方のレーザビームの第１フレア（サイドロープ）が、他方のレーザビームのフレアとの干渉によって強め合わないようにする条件について説明する。

ある走査位置における主走査方向と直交する微小範囲を通過するレーザビームのエネルギー分布は、レーザビームの強度分布を積分することで得られる。この微小範囲において、１回目の感光体ドラムへの書込みに対して、副走査方向に間隔ｄだけ離して２回目の書き込みを行ったとする。また、微小範囲を通過するビームプロファイルは１回目及び２回目共に同じであると仮定する。

図１４（Ａ）に示すようなビームプロファイルを、主走査方向に積分することで得られる図１４（Ｂ）（図１４（Ｃ））に示す副走査方向の強度分布（エネルギー分布）において、最大値をとる点を原点とし、図１４（Ｃ）に示すような座標系をとったときに、プラス方向に極小値をとる点の座標を原点側から順にａ１、ａ２、ａ３、…、マイナス方向に極小値をとる点の座標を原点側から順にａ１’、ａ２’、ａ３’、…とする。また、プラス方向に極大値（但し、最大値となる原点は除く）をとる点の座標を原点側から順にｂ１、ｂ２、ｂ３、…、マイナス方向に極大値（但し、最大値となる原点は除く）をとる点の座標を原点側から順にｂ１’、ｂ２’、ｂ３’、とする。

このとき、一方のビームＢ１の第１フレア（サイドロープ）が、他方のビームＢ２のフレア（例えば第１フレア）との干渉によって強め合うのは、図１５に示すように、極大値の座標が一致するときである。

この図１５からは、一方のビームＢ１の第１フレア（サイドロープ）が、他方のビームＢ２のフレア（例えば第１フレア）との干渉によって強め合わないようにするには、以下の条件式（１）又は（２）を満足すれば良いことが分かる。なお、ｄは、副走査方向に隣り合う２個のビームの最大値ピーク間の距離である。

ｄ≠｜ｂ１｜＋｜ｂｎ’｜ …（１）
ｄ≠｜ｂｎ｜＋｜ｂ１’｜ …（２）
（但し、ｎは１、２、３、…である）
これら（１）式及び（２）式を満足するような、主走査方向に積分した副走査方向の強度分布が生じるアパーチャの形状や大きさ（外径）を選定すれば良い。

次に、一方のビームの第１フレアと他方のフレアとの干渉を最小にする条件について説明する。

干渉を最小にするためには、図１６（Ａ）又は図１６（Ｂ）に示すように、一方のビームＢ１の第１フレアのピークと、他方のビームＢ２のフレアとフレアの間にある谷（極小値）とが重なるようにすれば良い。すなわち、以下の条件式（３）又は（４）を満足すれば良い。

ｄ＝｜ｂ１｜＋｜ａｎ’｜ …（３）
ｄ＝｜ｂ１’｜＋｜ａｎ｜ …（４）
（但し、ｎは１、２、３、…である）
これら（３）式及び（４）式を満足するような、主走査方向に積分した副走査方向の強度分布が生じるアパーチャの形状や大きさ（外径）を選定すれば良い。

例えば、上述したように、正多角形のアパーチャに対し、主走査方向の幅を拡大し、及び又は、副走査方向の幅を縮小したアパーチャは、元の正多角形のアパーチャに比較すると、主走査方向に積分した副走査方向の強度分布の極小値や極大値の位置が変化する。すなわち、拡大縮小率などを適宜選定することにより、上述した（１）式〜（４）式の所望の式を満足させることができる。

（Ｈ）他の実施形態
本発明の光走査装置の適用対象は、レーザビームプリンタ装置や複写機に限定されず、各種の装置に適宜適用することができる。

従来の矩形アパーチャの形状と、その矩形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 従来の楕円形アパーチャの形状と、その楕円形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 各実施形態の光走査装置に共通する概略構成例を示す概略斜視図である。 第１の実施形態の正八角形アパーチャの形状と、その正八角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 第２の実施形態の星形状の正十六角形アパーチャの形状と、その正十六角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 第３の実施形態の正八角形アパーチャの形状と、その正八角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 第４の実施形態の正五角形アパーチャの形状と、その正五角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 第５の実施形態の五角形アパーチャの形状と、その五角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 正多角形のアパーチャ形状に対する拡大縮小処理で縦横比が異なる多角形アパーチャを形成することの説明図である。 第６の実施形態の八角形アパーチャの形状と、その八角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 第７の実施形態の星形状の十六角形アパーチャの形状と、その十六角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 第８の実施形態の八角形アパーチャの形状と、その八角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 第９の実施形態の五角形アパーチャの形状と、その五角形アパーチャを通過したレーザビームの像面での光強度分布パターンとを示す説明図である。 本発明に係る光走査装置において、主走査方向に強度分布を積分して得た副走査方向の強度分布の説明図である。 本発明に係る光走査装置において、副走査方向で隣り合うレーザビームのフレア同士が干渉して強め合わない条件の説明図である。 本発明に係る光走査装置において、副走査方向で隣り合うレーザビームのフレア同士の干渉を最小にする条件の説明図である。

符号の説明

１０…光走査装置、２４…アパーチャ。

Claims (5)

1. 光源から出射されたレーザビームの断面形状を所定の形状に変換する偏向前光学手段と、この断面形状が変換されたレーザビームを被走査面の主走査方向に偏向走査する偏向光学手段と、この偏向走査されたレーザビームを被走査面上に向けて結像させる偏向後光学手段とを有する光走査装置において、
   上記偏向前光学手段は、開口形状が少なくとも５辺以上を有する多角形であり、かつ、上記開口形状の辺長及び頂点位置がフレアの分散方向を所定の方向にするように選定されたアパーチャを有し、当該アパーチャの開口形状の多角形が、全ての辺の長さが等しい正多角形であることを特徴とする光走査装置。
2. 光源から出射されたレーザビームの断面形状を所定の形状に変換する偏向前光学手段と、この断面形状が変換されたレーザビームを被走査面の主走査方向に偏向走査する偏向光学手段と、この偏向走査されたレーザビームを被走査面上に向けて結像させる偏向後光学手段とを有する光走査装置において、
   上記偏向前光学手段は、開口形状が少なくとも５辺以上を有する多角形であり、かつ、上記開口形状の辺長及び頂点位置がフレアの分散方向を所定の方向にするように選定されたアパーチャを有し、当該アパーチャの開口形状が、正方形、矩形又はひし形でなる第１及び第２の基本図形を重ねたときに、重なった部分及び重なっていない部分の全体でできる多角形であることを特徴とする光走査装置。
3. 光源から出射されたレーザビームの断面形状を所定の形状に変換する偏向前光学手段と、この断面形状が変換されたレーザビームを被走査面の主走査方向に偏向走査する偏向光学手段と、この偏向走査されたレーザビームを被走査面上に向けて結像させる偏向後光学手段とを有する光走査装置において、
   上記偏向前光学手段は、開口形状が少なくとも５辺以上を有する多角形であり、かつ、上記開口形状の辺長及び頂点位置がフレアの分散方向を所定の方向にするように選定されたアパーチャを有し、当該アパーチャの開口形状が、辺の数が奇数である奇数多角形であることを特徴とする光走査装置。
4. 上記奇数多角形の１個の頂点が、開口中心を通る主走査方向に沿った軸線上に設けられ、上記奇数多角形が上記軸線を対称軸とした線対称のものであることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 上記軸線上に設けられた頂点と対向する辺を、上記偏向光学手段によりレーザビームがケラレてしまう側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。

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