JP2002316440A - Laser light source and imaging apparatus - Google Patents

Laser light source and imaging apparatus

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JP2002316440A
JP2002316440A JP2001356668A JP2001356668A JP2002316440A JP 2002316440 A JP2002316440 A JP 2002316440A JP 2001356668 A JP2001356668 A JP 2001356668A JP 2001356668 A JP2001356668 A JP 2001356668A JP 2002316440 A JP2002316440 A JP 2002316440A
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JP
Japan
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laser
light
laser array
light source
heat
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Application number
JP2001356668A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiya Omori
誠也 大森
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser light source and an imaging apparatus which can suppress a density difference and a color difference of images. SOLUTION: A laser array light source 40 comprises a sub mount 44 bonded by an adhesive 46 onto a heat sink 42 and a laser array chip 48 mounted on the sub mount 44 via contact electrodes 50. Each trench 54 is formed between light emitting points 52. Also each trench 58 is formed correspondingly to a position of the trench 54 of the sub mount 44. A thermal interference resistance among lasers is made higher than a thermal resistance from the laser array chip 48 to the heat sink 42 by the trenches 54 and 58, and therefore the heat radiation efficiency is improved and a variation in the quantity of light among lasers is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザアレイ光源及
び画像形成装置に係り、より詳しくは、レーザプリン
タ、複写機等の、レーザアレイを含む光走査装置を備え
たレーザ光源及び画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser array light source and an image forming apparatus, and more particularly, to a laser light source and an image forming apparatus having an optical scanning device including a laser array, such as a laser printer and a copying machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体レーザを用いたレーザプリ
ンタ、複写機などのカラー画像形成装置は、高速高画質
プリントに加え、コンパクト、低価格化が進んできてい
る。高速高画質プリントは、レーザ光源を備えた光走査
装置を各色毎に複数配置したり、複数の各色のレーザビ
ームを単一の光源から出射するレーザアレイを用いたり
することにより高速化を図ると共に走査線の高密度化を
図ることで実現している。
2. Description of the Related Art In recent years, color image forming apparatuses such as laser printers and copiers using semiconductor lasers have been reduced in size and cost in addition to high-speed and high-quality printing. High-speed, high-quality printing is achieved by increasing the speed by arranging a plurality of optical scanning devices equipped with laser light sources for each color or using a laser array that emits a plurality of laser beams of each color from a single light source. This is achieved by increasing the density of scanning lines.

【0003】図20には、光走査装置を各色毎に複数配
置した所謂タンデム型の画像形成装置を示した。図20
に示す画像形成装置100は、記録紙の搬送方向に並列
に配置され、後述する光走査装置によってレーザビーム
の露光を受けることにより表面に静電潜像を形成する感
光体ドラム104と、感光体ドラム104を帯電するコ
ロトロン等の帯電器150と、R(レッド)、G(グリ
ーン)、B(ブルー)のカラーデータに所定の処理を施
して得られたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シ
アン)、K(ブラック)の画像データに基づいて変調さ
れたレーザビームを出射する光走査装置102と、光走
査装置102から出射されたレーザビームを感光体ドラ
ム104に導くシリンドリカルミラー152と、感光体
ドラム104に形成された静電潜像をそれぞれY、M、
C、Kのトナーで現像する現像器154と、記録紙15
6を感光体ドラム104の配置方向に搬送して、感光体
ドラム104上に形成された各色のトナー像を記録紙1
56上に転写させる搬送ベルト158と、感光体ドラム
104上に残留したトナーを除去するクリーナ160
と、各色の転写が終了した記録紙156の転写像を定着
する定着ロール162を有して構成されている。
FIG. 20 shows a so-called tandem type image forming apparatus in which a plurality of optical scanning devices are arranged for each color. FIG.
The image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is arranged in parallel in the recording paper conveyance direction, and receives an exposure of a laser beam by an optical scanning device described later to form an electrostatic latent image on a surface thereof; A charger 150 such as a corotron for charging the drum 104, and Y (yellow), M (magenta), and Y (yellow) obtained by performing predetermined processing on R (red), G (green), and B (blue) color data An optical scanning device 102 that emits a laser beam modulated based on C (cyan) and K (black) image data; a cylindrical mirror 152 that guides the laser beam emitted from the optical scanning device 102 to a photosensitive drum 104; , The electrostatic latent images formed on the photosensitive drum 104 are respectively represented by Y, M,
A developing device 154 for developing with C and K toners;
6 in the direction in which the photosensitive drum 104 is disposed, and the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drum 104 are recorded on the recording paper 1.
And a cleaner 160 for removing toner remaining on the photosensitive drum 104.
And a fixing roll 162 for fixing the transfer image of the recording paper 156 to which the transfer of each color has been completed.

【0004】しかしながら、図20に示すように、各色
毎に光走査装置102、感光体104、帯電器150、
現像器154、クリーナー160等を設けた構成の場
合、最も外側の感光体102間の距離L1が長くなり、
画像形成装置100が大型化する、という問題があっ
た。
However, as shown in FIG. 20, the light scanning device 102, the photoconductor 104, the charger 150,
In the case where the developing device 154, the cleaner 160, and the like are provided, the distance L1 between the outermost photoconductors 102 becomes longer,
There is a problem that the image forming apparatus 100 becomes large.

【0005】また、図21には、複数の各色のレーザビ
ームを単一の光源から出射するレーザアレイを用いた画
像形成装置を示した。図21に示す画像形成装置107
は、4本のレーザビーム106を出射する半導体レーザ
アレイ(図示せず)と、半導体レーザアレイから出射さ
れた4本のレーザビーム106を共通に反射偏向するポ
リゴンミラー164と、ポリゴンミラー164で反射偏
向した4本の偏向ビームを所定の方向に導く反射ミラー
166と、反射ミラー166で反射した4本のレーザビ
ーム106をそれぞれ主走査方向に集束させて感光体ド
ラム108の露光ライン上を等速度で走査させるfθレ
ンズ168と、異なった角度の4つの入射面を有するプ
リズムと4枚のミラーを組み合わせて成り、fθレンズ
168を通過した4本のレーザビーム106を感光体ド
ラム108の配列位置に応じた方向に分離するプリズム
型反射鏡170と、プリズム型反射鏡170によって分
離された4本のレーザビーム106をそれぞれ対応する
感光体ドラム108に導く反射ミラー172と、反射ミ
ラー172で反射した4本のレーザビーム106を副走
査方向にそれぞれ集束させるシリンドリカルレンズ17
4により構成されている。
FIG. 21 shows an image forming apparatus using a laser array that emits a plurality of laser beams of each color from a single light source. Image forming apparatus 107 shown in FIG.
Is a semiconductor laser array (not shown) that emits four laser beams 106, a polygon mirror 164 that commonly reflects and deflects the four laser beams 106 emitted from the semiconductor laser array, and a polygon mirror 164 that reflects the four laser beams 106. A reflecting mirror 166 for guiding the four deflected beams in a predetermined direction, and four laser beams 106 reflected by the reflecting mirror 166 are respectively focused in the main scanning direction, so that the laser beams 106 are uniformly moved on the exposure line of the photosensitive drum 108 on the exposure line. Lens 168, a prism having four incident surfaces at different angles, and four mirrors are combined, and the four laser beams 106 passing through the fθ lens 168 are arranged at the arrangement position of the photosensitive drum 108. A prism-type reflecting mirror 170 for separating light in a corresponding direction, and four laser beams separated by the prism-type reflecting mirror 170. A reflecting mirror 172 for guiding the beam 106 to the corresponding photosensitive drum 108, and a cylindrical lens 17 for focusing the four laser beams 106 reflected by the reflecting mirror 172 in the sub-scanning direction.
4.

【0006】しかしながら、図21に示すように、複数
のレーザビーム106を図示しない単一の光源から出射
するレーザアレイ光源を用いた場合には、複数のレーザ
光を光学的に割り振るため光走査装置109内の光路設
計が複雑になる、という問題があった。また、感光体ド
ラム108のそれぞれの間には、図示は省略したがクリ
ーナ、現像器等の関連装置が配置されているため、感光
体ドラム108のそれぞれの間の距離が決まっており、
この各感光体ドラム108の位置に合わせて反射ミラー
172が配置されるため、最も外側の反射ミラー172
間の距離L1が、最も外側の反射ミラー172と感光体
ドラム108の結像位置との距離L2に比べて非常に大
きくなり、光走査装置107が大型化する、という問題
があった。
However, as shown in FIG. 21, when a laser array light source that emits a plurality of laser beams 106 from a single light source (not shown) is used, an optical scanning device for optically allocating a plurality of laser beams is used. There is a problem that the optical path design in the circuit 109 becomes complicated. In addition, although not shown, related devices such as a cleaner and a developing device are arranged between each of the photosensitive drums 108, so that the distance between each of the photosensitive drums 108 is determined.
Since the reflection mirror 172 is arranged in accordance with the position of each photoconductor drum 108, the outermost reflection mirror 172 is provided.
The distance L1 between the outermost reflection mirror 172 and the image forming position of the photosensitive drum 108 is much larger than the distance L2 between the outermost reflection mirror 172 and the imaging position of the photosensitive drum 108, and the optical scanning device 107 becomes large.

【0007】このような、画像形成装置の大型化、光走
査装置の大型化を防ぐため、例えば特開平10−206
08号公報には、図22、23、24に示すような画像
形成装置101、103、105が提案されている。
In order to prevent such an increase in the size of the image forming apparatus and the size of the optical scanning device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-206
No. 08 proposes image forming apparatuses 101, 103, and 105 as shown in FIGS.

【0008】図22に示す画像形成装置101は、Y、
M、C、Kの画像データに基づいて変調された4本のレ
ーザビームを出射する光走査装置11と、光走査装置1
1から出射された4本のレーザビームに対応して設けら
れ、該レーザビームによる露光により表面に静電潜像を
それぞれ形成する感光体ドラム32と、により構成され
ている。
The image forming apparatus 101 shown in FIG.
An optical scanning device 11 for emitting four laser beams modulated based on M, C, and K image data, and an optical scanning device 1
The photosensitive drum 32 is provided corresponding to the four laser beams emitted from 1 and forms an electrostatic latent image on the surface by exposure with the laser beam.

【0009】光走査装置11は、近接した4本のレーザ
ビーム13を出射するレーザアレイ光源12と、レーザ
アレイ光源12から出射された拡散する4本のレーザビ
ームをそれぞれ平行ビームにするコリメータレンズ14
と、コリメータレンズ14を通過した4本のレーザビー
ムをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカルレ
ンズ16と、シリンドリカルレンズ16を通過した4本
のレーザビームを所定の方向に反射する反射ミラー18
と、反射ミラー18で反射した4本のレーザビームを所
定方向へ反射偏向するポリゴンミラー20と、ポリゴン
ミラー20で反射偏向した4本のレーザビームをそれぞ
れ主走査方向、及び副走査方向に集束させて感光体ドラ
ム32の露光ライン上を等速度で走査させるfθレンズ
22と、fθレンズ22を通過した4本のレーザビーム
を所定の方向に反射する反射ミラー24と、出射窓支持
部材25上に支持され、反射ミラー24で反射した4本
のレーザビームを感光体ドラム32の配列位置に応じた
方向に分離する光分離多面鏡26と、光分離多面鏡26
で分離された4本のレーザビームをそれぞれ対応する感
光体ドラム32に導く最終ミラー(シリンドリカルミラ
ー)28と、で構成されている。
The optical scanning device 11 includes a laser array light source 12 for emitting four adjacent laser beams 13 and a collimator lens 14 for converting the four laser beams emitted from the laser array light source 12 into parallel beams.
And a cylindrical lens 16 for focusing the four laser beams passing through the collimator lens 14 in the sub-scanning direction, respectively, and a reflecting mirror 18 for reflecting the four laser beams passing through the cylindrical lens 16 in a predetermined direction.
A polygon mirror 20 for reflecting and deflecting the four laser beams reflected by the reflection mirror 18 in a predetermined direction, and focusing the four laser beams reflected and deflected by the polygon mirror 20 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively. Lens 22 for scanning the exposure line of the photosensitive drum 32 at a constant speed, a reflecting mirror 24 for reflecting four laser beams passing through the fθ lens 22 in a predetermined direction, and an emission window support member 25. A light separating polygon mirror 26 for separating the four laser beams supported and reflected by the reflecting mirror 24 in a direction corresponding to the arrangement position of the photosensitive drums 32;
And a final mirror (cylindrical mirror) 28 for guiding each of the four laser beams separated by the above to the corresponding photosensitive drum 32.

【0010】光分離多面鏡26は、入射する4本のレー
ザビームの中心を通り、これらのレーザビームの光軸と
平行な面に関して対称な位置に、それぞれレーザビーム
の入射方向に対して互いに異なった所定の角度で2面ず
つ配置させられ、入射した4本のレーザビームを4つの
異なった方向に反射する反射面を有して構成されてい
る。反射面の反射角は、感光体ドラム32の配列位置に
応じて最終ミラー28の位置と含めてレーザアレイ光源
12から感光体ドラム32までの各光路長が等しくなる
ように設定される。
The light separating polygon mirror 26 passes through the center of the four incident laser beams and is symmetrical with respect to a plane parallel to the optical axis of these laser beams, and is different from each other with respect to the incident direction of the laser beams. The two laser beams are arranged at predetermined angles, and are provided with reflecting surfaces for reflecting the four incident laser beams in four different directions. The reflection angle of the reflecting surface is set so that the optical path length from the laser array light source 12 to the photosensitive drum 32 becomes equal including the position of the final mirror 28 in accordance with the arrangement position of the photosensitive drum 32.

【0011】最終ミラー28は、光分離多面鏡26に入
射する4本のレーザビームの中心を通り、それらのレー
ザビームの光軸に平行な面に関して対称で、且つ、感光
体ドラム32の配列位置に基づいて光分離多面鏡26の
反射面の反射角との関係を含めてレーザアレイ光源12
から感光体ドラム32までの各光路長が等しくなるよう
に設定された位置に配置されている。また、両外側に配
置されている最終ミラー28間の距離L1が、最終ミラ
ー28と感光体ドラム32の結像位置との間の距離L2
の2倍より小さく設定されている。
The final mirror 28 passes through the center of the four laser beams incident on the light separating polygon mirror 26, is symmetrical with respect to a plane parallel to the optical axis of the laser beams, and has an arrangement position of the photosensitive drum 32. Of the laser array light source 12 including the relationship with the reflection angle of the reflection surface of the light separating polygon mirror 26 based on the
And the photosensitive drum 32 are arranged at positions set so that the optical path lengths are equal. The distance L1 between the final mirrors 28 disposed on both outer sides is the distance L2 between the final mirror 28 and the image forming position of the photosensitive drum 32.
Is set to be smaller than twice.

【0012】感光体ドラム32は、その転写部における
転写媒体への転写効率を100%に設計して、クリーナ
や廃トナー貯蔵部を不要にしたので、小さな中心間距離
L3で配列されている。
The photosensitive drums 32 are arranged with a small center-to-center distance L3 because the transfer efficiency to the transfer medium in the transfer section is designed to be 100% and a cleaner and a waste toner storage section are not required.

【0013】また、図22に示すように、レーザアレイ
光源12は制御装置15によって制御される。また、制
御装置15は、図示しないAPC回路を含んでおり、レ
ーザアレイ光源12に設けられたレーザビーム13のバ
ックビームを検知するための図示しないフォトダイオー
ドの出力(レーザビームの光量)をモニタして、光量が
予め定めた所定光量になるように光量調整する、所謂A
PC(Auto Power Control)制御を行うことができると
共に、入力された画像信号に応じて各レーザビームのオ
ンオフのタイミングを制御する。
Further, as shown in FIG. 22, the laser array light source 12 is controlled by a control device 15. Further, the control device 15 includes an APC circuit (not shown), and monitors an output (light amount of the laser beam) of a photodiode (not shown) for detecting a back beam of the laser beam 13 provided in the laser array light source 12. The light amount is adjusted so that the light amount becomes a predetermined light amount, so-called A
PC (Auto Power Control) control can be performed, and the on / off timing of each laser beam is controlled according to an input image signal.

【0014】次に、図23に示す画像形成装置103に
ついて説明する。なお、図22に示す画像形成装置10
1と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。
Next, the image forming apparatus 103 shown in FIG. 23 will be described. The image forming apparatus 10 shown in FIG.
The same reference numerals are given to the same portions as 1 and their description is omitted.

【0015】画像形成装置103は、最終ミラー28を
反射ミラーとし、最終ミラー28で反射したレーザビー
ムをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカルレ
ンズ30を備えている。
The image forming apparatus 103 includes a cylindrical lens 30 that uses the final mirror 28 as a reflection mirror and focuses the laser beams reflected by the final mirror 28 in the sub-scanning direction.

【0016】次に、図24に示す画像形成装置105に
ついて説明する。なお、図22に示す画像形成装置10
1と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。
Next, the image forming apparatus 105 shown in FIG. 24 will be described. The image forming apparatus 10 shown in FIG.
The same reference numerals are given to the same portions as 1 and their description is omitted.

【0017】画像形成装置105は、感光体32が中間
転写ドラム34上に配置されており、中間転写ドラム3
4の下方に転写ロール36が配置された構成である。
In the image forming apparatus 105, the photosensitive member 32 is disposed on the intermediate transfer drum 34, and the intermediate transfer drum 3
4, a transfer roll 36 is disposed below.

【0018】これらの画像形成装置では、4本のレーザ
ビームを出射するレーザアレイ光源12からの各レーザ
ビーム13を、Y(イエロー)色用、M(マゼンダ)色
用、C(シアン)色用、K(ブラック)色用に各々割り当
て、各レーザビームを各色毎に設けられた感光体32に
略平行に入射させる事で、1つの光走査装置で4色分の
画像を形成させている。また、これらの画像形成装置で
は、各色毎の感光体32に形成されたトナー像を順次中
間転写体に重ね合わせた後、用紙上に一括して転写する
ため、高速かつコンパクトで安価な構成とすることがで
きる。
In these image forming apparatuses, laser beams 13 from a laser array light source 12 for emitting four laser beams are used for Y (yellow), M (magenta), and C (cyan) colors. , And K (black) colors, and each laser beam is made to enter the photoconductor 32 provided for each color substantially in parallel, thereby forming an image for four colors with one optical scanning device. Further, in these image forming apparatuses, since the toner images formed on the photoconductor 32 for each color are sequentially superimposed on the intermediate transfer body, and are collectively transferred onto the paper, a high-speed, compact and inexpensive configuration is achieved. can do.

【0019】さらに、上記の画像形成装置は、両外側に
配置されている最終ミラー28間の距離L1が、最終ミ
ラー28と感光体ドラム32の結像位置との間の距離L
2の2倍より小さく設定されているため、最終ミラー2
8等を他の走査光学系と一体化させることができ、光走
査装置を小型化することができる。
Further, in the above image forming apparatus, the distance L1 between the final mirrors 28 disposed on both outer sides is equal to the distance L between the final mirror 28 and the image forming position of the photosensitive drum 32.
2 is smaller than twice, so that the final mirror 2
8 and the like can be integrated with another scanning optical system, and the optical scanning device can be downsized.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の画像形成装置に、熱干渉による光量変動が大きいレー
ザアレイ光源を用いたり、光量変動が大きい領域のレー
ザ出射光量域を使用したりした場合、副走査方向に各色
の濃度差や色差が発生してしまう場合がある。この点に
ついて図25を参照して説明する。
However, in these image forming apparatuses, when a laser array light source having a large fluctuation in the amount of light due to thermal interference or a laser emission light area in a region where the fluctuation in the light amount is large is used. A density difference or a color difference of each color may occur in the scanning direction. This will be described with reference to FIG.

【0021】図25には、4本のレーザビーム13を出
射するレーザアレイ光源12における各チャンネルのレ
ーザ点灯タイミング及び各感光体に照射されるレーザビ
ームの光量が示されている。なお、チャンネルCh1が
M色用、チャンネルCh2がY色用、チャンネルCh3が
K色用、チャンネルCh4がC色用となっている。
FIG. 25 shows the laser lighting timing of each channel in the laser array light source 12 that emits four laser beams 13 and the amount of laser beam applied to each photosensitive member. Note that channel Ch1 is
For channel M, channel Ch2 for channel Y, channel Ch3
Channel K4 is for C color, and channel Ch4 is for C color.

【0022】図25に示すように、まず、画像形成前
に、チャンネルCh1から順に強制点灯させ、APC制
御により光量がP1のレベルになるように光量調整す
る。そして、各色のSOS信号(走査開始信号)が入力
されると、各色の画像信号に応じて各レーザビームがオ
ンオフされる。
As shown in FIG. 25, first, before the image is formed, the channel Ch1 is forcibly turned on in order, and the light amount is adjusted by the APC control so that the light amount becomes the level of P1. When the SOS signal (scanning start signal) of each color is input, each laser beam is turned on / off according to the image signal of each color.

【0023】ここで、画像形成前にAPCによりレーザ
ビームの光量をP1のレベルに調整しても、各レーザビ
ームが順次点灯されるに従って、レーザアレイの熱干渉
により各レーザビームの光量が低下する。例えば、チャ
ンネルCh1からのレーザビームの光量は、チャンネル
Ch2〜Ch4からのレーザビームが点灯するに従って
熱干渉が発生し、図25に示すようにP21、P31、
P41のように光量が低下していく。この光量の低下
(P1との光量差)が濃度差、色差となって現れる。
Here, even if the light amount of the laser beam is adjusted to the level P1 by APC before image formation, the light amount of each laser beam decreases due to thermal interference of the laser array as each laser beam is sequentially turned on. . For example, as for the light amount of the laser beam from the channel Ch1, thermal interference occurs as the laser beams from the channels Ch2 to Ch4 are turned on, and P21, P31,
The light amount decreases as in P41. This decrease in light quantity (light quantity difference from P1) appears as a density difference and a color difference.

【0024】本発明は上記事実に鑑みて成されたもので
あり、画像の濃度差及び色差を抑制することができるレ
ーザ光源及び画像形成装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser light source and an image forming apparatus capable of suppressing a density difference and a color difference of an image.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明者は、図22、2
3、24に示した画像形成装置101、103、105
におけるレーザアレイの光量変動と各色の濃度差、色差
との関係を実験により調査した所、図18及び図19に
示すような結果を得た。
Means for Solving the Problems The present inventor has shown in FIGS.
Image forming apparatuses 101, 103, 105 shown in 3, 24
The relationship between the light quantity fluctuation of the laser array and the density difference and color difference of each color was examined by experiments, and the results shown in FIGS. 18 and 19 were obtained.

【0026】図18及び図19には、人間の相対感度が
最も高いM色におけるレーザアレイの光量変動ΔP
(%)と濃度差ΔDとの関係及び前記光量変動ΔPと色
差ΔEcmcとの関係がそれぞれ示されている。これら
の実験結果は、レーザアレイの光量変動を複数段階(図
18、図19では6段階)に調整して各々プリントサン
プルを作成し、これを測色した結果である。そして、各
プリントサンプルを被験者10人によって目視確認して
もらい、濃度差、色差を認知できるか否かを評価しても
らった所、光量変動ΔPが約9%の場合(濃度差ΔDが
約0.04の場合)、50%の人が濃度差が発生してい
るのを認知したものの、気にならないレベルである、と
いう結果を得た。これ以上光量変動ΔPが大きくなる
と、肉眼で検知できるほどの濃度差や色差が発生する。
FIG. 18 and FIG. 19 show the light amount fluctuation ΔP of the laser array in the M color where the relative sensitivity of the human being is highest.
The relationship between (%) and the density difference ΔD and the relationship between the light amount variation ΔP and the color difference ΔEcmc are shown. These experimental results are the results of adjusting the light amount fluctuation of the laser array in a plurality of stages (six stages in FIGS. 18 and 19), creating print samples, and measuring the colors. Then, each print sample was visually checked by 10 test subjects and evaluated whether or not the density difference and color difference could be recognized. When the light amount variation ΔP was about 9% (the density difference ΔD was about 0%). In the case of .04), a result was obtained in which 50% of the persons recognized that a difference in concentration had occurred, but the level was not bothersome. If the light amount fluctuation ΔP becomes greater than this, a density difference or a color difference occurs that can be detected by the naked eye.

【0027】従って、図22〜24に示したような画像
形成装置で高画質化を図るには、レーザアレイの熱干渉
に起因する光量変動を抑制する必要があり、好ましくは
光量変動ΔPを約9%以下に抑制する必要がある。
Therefore, in order to achieve high image quality in the image forming apparatus as shown in FIGS. 22 to 24, it is necessary to suppress the light quantity fluctuation caused by the thermal interference of the laser array. It is necessary to suppress it to 9% or less.

【0028】そこで、請求項1記載の発明のレーザアレ
イ光源は、複数のレーザビームを射出し、かつ前記レー
ザビームの射出方向と交差した所定方向に沿って配置さ
れた複数の発光領域を備えたレーザアレイと、前記所定
方向の所定位置に前記レーザアレイの少なくとも一部が
接するように設けられかつ前記レーザアレイに発生する
熱を放熱するためのヒートシンクと、で構成され、かつ
前記発光領域間における前記所定方向の熱抵抗が、前記
発光領域から前記ヒートシンクにおける前記所定方向と
交差する方向の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする。
Therefore, the laser array light source according to the first aspect of the present invention has a plurality of light-emitting regions that emit a plurality of laser beams and are arranged along a predetermined direction that intersects with the emission direction of the laser beams. A laser array, and a heat sink provided at least in a part of the laser array at a predetermined position in the predetermined direction so as to radiate heat generated in the laser array; and The thermal resistance in the predetermined direction is larger than the thermal resistance in a direction intersecting the predetermined direction in the heat sink from the light emitting region.

【0029】この発明によれば、レーザ光源は、複数の
レーザビームを射出し、かつレーザビームの射出方向と
交差した所定方向に沿って配置された複数の発光領域を
備えたレーザアレイを備えている。すなわち、単一のレ
ーザ光源から複数のレーザビームが射出される。また、
レーザ光源は、所定方向の所定位置にレーザアレイの少
なくとも一部が接するように設けられかつレーザアレイ
に発生する熱を放熱するためのヒートシンクが設けられ
ている。このヒートシンクは、レーザアレイの所定方向
に全て接するように設けられていてもよい。
According to the present invention, the laser light source includes a laser array that emits a plurality of laser beams and has a plurality of light-emitting regions arranged along a predetermined direction that intersects with the emission direction of the laser beams. I have. That is, a plurality of laser beams are emitted from a single laser light source. Also,
The laser light source is provided so that at least a part of the laser array is in contact with a predetermined position in a predetermined direction, and is provided with a heat sink for radiating heat generated in the laser array. The heat sink may be provided so as to be entirely in contact with the laser array in a predetermined direction.

【0030】そして、発光領域間における所定方向の熱
抵抗が、発光領域からヒートシンクにおける所定方向と
交差する方向の熱抵抗よりも大きい。これは例えば発光
領域間に溝を設けることで発光領域間の面積を減少させ
たり、各発光領域間の距離を長くすることにより実現で
きる。
The thermal resistance in the predetermined direction between the light emitting regions is larger than the thermal resistance in the direction intersecting the predetermined direction in the heat sink from the light emitting region. This can be realized, for example, by reducing the area between the light emitting regions by providing a groove between the light emitting regions, or by increasing the distance between the light emitting regions.

【0031】このように、発光領域間の熱抵抗が、発光
領域からヒートシンクにかけての熱抵抗よりも大きいた
め、発光領域で発光されたレーザビームにより発生する
熱がヒートシンク側へ逃げやすくなり、放熱性が高ま
る。これにより、各レーザビームの光量変動を抑制する
ことができる。
As described above, since the thermal resistance between the light emitting regions is larger than the thermal resistance from the light emitting region to the heat sink, the heat generated by the laser beam emitted from the light emitting region easily escapes to the heat sink side, and the heat dissipation is improved. Increase. Thereby, the fluctuation of the light amount of each laser beam can be suppressed.

【0032】請求項2記載の発明は、転写媒体の移動方
向に沿って配置された複数の感光体上に各々異なる色の
色画像を形成し、該形成した色画像を前記転写媒体に順
次転写することによりカラー画像を形成する画像形成装
置において、前記感光体の数に応じた複数のレーザビー
ムを射出するレーザ光源と、前記複数のレーザビームの
各々を、対応する前記感光体上で各々走査させる光走査
手段と、前記レーザビームの照射時に変化する感光体上
の光量変動を抑制する光量変動抑制手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, color images of different colors are formed on a plurality of photoconductors arranged along the moving direction of the transfer medium, and the formed color images are sequentially transferred to the transfer medium. A laser light source that emits a plurality of laser beams corresponding to the number of photoconductors, and scans each of the plurality of laser beams on a corresponding one of the photoconductors. And a light amount fluctuation suppressing means for suppressing a light amount fluctuation on the photoconductor, which changes when the laser beam is irradiated.

【0033】この発明によれば、レーザビームの照射時
に変化する感光体上の光量変動を抑制する光量変動抑制
手段を備えているため、レーザアレイ光源の出射光量が
高めに設定されることとなる。複数のレーザビームを出
射するレーザ光源では、複数のレーザを点灯した場合は
各レーザ間の光量変動が大きくなるが、出射光量が高く
なるに従って各レーザ間の光量変動が減少する性質があ
る。従って、例えば請求項3にも記載したように、光量
変動抑制手段として複数の、光走査装置内のレーザビー
ムの光量を減衰させる減衰手段を用いることにより各レ
ーザビームの光量を抑制し、かつレーザ光源の出射光量
を高めに設定する。これにより各レーザ間の光量変動を
抑制することができる。
According to the present invention, since the light quantity fluctuation suppressing means for suppressing the light quantity fluctuation on the photosensitive member which changes when the laser beam is irradiated is provided, the emission light quantity of the laser array light source is set higher. . In a laser light source that emits a plurality of laser beams, when a plurality of lasers are turned on, the fluctuation in the amount of light between the lasers increases, but the fluctuation in the amount of light between the lasers decreases as the amount of emitted light increases. Therefore, for example, as described in claim 3, by using a plurality of attenuating means for attenuating the light amount of the laser beam in the optical scanning device as the light amount fluctuation suppressing means, the light amount of each laser beam is suppressed, and Set the amount of light emitted from the light source higher. As a result, fluctuations in the amount of light between the lasers can be suppressed.

【0034】また、請求項4にも記載したように、前記
複数のレーザビームの各々の光量を予め定めた所定光量
に調整し、かつ前記複数のレーザビームの各々を形成す
べき画像に応じて制御する制御手段をさらに備え、前記
制御手段は、光量調整期間、光量調整間隔、最後の色画
像に対応するレーザビームの光量調整が終了してから最
初の色画像の画像形成開始までの期間、前記色画像の画
像形成開始間隔、及び最後の色画像の画像形成開始から
最初の色画像の画像形成が終了するまでの期間の少なく
とも1つが、前記レーザ光源の熱干渉飽和時間よりも長
くなるように制御するようにしてもよい。
According to a fourth aspect of the present invention, the light amount of each of the plurality of laser beams is adjusted to a predetermined light amount, and each of the plurality of laser beams is adjusted in accordance with an image to be formed. Further comprising a control means for controlling, the control means, the light amount adjustment period, light amount adjustment interval, the period from the end of the light amount adjustment of the laser beam corresponding to the last color image to the start of image formation of the first color image, At least one of the image formation start interval of the color image and the period from the start of image formation of the last color image to the end of image formation of the first color image is longer than the heat interference saturation time of the laser light source. May be controlled.

【0035】これにより、複数のレーザビームの各々の
光量を予め定めた所定光量に調整する光量調整や複数の
レーザビームによる各々の画像形成を、レーザ光源が熱
に関して安定した状態で行うことができ、点灯チャネル
間の光量変動を抑制することができる。
Thus, light quantity adjustment for adjusting the light quantity of each of the plurality of laser beams to a predetermined predetermined light quantity and image formation with the plurality of laser beams can be performed while the laser light source is stable with respect to heat. In addition, it is possible to suppress the light quantity fluctuation between the lighting channels.

【0036】また、請求項5にも記載したように、複数
のレーザビームを射出し、かつ前記レーザビームの射出
方向と交差した所定方向に沿って配置された複数の発光
領域を備えたレーザアレイと、前記所定方向の所定位置
に前記レーザアレイの少なくとも一部が接するように設
けられかつ前記レーザアレイに発生する熱を放熱するた
めのヒートシンクと、で構成され、かつ前記発光領域間
における前記所定方向の熱抵抗が、前記発光領域から前
記ヒートシンクにおける前記所定方向と交差する方向の
熱抵抗よりも大きいレーザ光源としてもよい。これによ
り、発光領域で発光されたレーザビームにより発生する
熱がヒートシンク側へ逃げやすくなるため放熱性が高ま
り、各レーザビームの光量変動を抑制することができ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser array which emits a plurality of laser beams and has a plurality of light emitting regions arranged along a predetermined direction intersecting the direction of emitting the laser beams. And a heat sink provided so that at least a part of the laser array is in contact with the predetermined position in the predetermined direction and configured to radiate heat generated in the laser array, and The laser light source may have a thermal resistance in a direction greater than a thermal resistance in a direction intersecting the predetermined direction in the heat sink from the light emitting region. Accordingly, heat generated by the laser beam emitted in the light emitting region is easily released to the heat sink side, so that heat radiation is enhanced, and fluctuation in the amount of light of each laser beam can be suppressed.

【0037】なお、請求項6にも記載したように、光量
変動抑制手段は、光量変動が略9%以下となるように光
量変動を抑制することが好ましい。これにより、肉眼で
検知できるほどの濃度差や色差の発生を抑えることがで
きる。
In addition, as described in claim 6, it is preferable that the light quantity fluctuation suppressing means suppresses the light quantity fluctuation so that the light quantity fluctuation becomes approximately 9% or less. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a density difference or a color difference that can be detected by the naked eye.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】[第1実施形態]以下、図面を参
照して本発明の第1実施形態について説明する。まず、
図22〜24に示した画像形成装置101、103、1
05等のような単一のレーザ光源から射出された複数の
レーザを対応する感光体に各々照射する画像形成装置に
好適なレーザアレイ光源について説明する。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First,
Image forming apparatuses 101, 103, 1 shown in FIGS.
A laser array light source suitable for an image forming apparatus that irradiates a corresponding photoconductor with a plurality of lasers emitted from a single laser light source such as a laser light source 05 will be described.

【0039】図1(A)に本発明に係るレーザアレイ光
源40の平面図を、図1(B)にレーザアレイ光源40
の断面図をそれぞれ示した。
FIG. 1A is a plan view of a laser array light source 40 according to the present invention, and FIG.
Are respectively shown in cross-sectional views.

【0040】レーザアレイ光源40は、図1(B)に示
すように、ヒートシンク42上にサブマウント44が接
着剤46によって接着されており、サブマウント44上
にレーザアレイチップ48がコンタクト電極50を介し
てマウントされた構成となっている。
As shown in FIG. 1B, the laser array light source 40 has a submount 44 bonded on a heat sink 42 by an adhesive 46, and a laser array chip 48 has a contact electrode 50 on the submount 44. It is configured to be mounted via.

【0041】レーザアレイチップ48は、上から順に図
示しないn層、活性層、p層等が順次積層された構成と
なっており、レーザビームの射出方向と交差した所定方
向に沿って配置された各発光点52間には、p層からn
層まで達するトレンチ(溝)54が各々形成されてい
る。なお、サブマウント44にも、トレンチ54と対応
する位置にトレンチ58が各々形成されている。また、
各発光点52に対応するp層上には、p電極56が各々
形成され、このp電極56がコンタクト電極50と各々
接続される。また、図1(A)に示すように、各コンタ
クト電極50からは引き出しパターン電極50Aが引き
出されており、これが接続ワイヤ60により外部電極6
2と接続されている。また、p電極56と反対側の面に
は、n電極64が形成されており、n電極64は、図1
(A)に示すように、接続ワイヤ60を介してヒートシ
ンク42と接続されている。
The laser array chip 48 has a configuration in which an n-layer, an active layer, a p-layer, and the like (not shown) are sequentially stacked from the top, and is arranged along a predetermined direction intersecting the laser beam emission direction. Between each light emitting point 52, n
Each trench (groove) 54 reaching the layer is formed. The submount 44 also has trenches 58 formed at positions corresponding to the trenches 54. Also,
On the p layer corresponding to each light emitting point 52, a p electrode 56 is formed, and the p electrode 56 is connected to the contact electrode 50, respectively. Further, as shown in FIG. 1A, a lead pattern electrode 50A is drawn out from each contact electrode 50, and this is connected to the external electrode 6 by a connection wire 60.
2 is connected. An n-electrode 64 is formed on the surface opposite to the p-electrode 56, and the n-electrode 64 is formed as shown in FIG.
As shown in (A), it is connected to the heat sink 42 via the connection wire 60.

【0042】次に、レーザアレイ光源40が満たす条件
について説明する。まず、一般的なレーザアレイ光源の
任意のレーザに着目した場合の光量変動について説明す
る。
Next, the conditions satisfied by the laser array light source 40 will be described. First, a description will be given of a light amount fluctuation when focusing on an arbitrary laser of a general laser array light source.

【0043】任意のレーザの自己点灯時に発生する熱量
をΔTiとすると、ΔTiは次式で示される。
Assuming that the amount of heat generated at the time of self-lighting of an arbitrary laser is ΔTi, ΔTi is expressed by the following equation.

【0044】 ΔTi=Iopi×Vopi×α×Ri×(1-EXP(t/(Ri×Ci)) …(1) 但し、Iopiは任意の光量Pにおける動作電流(mA)、
Vopiは任意の光量Pにおける動作電圧(V)、Riは熱抵
抗(K/W)、Ciは熱容量(J/K)であり、iは自然数
(i=1、2、3、…n)で、レーザ番号を示す。例え
ばΔT1は1番目のレーザが点灯したときの発熱量を示
し、Iop1は1番目のレーザの光量Pにおける動作電流を
示す。レーザの熱時定数τiはRi×Ciで示される。ま
た、αは点灯本数に依存するレーザアレイ固有の補正係
数である。複数のレーザを同時に点灯した時は、レーザ
を単独で点灯した時よりが熱が逃げにくくなり熱抵抗が
増加するため、レーザを単独点灯したときの熱抵抗をR
iとすると、レーザをn本点灯した時の熱抵抗は、概ね
n×Riで表すことができる。
ΔTi = Iopi × Vopi × α × Ri × (1-EXP (t / (Ri × Ci)) (1) where Iopi is an operating current (mA) at an arbitrary light amount P,
Vopi is an operating voltage (V) at an arbitrary light amount P, Ri is a thermal resistance (K / W), Ci is a heat capacity (J / K), and i is a natural number (i = 1, 2, 3,... N). , Laser number. For example, ΔT 1 indicates the amount of heat generated when the first laser is turned on, and Iop 1 indicates the operating current at the light amount P of the first laser. The thermal time constant τi of the laser is represented by Ri × Ci. Α is a correction coefficient unique to the laser array depending on the number of lightings. When a plurality of lasers are turned on at the same time, the heat resistance is increased and the heat resistance increases when the laser is turned on alone.
Assuming that i, the thermal resistance when n lasers are turned on can be approximately represented by n × Ri.

【0045】また、i番目のレーザ以外のj番目(jは
自然数、j=1、2、3、…n:i≠j)に点灯したレ
ーザから流入する熱量をΔTrjとすると、ΔTrjは次
式で示される。
If the amount of heat flowing from the laser turned on at the j-th (j is a natural number, j = 1, 2, 3,... N: i ≠ j) other than the i-th laser is ΔTrj, ΔTrj is given by the following equation. Indicated by

【0046】 ΔTrj=Iopj×Vopj×Rrj×(1-EXP(t/(Rrj×Crj)) …(2) 但し、Rrjは熱干渉による熱抵抗(K/W)、Crjは熱干渉
による熱容量(J/K)である。なお、熱時定数τrjは
Rrj×Crjで示される。点灯されるレーザが3本以上の場
合、i番目のレーザに流入する熱量は、上記(2)式の
ΔTrjを合計した総熱量、すなわち、i番目以外に点
灯した全てのレーザからの熱量の総和と自己発熱量との
総和になり、この総熱量をΔTiallとすると、ΔTiall
は次式で示される。
ΔTrj = Iopj × Vopj × Rrj × (1-EXP (t / (Rrj × Crj)) (2) where Rrj is the thermal resistance (K / W) due to thermal interference, and Crj is the heat capacity due to thermal interference ( J / K) where the thermal time constant τrj is
It is represented by Rrj × Crj. When the number of lasers to be turned on is three or more, the amount of heat flowing into the i-th laser is the total amount of heat obtained by adding ΔTrj in the above equation (2), that is, the sum of the amounts of heat from all the lasers turned on except the i-th laser. And the self-heating value, and when this total heat amount is ΔT iall , ΔT iall
Is represented by the following equation.

【0047】 ΔTiall=ΔTi+ΣΔTrj …(3) 例えば、レーザが4本の場合、1番目のレーザに流入す
る総熱量は、ΔT1all=ΔT1+ΔTr2+ΔTr3+ΔT
r4となる。
ΔT iall = ΔTi + ΣΔTrj (3) For example, when there are four lasers, the total amount of heat flowing into the first laser is ΔT 1all = ΔT 1 + ΔT r2 + ΔT r3 + ΔT
r4 .

【0048】以上から、i番目のレーザの光量変動をΔ
Pldiとすると、ΔPldiは次式で示される。
From the above, the light amount fluctuation of the i-th laser is represented by Δ
If Pldi is used, ΔPldi is expressed by the following equation.

【0049】 ΔPldi=ηi×(Iopi−Ithi×Exp((ΔTi+ΣΔTrj)/T0i)) …(4) 但し、ηiはスロープ効率(W/A)、Ithiはしきい値
電流(mA)、T0iは特性温度(K)である。
ΔPldi = ηi × (Iopi−Ithi × Exp ((ΔTi + ΣΔTrj) / T0i)) (4) where ηi is slope efficiency (W / A), Ithi is threshold current (mA), and T0i is characteristic Temperature (K).

【0050】上記(4)式において、i=1、n=1の
場合がレーザが1本の場合、すなわちシングルレーザの
場合の光量変動の式になる。すなわち、上記(4)式は
シングルレーザの場合を含んだ拡張式になっている。
In the above equation (4), the case where i = 1 and n = 1 is the equation for the light quantity fluctuation in the case of one laser, that is, in the case of a single laser. That is, the expression (4) is an extended expression including the case of a single laser.

【0051】上記(3)、(4)式より、各レーザがシ
ングルレーザと同じキャビテイ構造であるレーザアレイ
について複数のレーザを点灯させると、隣接するレーザ
からの熱干渉による熱量ΔTijにより、光量変動量はシ
ングルレーザに比べて必ず大きくなる。これは、シング
ルレーザの出射光量範囲で設計した光走査装置の光透過
設計範囲を縮小させ、光学設計の変更や、場合によって
は光走査装置のコスト増加を発生させる要因となる。
According to the above equations (3) and (4), when a plurality of lasers are turned on for each laser array having the same cavity structure as a single laser, the light quantity variation due to the heat quantity ΔTij due to the thermal interference from the adjacent lasers. The amount is always larger than that of a single laser. This reduces the light transmission design range of the optical scanning device designed in the range of the emission light amount of the single laser, which causes a change in the optical design and, in some cases, an increase in the cost of the optical scanning device.

【0052】また、このようなレーザアレイを用いた画
像形成装置により、図25に示すように各ビームをY
色、M色、C色、K色に振り分けて順次転写像を形成し
た場合、レーザ点灯本数の増減時に画像濃度変化、色変
化が発生する。特に、レーザアレイ内の各レーザの発熱
特性及び放熱特性の差が大きいと、各レーザ間の光量変
動差が大きくなり、合成色の色差が異なるという問題も
加わる。
Further, by the image forming apparatus using such a laser array, as shown in FIG.
When a transfer image is sequentially formed in the order of color, M, C, and K, an image density change and a color change occur when the number of laser lights increases or decreases. In particular, when the difference between the heat generation characteristic and the heat radiation characteristic of each laser in the laser array is large, the difference in the amount of light between the lasers becomes large, and there is a problem that the color difference of the composite color is different.

【0053】以上のことから、図22〜24に示した画
像形成装置において、画質に影響を与えないための理想
的なレーザアレイの必要条件は、各ビームの発熱量が均
一でかつ低く、熱干渉が小さくかつ熱干渉が発生しても
各ビーム間の熱量の変化量が少ないことである。
From the above, in the image forming apparatus shown in FIGS. 22 to 24, the necessary condition of an ideal laser array so as not to affect the image quality is that the heat generation of each beam is uniform and low. Interference is small, and the amount of change in the amount of heat between the beams is small even if thermal interference occurs.

【0054】図2には、従来の4ビームのレーザアレイ
光源110を示した。図2(A)にレーザアレイ光源1
10の平面図を、図2(B)にレーザアレイ光源110
の断面図をそれぞれ示した。
FIG. 2 shows a conventional four-beam laser array light source 110. FIG. 2A shows a laser array light source 1.
10 is a plan view of the laser array light source 110 shown in FIG.
Are respectively shown in cross-sectional views.

【0055】図2(B)に示すように、レーザアレイ光
源110は、ヒートシンク112上にサブマウント11
4が導電性接着剤116によって接着されており、サブ
マウント114上にレーザアレイチップ118がマウン
トされた構成となっている。
As shown in FIG. 2B, the laser array light source 110 has a submount 11 mounted on a heat sink 112.
4 are bonded by a conductive adhesive 116, and a laser array chip 118 is mounted on a submount 114.

【0056】レーザアレイチップ118は、サブマウン
ト114上にn層120、活性層122、p層124、
絶縁層126が順次積層された構成となっており、各発
光点128間には、絶縁層126からn層120まで達
する絶縁部130が形成されている。また、各発光点1
28に対応するp層124上には、電極132が各々形
成され、各電極132には、接続ワイヤ134が接続さ
れ外部電極との接続ができるようになっている。なお、
図中点線部分は、絶縁層を挟んだ多層構造となってお
り、互いの電極が接触しない構成となっている。
The laser array chip 118 has an n-layer 120, an active layer 122, a p-layer 124 on the submount 114.
An insulating layer 126 is sequentially stacked, and an insulating section 130 extending from the insulating layer 126 to the n-layer 120 is formed between the light emitting points 128. In addition, each light emitting point 1
Electrodes 132 are formed on the p-layer 124 corresponding to 28, and a connection wire 134 is connected to each electrode 132 so that connection to an external electrode is possible. In addition,
The dotted line in the figure has a multilayer structure with an insulating layer interposed therebetween, and has a configuration in which the electrodes do not contact each other.

【0057】このようなレーザアレイ光源110の熱抵
抗値はある範囲をもっているが、これは、レーザの点灯
本数の増加に従って増加する発熱量に対して、放熱に寄
与するヒートシンク112と接触する面積の割合が小さ
くなるからである。なお、物体間の熱抵抗Rは、次式で
表される。
The thermal resistance value of the laser array light source 110 has a certain range. The thermal resistance value of the laser array light source 110 increases with an increase in the number of lasers to be lit. This is because the ratio becomes smaller. The thermal resistance R between the objects is represented by the following equation.

【0058】 R=(1/k)×(L/S) …(5) 但し、kは物体間の熱伝導率、Lは物体間の長さ、Sは
物体間の接触面積を示す。
R = (1 / k) × (L / S) (5) where k is the thermal conductivity between the objects, L is the length between the objects, and S is the contact area between the objects.

【0059】このようなレーザアレイ光源110のレー
ザ出射光量(mW)と光量変動ΔP(%)との関係を図
11に、レーザの点灯数と規格化光出力比との関係を図
12にそれぞれ示した。
FIG. 11 shows the relationship between the amount of emitted laser light (mW) of the laser array light source 110 and the variation of the amount of light ΔP (%), and FIG. 12 shows the relationship between the number of lit lasers and the normalized light output ratio. Indicated.

【0060】なお、図11に示した光量変動ΔPは、周
波数600Hzでデューティを10%、90%にしてパ
ルス点灯させ、レーザアレイ光源のパッケージ温度が約
60°Cの場合において、デューティ90%で点灯した
時の収束光量とデューティ10%で点灯した時のピーク
光量との比で、通称ドループと呼ばれている光量変化で
ある。
The light amount fluctuation ΔP shown in FIG. 11 is pulse-lighted at a frequency of 600 Hz with a duty of 10% and 90%, and when the package temperature of the laser array light source is about 60 ° C., the duty is 90%. The ratio of the convergent light amount at the time of lighting to the peak light amount at the time of lighting at a duty of 10%, which is a light amount change so-called droop.

【0061】また、図12に示した規格化光量比は、レ
ーザアレイ光源のパッケージ温度が約25°Cの場合に
おいて、各レーザの出射光出力を一定に合せたときの光
量を1とし、点灯数を増加させた時のレーザ出射光出力
の比率を表したものである。
In the normalized light quantity ratio shown in FIG. 12, when the package temperature of the laser array light source is about 25 ° C., the light quantity when the output light output of each laser is fixed to 1 is set to 1 It shows the ratio of the laser output light output when the number is increased.

【0062】図11、12から明らかなように、レーザ
の点灯数に比例して光量変動ΔPが増加し、各レーザの
出射光量が増加するに従って光量変動ΔPが急激に減少
するのが判る。
As is clear from FIGS. 11 and 12, it can be seen that the light quantity fluctuation ΔP increases in proportion to the number of lasers turned on, and the light quantity fluctuation ΔP sharply decreases as the emission light quantity of each laser increases.

【0063】次に、このようなレーザアレイ光源110
のレーザアレイチップ周辺における熱の流れについて説
明する。
Next, such a laser array light source 110
The flow of heat around the laser array chip will be described.

【0064】図2に示すように、レーザを複数点灯した
時の熱流成分は、レーザアレイチップ118からヒート
シンク112に流れる熱流成分A、レーザ相互の熱流成
分(熱干渉)B、外部へ雰囲気として流れる熱流成分
C、接続ワイヤ134から外部電極へ流れる熱流成分D
に分類することができる。
As shown in FIG. 2, the heat flow components when a plurality of lasers are turned on are heat flow components A flowing from the laser array chip 118 to the heat sink 112, heat flow components (thermal interference) B between the lasers, and flowing outside as atmosphere. Heat flow component C, heat flow component D flowing from connection wire 134 to the external electrode
Can be classified.

【0065】レーザアレイ光源110内に流れる熱流に
対する熱流成分C及び熱流成分Dの寄与率は、レーザア
レイ光源110の熱抵抗と各主要構成物質の熱抵抗の比
から求めることができる。レーザアレイ光源110内に
流れる熱流を100%と仮定して計算すると、熱流成分
Cは約1.7%以下、熱流成分Dは約1.5%以下にな
る。具体的な算出ケースは、レーザアレイ光源110が
収納される機密端子パッケージ内への封入ガスであるド
ライ空気、N2ガス、接続ワイヤ134に直径28μ
m、長さ1mmの金線である。
The contribution ratio of the heat flow component C and the heat flow component D to the heat flow flowing in the laser array light source 110 can be obtained from the ratio between the heat resistance of the laser array light source 110 and the heat resistance of each main constituent material. Assuming that the heat flow flowing in the laser array light source 110 is 100%, the heat flow component C is about 1.7% or less and the heat flow component D is about 1.5% or less. A specific calculation case is as follows: dry air, N 2 gas, which is a gas enclosed in a confidential terminal package in which the laser array light source 110 is housed;
m, a 1 mm long gold wire.

【0066】このように、熱流成分C,Dはレーザアレ
イ光源110内に流れる熱流に対して微小であり、レー
ザを点灯しときの熱の流れは、熱流成分A、Bが支配的
であることが判る。
As described above, the heat flow components C and D are minute relative to the heat flow flowing in the laser array light source 110, and the heat flow when the laser is turned on is dominated by the heat flow components A and B. I understand.

【0067】この熱流の関係と熱抵抗Ri、Rrjを用
いて求めた熱飽和状態における熱抵抗簡易等価回路を図
3に示す。
FIG. 3 shows a simplified equivalent circuit of the heat resistance in the heat saturated state obtained by using the relation of the heat flow and the heat resistances Ri and Rrj.

【0068】図3に示すように、熱抵抗簡易等価回路1
40は、各レーザに対応する熱源Ch1〜Ch4を備え
ており、各熱源Ch1〜Ch4から熱流I1〜I4が流
れる。また、各熱源Ch1〜Ch4にはスイッチSW1
〜SW4が接続されている。このスイッチをオンした状
態がレーザを点灯した状態に相当する。スイッチSW1
〜SW4には、それぞれ熱抵抗R1〜R4が各々接続さ
れ、熱抵抗R1と熱抵抗R2との間には熱干渉熱抵抗R
12が、熱抵抗R2と熱抵抗R3との間には熱干渉熱抵
抗R23が、熱抵抗R3と熱抵抗R4との間には熱干渉
熱抵抗R34がそれぞれ接続されている。また、各熱抵
抗R1〜R4には、ヒートシンク112の熱抵抗Rsが
接続されている。なお、図3では、各熱抵抗R1〜R4
を流れる熱流をi1〜i4、各熱干渉熱抵抗R12,R
23,R34を流れる熱流をi12、i23、i34、
ヒートシンク112を流れる熱流をisでそれぞれ示し
ている。
As shown in FIG. 3, a simplified thermal resistance equivalent circuit 1
40 includes heat sources Ch1 to Ch4 corresponding to the respective lasers, and heat flows I1 to I4 flow from the respective heat sources Ch1 to Ch4. Each of the heat sources Ch1 to Ch4 has a switch SW1.
To SW4 are connected. The state where this switch is turned on corresponds to the state where the laser is turned on. Switch SW1
To SW4 are respectively connected with thermal resistances R1 to R4, and a thermal interference thermal resistance R is provided between the thermal resistances R1 and R2.
12, a thermal interference thermal resistance R23 is connected between the thermal resistances R2 and R3, and a thermal interference thermal resistance R34 is connected between the thermal resistances R3 and R4. Further, a thermal resistance Rs of the heat sink 112 is connected to each of the thermal resistances R1 to R4. In FIG. 3, each of the thermal resistances R1 to R4
The heat flow flowing through each of the heat interference heat resistances R1
23, R34, heat flows through i12, i23, i34,
The heat flow flowing through the heat sink 112 is indicated by is.

【0069】このような熱抵抗簡易等価回路140か
ら、各レーザの発熱量をQ1、Q2,Q3、Q4とした
場合に、前述した理想的なレーザアレイ光源の必要条件
は、以下のようになる。
From the thermal resistance simple equivalent circuit 140, when the heat values of the respective lasers are Q1, Q2, Q3, and Q4, the necessary conditions of the ideal laser array light source described above are as follows. .

【0070】条件1:各レーザの発熱が略均等で、かつ
小さい。
Condition 1: Heat generation of each laser is substantially equal and small.

【0071】Q1≒Q2≒Q3≒Q4 かつ Q1→0
条件2:各レーザの放熱性が略均等で、かつ小さい。
Q1 ≒ Q2 ≒ Q3 ≒ Q4 and Q1 → 0
Condition 2: The heat radiation of each laser is substantially equal and small.

【0072】R1≒R2≒R3≒R4 かつ R1→0
条件3:各レーザ間の熱干渉が小さい。
R1 ≒ R2 ≒ R3 ≒ R4 and R1 → 0
Condition 3: Thermal interference between each laser is small.

【0073】R12、R23、R34→∞ 条件1、2について関連する先行技術としては特許第2
622029号公報や特許第2677219号公報に記
載された技術がある。また、条件3の理想的な状態を実
現するには、隣接する各レーザ間をガス等の気体で分離
することが必要となるが、レーザ間が近接したレーザア
レイで実現することは極めて難しい。これは、各レーザ
毎にチップをサブミクロン精度で配置するための安価な
技術がないためである。
R12, R23, R34 → ∞ As the related prior art relating to the conditions 1 and 2, the patent No. 2
There are techniques described in 622029 and Japanese Patent No. 2677219. Further, in order to realize the ideal condition of condition 3, it is necessary to separate adjacent lasers with a gas such as a gas, but it is extremely difficult to realize them with a laser array in which lasers are close to each other. This is because there is no inexpensive technique for arranging chips with submicron accuracy for each laser.

【0074】本発明に係るレーザアレイ光源では、条件
1、2を略満足するレーザ構造を有すると共に、条件2
及び条件3の関係を見直し、新たに以下に示す条件4を
満足する構造とした。 条件4:R1≒R2≒R3≒R4<R12、R23、R
34 ただし、R12、R23、R34の関係は任意。
The laser array light source according to the present invention has a laser structure which substantially satisfies the conditions 1 and 2 and the condition 2
The relation between Condition 3 and Condition 3 was reviewed, and a structure was newly obtained that satisfies Condition 4 shown below. Condition 4: R1 ≒ R2 ≒ R3 ≒ R4 <R12, R23, R
34 However, the relationship between R12, R23, and R34 is arbitrary.

【0075】上記条件4は、レーザ間に流れる熱流より
も、ヒートシンク112に流れる熱流を大きくし熱干渉
成分を減少させるための条件である。なお、下記に示す
ように、条件4の下位条件として以下のような条件とし
てもよい。 条件4’:R1≒R2≒R3≒R4<R12≒R23≒
R34 条件4”:R1≒R2≒R3≒R4<R12≒R34<
R23 条件4’は、レーザ間に流れる熱流よりも、ヒートシン
ク112に流れる熱流を大きくし熱干渉成分を減少させ
ると共に、各熱干渉熱抵抗を略均等にする条件である。
また、条件4”は、レーザ間に流れる熱流よりも、ヒー
トシンク112に流れる熱流を大きくし熱干渉成分を減
少させると共に、熱干渉熱抵抗R12,34を略均等に
し、かつ熱干渉熱抵抗R23よりも小さくする、すなわ
ち中央側の熱干渉を大きくする条件である。
The condition 4 is a condition for increasing the heat flow flowing to the heat sink 112 to reduce the heat interference component than the heat flow flowing between the lasers. As shown below, the following condition may be used as a sub-condition of condition 4. Condition 4 ′: R1 ≒ R2 ≒ R3 ≒ R4 <R12 ≒ R23 ≒
R34 condition 4 ″: R1 ≒ R2 ≒ R3 ≒ R4 <R12 ≒ R34 <
R23 Condition 4 'is a condition in which the heat flow flowing to the heat sink 112 is made larger than the heat flow flowing between the lasers to reduce the heat interference component, and each heat interference heat resistance is made substantially equal.
The condition 4 ″ is that the heat flow flowing to the heat sink 112 is made larger than the heat flow flowing between the lasers to reduce the heat interference component, the heat interference heat resistances R12 and R34 are made substantially uniform, and the heat interference heat resistance R23 Is a condition for reducing the thermal interference on the center side.

【0076】条件4’は、レーザ間の熱抵抗差が略均等
のため、レーザを多数点灯した時の熱流入のばらつきを
抑えることができるため、点灯パターンによる飽和温度
差が減少し、画像面内における2次色間の色差、3次色
での色差を少なくすることができる。
Condition 4 'is that, since the thermal resistance difference between the lasers is substantially equal, variations in the heat inflow when a large number of lasers are turned on can be suppressed. , The color difference between the secondary colors can be reduced.

【0077】これについて図25を参照して簡単に説明
する。図25において、各レーザの点灯により発生する
熱の放熱性が異なると、熱干渉飽和時の光量収束値P2
1、P31、P41、P22、P32、…がすべて異な
る。例えば、従来用いていた図2に示したようなレーザ
アレイ光源110では、両端側のレーザ(Ch1及びC
h4)と中央側のレーザ(Ch2及びCh3)との放熱
バランスが異なる為、P31−P21とP32−P22
が異なり、光量変動差が2つの状態に別れる。この状態
でCh1をM色、Ch2をY色、Ch4をC色に選択し、
2本のレーザを点灯することによりRGB合成色を作る
と、R色(MY合成色)やG色(YC合成色)と異なる
濃度でB色(MC合成色)が形成される。また、放熱特
性の異なるレーザアレイを用いて3色で面内に一様なフ
ルカラー像を形成しようとすとると、副走査方向に1色
点灯領域、2色点灯領域、3色点灯領域の異なる光量変
動が混在する事に加え、各レーザの飽和時の光量変動状
態数が増加し、放熱性が揃ったレーザアレイより副走査
方向の合成色差が大きくなる。しかも、実際のカラープ
リント画像では各種カラー画像出力の濃淡を各レーザの
点滅動作で対応するため、各レーザの熱的光量変動状態
数は絶えず変化し、非常に多数の複雑な光量変動状態に
なる。
This will be described briefly with reference to FIG. In FIG. 25, if the heat radiation of the heat generated by the lighting of each laser is different, the light amount convergence value P2 when the heat interference is saturated.
1, P31, P41, P22, P32,... Are all different. For example, in a conventional laser array light source 110 as shown in FIG. 2, lasers (Ch1 and C1) at both ends are used.
h4) and the heat radiation balance between the center side lasers (Ch2 and Ch3) are different, so that P31-P21 and P32-P22
Are different, and the light quantity fluctuation difference is divided into two states. In this state, select Ch1 for M color, Ch2 for Y color, and Ch4 for C color,
When an RGB combined color is created by turning on two lasers, a B color (MC combined color) is formed at a density different from the R color (MY combined color) and the G color (YC combined color). Further, if an attempt is made to form a uniform full-color image in a plane with three colors using laser arrays having different heat radiation characteristics, the one-color lighting area, the two-color lighting area, and the three-color lighting area differ in the sub-scanning direction. In addition to the coexistence of light quantity fluctuations, the number of light quantity fluctuation states at the time of saturation of each laser increases, and the combined color difference in the sub-scanning direction becomes larger than that of a laser array with uniform heat radiation. Moreover, in the actual color print image, since the shade of each color image output is corresponded by the blinking operation of each laser, the number of thermal light fluctuation states of each laser constantly changes, resulting in a very large number of complicated light fluctuation states. .

【0078】このような複雑な光量変動を減少させるに
は、各レーザの放熱性が略均等なレーザアレイを用い、
かつレーザ間の放熱差が等しいことが必要となり、上記
条件4と比較した場合条件4’の方がカラー画像に対す
る濃度差や色差等の悪影響が少なくなる。
In order to reduce such a complicated fluctuation in the amount of light, a laser array having substantially uniform heat radiation of each laser is used.
In addition, it is necessary that the heat radiation difference between the lasers is equal, and when compared with the above condition 4, the adverse effect such as the density difference and the color difference on the color image is smaller in the condition 4 ′.

【0079】すなわち、条件4’の場合、図25におけ
る各光量の関係は、P21≒P22≒P23≒P24、
P31≒P32≒P33≒P34、P41≒P42≒P
43≒P44かつP21−P1≒P31−P21≒P4
1−P31となる。
That is, in the case of the condition 4 ′, the relationship between the light amounts in FIG. 25 is P21PP22 ≒ P23 ≒ P24,
P31 ≒ P32 ≒ P33 ≒ P34, P41 ≒ P42 ≒ P
43 ≒ P44 and P21-P1 ≒ P31-P21 ≒ P4
1-P31.

【0080】条件4”は、条件4’よりも更に熱干渉の
バランスを改善したものである。これは、両端側と内側
とにレーザの放熱性差があり、端部のレーザのほうが熱
干渉の影響が小さくなる。例えば、2ビーム毎に熱干渉
熱抵抗値を上げると、各レーザが端部のレーザの放熱性
に近づく為、熱干渉によるレーザ間光量変動差を少なく
することができる。
Condition 4 ″ is a condition in which the balance of heat interference is further improved as compared with condition 4 ′. This is because there is a difference in the heat radiation properties of the laser between the both ends and the inside, and the laser at the end is more affected by the heat interference. For example, if the thermal interference thermal resistance value is increased for every two beams, each laser approaches the heat radiation of the laser at the end, so that the difference in light quantity variation between lasers due to thermal interference can be reduced.

【0081】これについて検証するため、図3に示した
熱抵抗簡易等価回路における各Ch毎のインピーダンス
を計算してみる。なお、計算を簡略化するため、図4に
示すように、ヒートシンクまでの熱抵抗を全てR1、レ
ーザ間の熱抵抗を全てR2とし、条件4’を用いて計算
した。
To verify this, the impedance for each Ch in the simplified thermal resistance equivalent circuit shown in FIG. 3 will be calculated. In addition, in order to simplify the calculation, as shown in FIG. 4, all the thermal resistances up to the heat sink were R1, and all the thermal resistances between the lasers were R2, and the calculation was performed using the condition 4 ′.

【0082】例えばCh1を点灯したときの等価回路は
図4で示され、この回路の合成インピーダンスZch1
は次式で示される。
For example, FIG. 4 shows an equivalent circuit when Ch1 is lit, and the combined impedance Zch1 of this circuit is shown in FIG.
Is represented by the following equation.

【0083】 Zch1=R1(R2+Z2)/(R1+R2+Z2)+Rs …(6) 但し、Z2=R1(R2+Z2)/(R1+R2+Z
2) Z1=R1(R1+R2)/(2R1+R2) また、Ch2を点灯した時の等価回路は図5で示され、
この回路の合成インピーダンスZch2は次式で示され
る。
Zch1 = R1 (R2 + Z2) / (R1 + R2 + Z2) + Rs (6) where Z2 = R1 (R2 + Z2) / (R1 + R2 + Z
2) Z1 = R1 (R1 + R2) / (2R1 + R2) Further, an equivalent circuit when Ch2 is turned on is shown in FIG.
The combined impedance Zch2 of this circuit is expressed by the following equation.

【0084】 Zch2=R1(R1+R2)(R2+Z1)/(R1(R2+Z1)+(R1+R2)(R2+Z1)+R1(R1+R2))+Rs …(7) 但し、Z1=R1(R1+R2)/(2R1+R2) 図6には、熱抵抗R1を入力パラメータとしたときの、
R2/R1とZch2/Zch1の関係を示した。ま
た、図27には、R2/R1と光量変動ΔPとの関係を
示した。図27に示すように、R2/R1が大きい程、
すなわち熱干渉熱抵抗R2が熱抵抗R1よりも大きくな
る程、光量変動ΔPが小さくなるのが判る。また、Zc
h2/Zch1が1に近いほど、レーザ間の合成熱抵抗
の差が小さくなるため、より光量変動差を抑えることが
できるが、図6に示すように、R2/R1が大きくなる
程、Zch2/Zch1が1に近づき、光量変動差を抑
えることができる。
Zch2 = R1 (R1 + R2) (R2 + Z1) / (R1 (R2 + Z1) + (R1 + R2) (R2 + Z1) + R1 (R1 + R2)) + Rs (7) , Z1 = R1 (R1 + R2) / (2R1 + R2) In FIG. 6, when the thermal resistance R1 is used as an input parameter,
The relationship between R2 / R1 and Zch2 / Zch1 was shown. FIG. 27 shows the relationship between R2 / R1 and the light amount fluctuation ΔP. As shown in FIG. 27, as R2 / R1 is larger,
That is, it can be seen that the light amount fluctuation ΔP becomes smaller as the heat interference heat resistance R2 becomes larger than the heat resistance R1. Also, Zc
As h2 / Zch1 becomes closer to 1, the difference in the combined thermal resistance between the lasers becomes smaller, so that the difference in the light amount fluctuation can be further suppressed. However, as shown in FIG. 6, as R2 / R1 becomes larger, Zch2 / Zch1 becomes larger. As Zch1 approaches 1, the difference in light amount fluctuation can be suppressed.

【0085】なお、図6から明らかなように、R2/R
1<1の領域、すなわち、熱干渉熱抵抗R2が熱抵抗R
1よりも小さい場合には、Zch2/Zch1の変化が
大きい。これはレーザ間の熱干渉による熱抵抗が小さい
為、隣接するレーザからの熱の流入による温度変化が大
きくなり、各レーザを点灯した時の光量変動差が大きく
なる事を示している。この領域のレーザアレイ光源、す
なわち、熱干渉熱抵抗R2が熱抵抗R1よりも小さいレ
ーザアレイ光源は、レーザアレイチップ接着時における
熱抵抗のばらつき等の小さな熱抵抗変化でも大きな光量
変動差をもたらす為、熱的に不安定な構造である。従っ
て、熱的に安定する領域はR2/R1が1より大きい領
域であり、熱干渉熱抵抗R2が熱抵抗R1よりも大きく
なるような構造のレーザアレイ光源とすることにより、
光量変動差を抑えることができる。具体的には、例えば
レーザ間の距離がレーザからヒートシンクまでの距離よ
りも長い構造とする。
As is apparent from FIG. 6, R2 / R
1 <1, that is, the thermal interference thermal resistance R2 is equal to the thermal resistance R
If it is smaller than 1, the change of Zch2 / Zch1 is large. This indicates that the thermal resistance due to the thermal interference between the lasers is small, so that the temperature change due to the inflow of heat from the adjacent lasers becomes large, and the difference in light quantity fluctuation when each laser is turned on becomes large. A laser array light source in this region, that is, a laser array light source in which the thermal interference thermal resistance R2 is smaller than the thermal resistance R1 causes a large light quantity variation difference even with a small thermal resistance change such as a variation in thermal resistance at the time of bonding a laser array chip. It is a thermally unstable structure. Therefore, the thermally stable region is a region where R2 / R1 is greater than 1, and by using a laser array light source having a structure in which the thermal interference thermal resistance R2 is greater than the thermal resistance R1,
Light amount fluctuation difference can be suppressed. Specifically, for example, the structure is such that the distance between the lasers is longer than the distance from the laser to the heat sink.

【0086】また、Zch2/Zch1は熱抵抗の合成
インピーダンス比であるから、各レーザ間の熱量の変化
が少ない放熱バランスの良い構造のレーザアレイ光源と
するためには、Zch2/Zch1=1となるような構
造にすることが好ましい。
Further, since Zch2 / Zch1 is a composite impedance ratio of thermal resistance, Zch2 / Zch1 = 1 in order to obtain a laser array light source having a structure with good heat radiation balance with little change in heat quantity between the lasers. Such a structure is preferable.

【0087】以上のことから、光量変動が少なく、熱的
に安定し、放熱バランスのよいレーザアレイ光源とする
ためには、図6に示すように、R2/R1が例えば3以
上となるような構造とすることが好ましい。
From the above, in order to obtain a laser array light source that is small in fluctuation of light quantity, thermally stable, and has good heat radiation balance, as shown in FIG. It is preferable to have a structure.

【0088】上記の検証は条件4を用いても実施するこ
ともできるが、条件4’のレーザアレイを作成するほう
が安価であり、さらに条件4を満足するレーザアレイよ
りも放熱バランスが優れているため、点灯パターンの変
化によるカラープリントの濃度差や色差を抑える効果が
高く、条件4’の方が実用的である。
Although the above verification can be carried out by using the condition 4, it is more inexpensive to prepare the laser array of the condition 4 ', and the heat radiation balance is better than that of the laser array satisfying the condition 4. Therefore, the effect of suppressing the density difference and the color difference of the color print due to the change of the lighting pattern is high, and the condition 4 ′ is more practical.

【0089】なお、上記ケースは4ビームレーザアレイ
での検証であったが、各レーザの発熱特性が均一で各レ
ーザの放熱特性に対称性がある構造であれば、点灯可能
数が増加した場合でも、隣接するレーザ間にR2>R1
の関係があれば同種の効果をもたらす。
Although the above case was verified using a four-beam laser array, if the heat generation characteristics of each laser are uniform and the heat radiation characteristics of each laser are symmetric, the number of lights that can be lit increases. However, R2> R1 between adjacent lasers
If they have the same effect, they have the same effect.

【0090】本発明に係るレーザアレイ光源40は、条
件1〜3を略満足すると共に、条件4’を略満足する構
造となっている。すなわち、レーザアレイチップ48に
設けられたトレンチ54、及びサブマウント44に設け
られたトレンチ58により各レーザ間の接触面積Sを小
さくすることで各レーザ間の熱干渉を減少させてヒート
シンク42に流れる熱流を大きくすると共に、各レーザ
間の距離L1を略均等にすることにより熱干渉抵抗を略
均等にすることで放熱性を高めた構造である。
The laser array light source 40 according to the present invention has a structure that substantially satisfies the conditions 1 to 3 and also substantially satisfies the condition 4 ′. That is, by reducing the contact area S between the lasers by the trench 54 provided in the laser array chip 48 and the trench 58 provided in the submount 44, the thermal interference between the lasers is reduced and the laser flows to the heat sink 42. The heat dissipation is enhanced by increasing the heat flow and making the distance L1 between the lasers substantially equal to make the heat interference resistance substantially equal.

【0091】このようなレーザアレイ光源40は、以下
のようにして作製される。まず、n型GaAs基板上
に、AlGaAsバッファ層、n−AlGaAsクラッ
ド層、Multi−Quantum−Well層、p−
AlGaAsクラッド層をエピタキシャル連続成長させ
(何れも図示省略)、次に、レーザ発光領域(図1
(B)に示す発光点52)上に、発光数(4個)分のp
−AlGaAsのストライプ(図示省略)をフォトリソ
エッチングにより形成し、2ndエピタキシャル成長に
よりn型AlGaAs電流狭窄層とp型キャップ層(何
れも図示省略)を形成し、さらにZn等の不純物拡散で
オーミック性を改善する。そして、p電極56を着膜
し、フォトリソエッチングで各レーザに個別に電流供給
できるようにする。
The laser array light source 40 is manufactured as follows. First, on an n-type GaAs substrate, an AlGaAs buffer layer, an n-AlGaAs cladding layer, a multi-quantum-well layer, and a p-type
An AlGaAs cladding layer is epitaxially grown continuously (all are not shown), and then a laser emitting region (FIG. 1)
On the light emitting point 52) shown in FIG.
-A stripe of AlGaAs (not shown) is formed by photolithographic etching, an n-type AlGaAs current confinement layer and a p-type cap layer (both not shown) are formed by 2nd epitaxial growth, and ohmic properties are improved by diffusing impurities such as Zn. I do. Then, the p-electrode 56 is deposited, and current can be individually supplied to each laser by photolithographic etching.

【0092】ここで注意すべき点は、各レーザの発熱源
としての性質を略均等にし、なるべく条件1を満足する
ようにするため、発光点間隔L1を一定にし、上記
(1)式、(4)式におけるIopi、Vopi、ηi、Ithi、T
0iの各パラメータが各レーザで同じになる様に、発光点
を含む活性層及びストライプ部の構造パラメータと不純
物設定パラメータを共通にする。また、各レーザの特性
温度T0の絶対値が比較的大きな値(例えば150K以
上)になるようなバンドギャップ構造に調整し、各発熱
源の発熱量を抑えたレーザ発光構造とする。
Here, it should be noted that in order to make the properties of each laser as a heat source substantially uniform and to satisfy the condition 1 as much as possible, the light emitting point interval L1 is made constant, and the above formula (1), (1) 4) Iopi, Vopi, ηi, Ithi, T in equation
The structure parameters of the active layer including the light emitting point and the stripe portion and the impurity setting parameters are made common so that each parameter of 0i becomes the same for each laser. Further, the laser light emitting structure is adjusted so that the absolute value of the characteristic temperature T0 of each laser becomes a relatively large value (for example, 150 K or more) so that the heat generation amount of each heat source is suppressed.

【0093】次に、各レーザ間(発光点間)を電気的、
光学的に分離するため、図1(B)に示すように、個別
に形成したp電極56間にトレンチ54を形成する。ト
レンチ54は、発光点間距離L1が比較的短い場合はリ
アクテイブイオンエッチング等の異方性エッチングを用
いて、発光点間距離L1が比較的長い場合は、ケミカル
エッチング法を用いて、n−GaAs基板に到達する深
さまで切削する。トレンチ54の深さが深ければ深いほ
ど各レーザ間の熱抵抗が高くなるが、次工程の裏面研摩
の際において、基板が破損しない範囲で切削する。
Next, electrical connection between the lasers (between the light emitting points) is made.
As shown in FIG. 1B, a trench 54 is formed between the individually formed p-electrodes 56 for optical isolation. When the distance L1 between the light emitting points is relatively short, the trench 54 is formed by using anisotropic etching such as reactive ion etching, and when the distance L1 between the light emitting points is relatively long, a chemical etching method is used. Cutting is performed to a depth that reaches the GaAs substrate. As the depth of the trench 54 increases, the thermal resistance between the lasers increases. However, in the next step of polishing the back surface, the substrate is cut to the extent that the substrate is not damaged.

【0094】トレンチ54を形成した後、裏面研摩を行
い、基板の厚さを例えば0.1mm程度にしたあと、研
磨した裏面にn電極64を着膜形成し、基板をバー状に
へき開し、バー状のレーザのレーザ発振方向に対して垂
直な両面に図示しない共振器ミラーを着膜し、バーをへ
き開し、各レーザを形成する。
After the trench 54 is formed, the back surface is polished to reduce the thickness of the substrate to, for example, about 0.1 mm, an n-electrode 64 is formed on the polished back surface, and the substrate is cleaved into a bar. Resonator mirrors (not shown) are deposited on both surfaces perpendicular to the laser oscillation direction of the bar-shaped laser, and the bars are cleaved to form each laser.

【0095】サブマウント44は、適度な絶縁性があり
GaAs(0.54W/K・cm2)より高い熱伝導率
の材質、例えばSi、AlN、Al23、BeO、Si
C、SiC(BeO含む)等を主成分とした基板を分割
したものを用いた。サブマウント44のレーザアレイチ
ップ48との実装面側には、レーザアレイチップ48の
p電極56と同程度の大きさのコンタクト電極(Au
系、Al系)50を着膜する。そして、コンタクト電極
50と外部電極62とを接続できるように、図1(A)
に示すようなコンタクト電極50から引き出された引き
出しパターン電極50Aを形成する。引き出しパターン
電極50Aは金線から成る接続ワイヤ60により外部電
極62と接続される。
The submount 44 is made of a material having an appropriate insulating property and a thermal conductivity higher than GaAs (0.54 W / K · cm 2 ), for example, Si, AlN, Al 2 O 3 , BeO, Si
A substrate obtained by dividing a substrate mainly composed of C, SiC (including BeO) or the like was used. On the mounting surface side of the submount 44 on which the laser array chip 48 is mounted, a contact electrode (Au) having the same size as the p electrode 56 of the laser array chip 48 is provided.
(Al-based, Al-based) 50 is deposited. Then, in order to connect the contact electrode 50 and the external electrode 62, FIG.
A lead pattern electrode 50A drawn from the contact electrode 50 as shown in FIG. The lead pattern electrode 50A is connected to the external electrode 62 by a connection wire 60 made of a gold wire.

【0096】なお、サブマウント44上のコンタクト電
極50には、更に図示しないPbSnソルダ等を電界め
っき法で接合層として形成し、サブマウント44の厚さ
をレーザアレイチップ48と同等の厚さまで裏面研摩す
る。また、レーザアレイと接触するサブマウント44に
は、図1(B)に示すようにトレンチ58を形成し、レ
ーザ間の熱抵抗を増加させるようにする。また、サブマ
ウント44上に形成された引き出しパターン電極50A
の大きさを各レーザ間で異ならせることにより各レーザ
間の熱抵抗を調整するようにしてもよい。
The contact electrode 50 on the submount 44 is further formed of a PbSn solder (not shown) or the like as a bonding layer by electroplating, and the thickness of the submount 44 is reduced to the same thickness as the laser array chip 48 on the back surface. Polish. In addition, a trench 58 is formed in the submount 44 in contact with the laser array as shown in FIG. 1B so as to increase the thermal resistance between the lasers. Also, a lead pattern electrode 50A formed on the submount 44
The thermal resistance between the lasers may be adjusted by making the size of the laser different between the lasers.

【0097】レーザアレイチップ48とサブマウント4
4のオーミックコンタクトは、レーザアレイチップ48
のp電極56とサブマウント44の図示しないPbSn
ソルダ部をセルフアラインによる加熱処理で結合させ、
位置合わせを行う。
Laser array chip 48 and submount 4
The ohmic contact 4 is a laser array chip 48
PbSn (not shown) of the p electrode 56 and the submount 44
Solder parts are joined by self-aligned heat treatment,
Perform positioning.

【0098】このようにして作製したレーザアレイチッ
プ48を表面実装したサブマウント44をヒートシンク
42と接着する。接着剤46は加熱接着剤をヒートシン
ク42にポッテイングで塗布し、レーザアレイチップ4
8が実装されたサブマウント44を加熱することにより
接着する。なお、加熱接着剤には、熱抵抗の低い導電性
材料を用いる事が好ましい。ヒートシンク42には、T
0管タイプ機密パッケージステムと一体構造のものでか
つコバール系材料(Cu系材料)のものを用いた。
The submount 44 on which the laser array chip 48 thus manufactured is surface-mounted is bonded to the heat sink 42. The adhesive 46 is formed by applying a heating adhesive to the heat sink 42 by potting, and
The sub-mount 44 on which the substrate 8 is mounted is bonded by heating. Note that a conductive material having low heat resistance is preferably used for the heating adhesive. The heat sink 42 has a T
A Kovar-based material (Cu-based material) having an integral structure with the 0-tube type confidential package stem was used.

【0099】図7に一般的なT0管タイプパッケージ7
0の一例を示した。図7(A)にはT0管タイプパッケ
ージ70の上面断面図が、図7(B)には図7(A)に
示すウインドウキャップ72が外された状態のT0管タ
イプパッケージ70の側面図が示されている。
FIG. 7 shows a general T0 tube type package 7.
An example of 0 was shown. 7A is a top sectional view of the T0 tube type package 70, and FIG. 7B is a side view of the T0 tube type package 70 with the window cap 72 shown in FIG. 7A removed. It is shown.

【0100】図7(B)に示すように、T0管タイプパ
ッケージ70は、レーザアレイ光源40がステム74上
に設けられ、これが図7(A)に示すようなウィンドウ
キャップ72でパッケージングされた構成となってい
る。ウィンドウキャップ72の上部には、窓部76が設
けられており、この窓部76に対応するウィンドウキャ
ップ72の内側には、ガラス78が封止接着剤80によ
り接着されている。レーザビームは窓部76から出射さ
れる。
As shown in FIG. 7B, a T0 tube type package 70 has a laser array light source 40 provided on a stem 74, which is packaged with a window cap 72 as shown in FIG. 7A. It has a configuration. A window 76 is provided above the window cap 72, and a glass 78 is adhered to the inside of the window cap 72 corresponding to the window 76 with a sealing adhesive 80. The laser beam is emitted from the window 76.

【0101】また、ステム74には、レーザアレイチッ
プ48から出射されるレーザビームのバックビームを光
量検知するためのPiNシリコンホトダイオードチップ
82が実装されており、レーザアレイチップ48が表面
実装されたサブマウント44をヒートシンク42に表面
実装した後、サブマウント44上に形成された引き出し
パターン電極50Aと外部電極62、レーザアレイチッ
プ48のn電極64とグランド電極とを金線ボンデイン
グにより各々電気的に接続する。
On the stem 74, a PiN silicon photodiode chip 82 for detecting the amount of the back beam of the laser beam emitted from the laser array chip 48 is mounted, and a sub-mount on which the laser array chip 48 is surface-mounted is mounted. After the mount 44 is surface-mounted on the heat sink 42, the lead pattern electrode 50A and the external electrode 62 formed on the submount 44, and the n-electrode 64 of the laser array chip 48 and the ground electrode are electrically connected by gold wire bonding. I do.

【0102】最後に、ウィンドウキャップ72を電気溶
接又は熱溶接でステム74に接続することによりレーザ
アレイ光源40の作製が終了する。
Finally, by connecting the window cap 72 to the stem 74 by electric welding or heat welding, the fabrication of the laser array light source 40 is completed.

【0103】なお、条件4’を満足する構造として、図
8に示すような構造としてもよい。図8に示すレーザア
レイ光源41は、サブマウント44にトレンチが設けら
れておらず、レーザアレイチップ48に設けられたトレ
ンチ54の深さが、図1に示すレーザアレイ光源40の
トレンチ54の深さよりも浅いが、各レーザ間の距離L
2を、図1に示すレーザアレイ光源40の各レーザ間の
距離L1よりも長くすることで、各レーザ間の熱干渉を
減少させてヒートシンク42に流れる熱流を大きくする
と共に、各レーザ間の距離L2を略均等にすることによ
り熱干渉抵抗を略均等にすることで放熱性を高めた構造
である。
As a structure satisfying the condition 4 ', a structure as shown in FIG. 8 may be used. In the laser array light source 41 shown in FIG. 8, the trench is not provided in the submount 44, and the depth of the trench 54 provided in the laser array chip 48 is equal to the depth of the trench 54 of the laser array light source 40 shown in FIG. But the distance L between each laser
2 is longer than the distance L1 between the lasers of the laser array light source 40 shown in FIG. 1 to reduce the thermal interference between the lasers, increase the heat flow flowing to the heat sink 42, and increase the distance between the lasers. This is a structure in which heat dissipation is enhanced by making heat interference resistance substantially equal by making L2 substantially equal.

【0104】このように、各レーザ間の距離L2を長く
することにより、発光点52とヒートシンク42との間
の距離H2を図1に示すレーザアレイ光源40の発光点
52とヒートシンク42との間の距離H1よりも小さく
することができる。また、サブマウント44にトレンチ
が設けられていないため、安価に製造することができ
る。
As described above, by increasing the distance L2 between the lasers, the distance H2 between the light emitting point 52 and the heat sink 42 is increased by the distance between the light emitting point 52 and the heat sink 42 of the laser array light source 40 shown in FIG. Can be made smaller than the distance H1. Further, since no trench is provided in the submount 44, it can be manufactured at low cost.

【0105】また、条件4”を満足する構造としてもよ
い。このような構造のレーザアレイ光源を図9、10に
示す。
A structure that satisfies the condition 4 ″ may be adopted. A laser array light source having such a structure is shown in FIGS.

【0106】図9に示すレーザアレイ光源43は、中央
のトレンチ54の深さが両側のトレンチ54の深さより
深くなっている。その他は図3に示したレーザアレイ光
源40と同様である。すなわち、レーザアレイ光源43
は、中央のトレンチ54の深さを両側のトレンチ54の
深さよりも深くすることにより、両側2つの発光点間の
熱干渉熱抵抗を略均等にし、かつこの熱干渉抵抗よりも
中央の発光点間の熱干渉熱抵抗を大きくすることで放熱
性を高めた構造である。
In the laser array light source 43 shown in FIG. 9, the depth of the central trench 54 is deeper than the depth of the trenches 54 on both sides. Others are the same as the laser array light source 40 shown in FIG. That is, the laser array light source 43
By making the depth of the central trench 54 deeper than the depth of the trenches 54 on both sides, the heat interference thermal resistance between the two light emitting points on both sides is made substantially equal, and the central light emitting point It is a structure in which the heat dissipation is enhanced by increasing the thermal interference thermal resistance between them.

【0107】図10に示すレーザアレイ光源45は、サ
ブマウント44が設けられておらず、絶縁性の接着剤4
6によってレーザアレイチップ48とヒートシンク42
とが接着されており、さらにヒートシンク42の中央部
にトレンチ57が設けられた構成である。
The laser array light source 45 shown in FIG. 10 does not have the submount 44, and has the insulating adhesive 4
6, the laser array chip 48 and the heat sink 42
And a trench 57 is provided at the center of the heat sink 42.

【0108】図1、8、9に示したレーザアレイ光源で
はヒートシンク42とレーザアレイチップ48との間に
絶縁性のサブマウント44があり、サブマウント44に
溝加工をしている場合と溝加工をしていない場合の例で
あるが、レーザアレイチップ48からヒートシンク42
までの間の熱抵抗(所定方向と交差する方向の熱抵抗)
よりも各レーザ間の熱抵抗を高めるには、前記(5)式
からも明らかなように、レーザアレイチップ48の熱伝
導率K1よりもサブマウント44の熱伝導率K2を高く
すれば良い。また、レーザ間の距離L1(又はL2)と
発光点52からヒートシンク42までの距離H1(又は
H2)との関係は、熱伝導率比K2/K1の大小関係の
効果が大きいため、(K2/K1)>(H1/L1)又
は(K2/K1)>(H2/L2)を満たせば良い。
In the laser array light source shown in FIGS. 1, 8 and 9, an insulating submount 44 is provided between the heat sink 42 and the laser array chip 48. This is an example in which the heat sink 42 is not provided.
(Thermal resistance in the direction crossing the specified direction)
In order to further increase the thermal resistance between the lasers, the thermal conductivity K2 of the submount 44 may be higher than the thermal conductivity K1 of the laser array chip 48, as is apparent from the above equation (5). The relationship between the distance L1 (or L2) between the lasers and the distance H1 (or H2) from the light emitting point 52 to the heat sink 42 has a large effect of the thermal conductivity ratio K2 / K1. K1)> (H1 / L1) or (K2 / K1)> (H2 / L2).

【0109】図13には、本発明に係るレーザアレイ光
源におけるレーザ出射光量(mW)と光量変動ΔP
(%)との関係を、図14には、本発明に係るレーザア
レイ光源におけるレーザの点灯数と規格化光出力比との
関係を、図15(A)には、本発明に係るレーザアレイ
光源の熱干渉時におけるCh1のレーザ出射光量(m
W)と光量変動ΔPとの関係を、同図(B)には、本発
明に係るレーザアレイ光源の熱干渉時におけるCh2の
レーザ出射光量(mW)と光量変動ΔPとの関係をそれ
ぞれ示した。なお、図13、14に示した光量変動Δ
P、規格化光量比は図11、12で示したものと同様で
ある。
FIG. 13 shows the laser output light amount (mW) and the light amount fluctuation ΔP in the laser array light source according to the present invention.
FIG. 14 shows the relationship between the number of lasers turned on and the normalized light output ratio in the laser array light source according to the present invention, and FIG. The amount of emitted laser light of Ch1 (m
FIG. 4B shows the relationship between W) and the light amount variation ΔP, and FIG. 6B shows the relationship between the Ch2 laser emission light amount (mW) and the light amount variation ΔP at the time of thermal interference of the laser array light source according to the present invention. . The light amount fluctuation Δ shown in FIGS.
P and the normalized light amount ratio are the same as those shown in FIGS.

【0110】また、図15に示した光量変動ΔPは、本
発明に係るレーザアレイ光源が適用される画像形成装置
の動作条件に近いデューティが約50%のパルスでレー
ザアレイ光源を駆動した場合のピーク光量と収束値光量
との比である。なお、Ch1及びCh2について選択し
た理由は、4ビームのレーザアレイ光源の場合は、放熱
構造に対称性があるため、Ch1とCh4、Ch2とC
h3が略同一とみなせ、Ch1とCh2の選択で十分だ
からである。
Further, the light amount fluctuation ΔP shown in FIG. 15 is the case where the laser array light source is driven by a pulse having a duty of about 50%, which is close to the operating condition of the image forming apparatus to which the laser array light source according to the present invention is applied. This is the ratio between the peak light amount and the convergence value light amount. The reason for selecting Ch1 and Ch2 is that, in the case of a four-beam laser array light source, Ch1 and Ch4 and Ch2 and C
This is because h3 can be regarded as substantially the same, and selection of Ch1 and Ch2 is sufficient.

【0111】図13に示すように、本発明に係るレーザ
アレイ光源の場合、図11に示した従来におけるレーザ
アレイ光源と比較して、光量変動ΔPは約50〜60%
程度低下し、大幅に改善されているのが判る。すなわ
ち、図26に示すように、レーザ出射光量が0.4mW
付近では、ΔPが約50%程度改善されているのが判
る。また、各レーザ(Ch)間の光量変動差は、従来の
レーザアレイ光源では、図11に示すように最大で約8
%(レーザ出射光量が0.4mW付近のΔPの差)ある
のに対し、本発明に係るレーザアレイ光源では、図13
に示すように、最大で約3%(レーザ出射光量が1mW
付近のΔPの差)となっており、従来と比較して約5%
程度改善された。
As shown in FIG. 13, in the case of the laser array light source according to the present invention, as compared with the conventional laser array light source shown in FIG.
It can be seen that it has been reduced to a large extent and has been greatly improved. That is, as shown in FIG.
In the vicinity, it can be seen that ΔP is improved by about 50%. In addition, the difference in light amount variation between the lasers (Ch) is about 8 at the maximum in the conventional laser array light source as shown in FIG.
% (Difference in ΔP near 0.4 mW of the laser emission light amount), whereas the laser array light source according to the present invention has
As shown in the figure, the maximum is about 3% (the laser output light amount is 1 mW
(Difference in ΔP in the vicinity), which is about 5%
The degree was improved.

【0112】また、図14に示すように、本発明に係る
レーザアレイ光源でレーザを4本点灯した場合における
規格化光出力比は、図12に示した従来におけるレーザ
アレイ光源と比較して約40%程度低下し、光量変動が
大幅に改善されているのが判る。
As shown in FIG. 14, the normalized light output ratio when four lasers are turned on by the laser array light source according to the present invention is approximately equal to that of the conventional laser array light source shown in FIG. It can be seen that the light amount fluctuation is greatly improved by about 40%.

【0113】また、隣接するレーザを点灯した場合に光
量変動ΔPが約9%以下となるレーザ出射光量の下限値
Pminも、図26に示すように、従来では約2.5m
W程度であったのに対し、本発明に係るレーザアレイ光
源では、図26に示すように約1.2mW程度まで拡張
されている。これにより、光走査装置の光量透過率の設
計範囲が拡大され、設計の自由度を高めることができ
る。さらに、前述したように各レーザ間の光量変動差が
小さくなっているため、レーザアレイの放熱バランスも
改善されていることが判る。
Further, as shown in FIG. 26, the lower limit value Pmin of the laser output light amount at which the light amount fluctuation ΔP becomes about 9% or less when the adjacent laser is turned on is about 2.5 m in the prior art.
While the power was about W, the laser array light source according to the present invention was expanded to about 1.2 mW as shown in FIG. Accordingly, the design range of the light amount transmittance of the optical scanning device is expanded, and the degree of freedom in design can be increased. Furthermore, as described above, since the difference in light amount variation between the lasers is small, it can be seen that the heat radiation balance of the laser array is also improved.

【0114】[第2実施形態]次に、本発明の第2実施
形態について説明する。第2実施形態では、簡単な構成
で感光体上の光量変動を抑制する形態について説明す
る。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a description will be given of an embodiment in which the light amount variation on the photoconductor is suppressed with a simple configuration.

【0115】前述したように、従来のレーザアレイ光源
では、図11、12に示したように、レーザの点灯数に
比例して光量変動が増加し、また、各レーザの出射光量
が増加するに従って光量変動ΔPが急激に減少する。
As described above, in the conventional laser array light source, as shown in FIGS. 11 and 12, the light quantity fluctuation increases in proportion to the number of lasers turned on, and as the emission light quantity of each laser increases. The light amount fluctuation ΔP sharply decreases.

【0116】一方、感光体の光量範囲は、画像安定化の
為に規定値±10%以下程度に調整する必要がある。こ
のため、従来から用いられているシングルレーザ(単一
のレーザビームを射出するレーザ光源)を複数個用いた
光走査装置(図20、図21参照)では、それぞれの光
透過率(例えばレーザの出射光量と感光体上の光量との
比)のばらつきを吸収するために、各レーザ毎に注入電
流を変化させ、感光体に必要な規定光量範囲となるよう
に光走査装置を組み立てる段階で調整していた。
On the other hand, the light amount range of the photosensitive member needs to be adjusted to a specified value of about ± 10% or less for stabilizing an image. For this reason, in an optical scanning apparatus (see FIGS. 20 and 21) using a plurality of conventionally used single lasers (laser light sources that emit a single laser beam), the respective light transmittances (for example, laser In order to absorb variations in the ratio of the amount of emitted light to the amount of light on the photoreceptor), the injection current is changed for each laser, and adjustment is made at the stage of assembling the optical scanning device so that the required light amount range for the photoreceptor is obtained. Was.

【0117】このような調整は、複数のレーザを射出す
るレーザアレイ光源には適用できない。すなわち、複数
のレーザを射出するレーザアレイ光源を光透過率が比較
的高い光走査装置に適用した場合、光透過率が比較的低
い光走査装置に適用した場合に比べてレーザアレイ光源
の出射光量を低く設定してしまうからである。前述した
ようにレーザアレイ光源はシングルレーザと比較して、
特に出射光量が低い範囲では光量変動が大きいため、画
像濃度差、色差が目立つようになり、光走査装置を安定
して製造できない、という問題になっていた。
Such adjustment cannot be applied to a laser array light source that emits a plurality of lasers. In other words, when a laser array light source that emits a plurality of lasers is applied to an optical scanning device having a relatively high light transmittance, the output light amount of the laser array light source is smaller than when the laser array light source is applied to an optical scanning device having a relatively low light transmittance. Is set low. As described above, the laser array light source is compared with a single laser,
Particularly, in a range where the output light amount is low, the light amount fluctuation is large, so that the image density difference and the color difference become conspicuous, and there has been a problem that the optical scanning device cannot be manufactured stably.

【0118】ここで、レーザアレイ光源の寿命から定ま
るレーザ出射光量の上限値をPmaxとし、光走査装置
の光透過率のばらつきにより定まるレーザ出射光量の下
限値をPminとすると、光走査装置を安全に設計、生
産できる光量範囲はPmax/Pmin>5以上を満た
す範囲とすることが望ましい。しかしながら、図11、
12に示したような従来のレーザアレイ光源では光量範
囲は2<Pmax/Pmin<4程度となり、光走査装
置を安全に設計、生産できる光量範囲とはなっていな
い。
Here, assuming that the upper limit of the amount of emitted laser light determined by the life of the laser array light source is Pmax, and the lower limit of the amount of emitted laser light determined by the variation in light transmittance of the optical scanning device is Pmin, the optical scanning device is safe. It is desirable that the range of light quantity that can be designed and produced is a range that satisfies Pmax / Pmin> 5 or more. However, FIG.
12, the light amount range is about 2 <Pmax / Pmin <4, which is not the light amount range in which the optical scanning device can be safely designed and manufactured.

【0119】そこで、本実施形態では、光透過率が比較
的低い光走査装置を用いて、光走査装置から出射される
レーザビームの光量を比較的安価な光学部品であるフィ
ルタにより減衰させる構成とした。これにより、レーザ
アレイ光源の出射光量が高めに設定されるため、光量変
動を抑制する領域を使用することができ、レーザアレイ
光源の熱干渉による画像濃度差、色差の発生を抑制する
ことができる。なお、光量調整する光学部品であれば効
果は同一であり、フィルタに限られない。
Therefore, in the present embodiment, a configuration is used in which an optical scanning device having a relatively low light transmittance is used, and the amount of the laser beam emitted from the optical scanning device is attenuated by a filter which is a relatively inexpensive optical component. did. Accordingly, the emission light amount of the laser array light source is set to be high, so that a region for suppressing the light amount fluctuation can be used, and the occurrence of image density difference and color difference due to thermal interference of the laser array light source can be suppressed. . The effect is the same as long as it is an optical component for adjusting the light amount, and is not limited to the filter.

【0120】図16には、本実施形態に係る画像形成装
置10を示した。なお、図24に示す画像形成装置10
5と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省
略する。
FIG. 16 shows an image forming apparatus 10 according to the present embodiment. The image forming apparatus 10 shown in FIG.
The same parts as in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0121】図16に示すように、画像形成装置10
は、最終ミラー28がシリンドリカルミラーとなってお
り、最終ミラー28から反射されたレーザビーム13の
光路上に減衰手段としてのフィルタ27が設けられてい
る。各レーザビームはこのフィルタ27を透過して各感
光体32に各々照射される。これにより、各レーザビー
ムはフィルタ27によりその光量が減衰させられる。
As shown in FIG. 16, the image forming apparatus 10
In the first embodiment, the final mirror 28 is a cylindrical mirror, and a filter 27 as an attenuation unit is provided on the optical path of the laser beam 13 reflected from the final mirror 28. Each laser beam passes through this filter 27 and irradiates each photoconductor 32. Thus, the light quantity of each laser beam is attenuated by the filter 27.

【0122】図17には、光走査装置11の走査光学系
の光軸を含む平面における展開図が示されている。ここ
で、図17(A)は副走査方向の展開図に対応し、レー
ザアレイ光源12から出射されたレーザビームは、コリ
メータレンズ14、及びシリンドリカルレンズ16によ
りポリゴンミラー20上で集束し、次いでfθレンズ2
2により光分離多面鏡26の反射面上で集束し、更に最
終ミラー28により感光体ドラム32上で集束する。即
ち、副走査方向では、レーザアレイ光源12の出射面と
ポリゴンミラー20、また、ポリゴンミラー20と光分
離多面鏡26、更に、光分離多面鏡26と感光体ドラム
32のドラム面が光学的に共役関係になっている。
FIG. 17 is a developed view of a plane including the optical axis of the scanning optical system of the optical scanning device 11. Here, FIG. 17A corresponds to a developed view in the sub-scanning direction, and the laser beam emitted from the laser array light source 12 is focused on the polygon mirror 20 by the collimator lens 14 and the cylindrical lens 16, and then fθ Lens 2
The light is converged on the reflecting surface of the light separating polygon mirror 26 by 2 and further converged on the photosensitive drum 32 by the final mirror 28. That is, in the sub-scanning direction, the light emitting surface of the laser array light source 12 and the polygon mirror 20, the polygon mirror 20 and the light separating polygon mirror 26, and the light separating polygon mirror 26 and the drum surface of the photosensitive drum 32 are optically connected. It has a conjugate relationship.

【0123】一方、図17(B)は主走査方向の展開図
に対応し、レーザアレイ光源12から出射されたレーザ
ビームは、コリメータレンズ14により平行ビームにさ
れ、次いでfθレンズ22により感光体ドラム32上に
結像される。
On the other hand, FIG. 17B corresponds to a development in the main scanning direction. The laser beam emitted from the laser array light source 12 is converted into a parallel beam by the collimator lens 14, and then the photosensitive drum by the fθ lens 22. 32.

【0124】以上の構成において、レーザアレイ光源1
2からY、M、C、Kの画像データに基づいて変調され
た4本のレーザビームが出射されると、コリメータレン
ズ14により平行ビームにされた後、シリンドリカルレ
ンズ16により副走査方向に集束され、更にポリゴンミ
ラー20で反射偏向される。反射偏向された4本の偏向
ビームはfθレンズ22により主走査方向、及び副走査
方向にそれぞれ集束され、反射ミラー24により光分離
多面鏡26に導かれ、そこで感光体ドラム32の配列位
置に応じた方向に分離される。分離された4本の光ビー
ムはそれぞれ対応する感光体ドラム32に導く最終ミラ
ー28で反射され、シリンドリカルレンズ30を経て予
め帯電を受けて回転する感光体ドラム32を露光して、
感光体ドラム32の表面に静電潜像を形成する。
In the above configuration, the laser array light source 1
When four laser beams modulated based on the image data of Y, M, C, and K from 2 are emitted, they are collimated by the collimator lens 14 and then focused by the cylindrical lens 16 in the sub-scanning direction. Are further reflected and deflected by the polygon mirror 20. The four reflected and deflected beams are focused by the fθ lens 22 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, and guided to the light separating polygon mirror 26 by the reflection mirror 24, where they are arranged in accordance with the arrangement position of the photosensitive drum 32. Separated in the direction. The separated four light beams are reflected by the final mirrors 28 leading to the corresponding photosensitive drums 32, respectively, and are exposed through the cylindrical lenses 30 to the photosensitive drums 32, which are precharged and rotate, and are exposed to light.
An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 32.

【0125】このような光走査装置11は、光透過率が
比較的低くなるように各レンズやミラーが構成されてい
る。
In such an optical scanning device 11, each lens and mirror are configured so that the light transmittance is relatively low.

【0126】また、図16に示すように、レーザアレイ
光源12は制御装置15によって制御される。また、制
御装置15は、図示しないAPC回路を含んでおり、制
御装置15は、レーザアレイ光源12に設けられたレー
ザビーム13のバックビームを検知するための図示しな
いフォトダイオードの出力(レーザビームの光量)をモ
ニタして、APC制御を行うことができると共に、入力
された画像信号に応じて各レーザビームのオンオフのタ
イミングを制御する。具体的には、前述したように、図
25に示すようなシーケンスでレーザアレイ光源12の
点灯タイミングを制御する。
Further, as shown in FIG. 16, the laser array light source 12 is controlled by the control device 15. Further, the control device 15 includes an APC circuit (not shown), and the control device 15 outputs an output (not shown) of a photodiode (not shown) for detecting a back beam of the laser beam 13 provided in the laser array light source 12. APC control can be performed by monitoring the light amount), and the on / off timing of each laser beam is controlled according to the input image signal. Specifically, as described above, the lighting timing of the laser array light source 12 is controlled in a sequence as shown in FIG.

【0127】また、光走査装置11の光透過率及びフィ
ルタ27の光透過率は、レーザを複数点灯したときの感
光体間の光量変動ΔPが約9%以下になるように設定し
ている。
The light transmittance of the light scanning device 11 and the light transmittance of the filter 27 are set so that the light amount fluctuation ΔP between the photoconductors when a plurality of lasers are turned on is about 9% or less.

【0128】このように、比較的光透過率の低い光走査
装置を用いると共にフィルタ27を設けることにより、
レーザアレイ光源の出射光量が高めに設定されるため、
従来のレーザアレイ光源12を用いた場合でも、簡単な
構成で光量変動を抑制することができる。また、光走査
装置11の光透過率及びフィルタ27の光透過率を、レ
ーザを複数点灯したときの感光体間の光量変動ΔPが約
9%以下になるように設定することで、人間の目で検知
できるほどの濃度差や色差が発生するのを抑えることが
できるようになった。
As described above, by using the optical scanning device having a relatively low light transmittance and providing the filter 27,
Since the output light amount of the laser array light source is set higher,
Even when the conventional laser array light source 12 is used, it is possible to suppress the light quantity fluctuation with a simple configuration. Further, by setting the light transmittance of the optical scanning device 11 and the light transmittance of the filter 27 so that the light amount fluctuation ΔP between the photoconductors when a plurality of lasers are turned on is about 9% or less, human eyes can be controlled. This makes it possible to suppress the occurrence of a density difference or a color difference that can be detected by the.

【0129】なお、フィルタ27は、各レーザビームの
光量を一律に減衰させるもの、すなわち全ての面で同一
の透過率のものを用いてもよいが、各レーザビーム毎に
減衰量が異なるもの、すなわち、各レーザが透過する位
置の透過率が各々異なるものを用いても良く、透過率が
異なる複数のフィルタを用いてもよい。
As the filter 27, a filter that uniformly attenuates the light amount of each laser beam, that is, a filter having the same transmittance on all surfaces may be used. That is, a filter having a different transmittance at a position where each laser transmits may be used, or a plurality of filters having different transmittances may be used.

【0130】また、図16に示す画像形成装置10に、
第1実施形態で説明した本発明に係るレーザアレイ光源
を適用してもよい。これによりさらに光量変動を抑制す
ることができる。また、フィルタ27は、前述した図2
1〜24に示した画像形成装置に適用しても上記と同様
の効果を奏する。
The image forming apparatus 10 shown in FIG.
The laser array light source according to the present invention described in the first embodiment may be applied. As a result, fluctuations in light quantity can be further suppressed. The filter 27 is the same as that shown in FIG.
Even when applied to the image forming apparatuses shown in 1 to 24, the same effects as above can be obtained.

【0131】[第3実施形態]次に、本発明の第3実施
形態について説明する。本実施形態では、例えば図1
6、22〜24に示す画像形成装置のレーザアレイ光源
12の光量調整タイミングについて説明する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, for example, FIG.
The timing of adjusting the light amount of the laser array light source 12 of the image forming apparatus shown in FIGS.

【0132】レーザアレイ光源12から射出されたレー
ザビームの光量が安定するのに必要な光量安定時間は、
上記(1)式、(2)式の熱時定数τi、τrjで定まる
時間の中で一番長い時間である。
The light amount stabilization time required for stabilizing the light amount of the laser beam emitted from the laser array light source 12 is as follows.
This is the longest time among the times determined by the thermal time constants τi and τrj in the above equations (1) and (2).

【0133】従って、各レーザに電流を流す通電時間
は、熱的に安定する最大の熱時定数で定まる時間より長
くしなければならない。なお、各レーザの最大熱時定数
は約5msec程度であり、熱干渉時の熱時定数τi
(熱干渉飽和時間)の方が長い事が知られている。
Therefore, the energizing time during which a current is applied to each laser must be longer than the time determined by the maximum thermal time constant that is thermally stable. The maximum thermal time constant of each laser is about 5 msec, and the thermal time constant τi
It is known that (heat interference saturation time) is longer.

【0134】一方、レーザ光量の調整は、光走査装置で
初期光量を調整するステップと画像書き出し前にAPC
回路で調整するステップとから成る。前者は従来通り、
光走査装置を組み立てる際に、レーザアレイ光源の各レ
ーザの注入電流を順次調整するものである。通常、この
光量調整時間は光走査装置の組み立て装置内で行われ、
数秒を要するため、光量調整時間はレーザアレイ光源の
熱干渉飽和時間より長くなり、安定したレーザ光量にな
る。
On the other hand, the adjustment of the amount of laser light includes the step of adjusting the initial amount of light with the optical scanning device and the APC before writing the image.
Adjusting with a circuit. The former is as usual,
When assembling the optical scanning device, the injection current of each laser of the laser array light source is sequentially adjusted. Usually, this light amount adjustment time is performed in the assembly device of the optical scanning device,
Since several seconds are required, the light amount adjustment time becomes longer than the heat interference saturation time of the laser array light source, and the laser light amount becomes stable.

【0135】しかしながら、画像書き出し前の光量調整
は、レーザアレイ光源に内蔵している光量モニタ(フォ
トダイオード)が1つしかなく、従来通りAPC回路で
レーザを順次強制点灯させてフィードバック調整する
為、各レーザの強制点灯時間内でAPC制御を収束させ
るためには各強制点灯時間を熱干渉時の最大熱時定数で
定まる時間よりも長くしなければならない。
However, the amount of light before writing an image is adjusted because there is only one light amount monitor (photodiode) built in the laser array light source, and the laser light is sequentially forcibly turned on by the APC circuit as in the past, and feedback adjustment is performed. In order to make the APC control converge within the forced lighting time of each laser, each forced lighting time must be longer than the time determined by the maximum thermal time constant at the time of thermal interference.

【0136】また、各レーザの強制点灯時間間隔も、最
大熱干渉時定数で定まる時間よりも長くし、レーザアレ
イ光源を冷却させなければならない。この光量調整は、
通常1枚プリントする毎、連続プリントを含むジョブ毎
で行う。また、各色の画像書き込み間隔も最大熱時定数
で定まる時間よりも長くする必要がある。これは、画像
書き出し前の各レーザのAPC制御による光量調整が、
最大熱時定数で定まる時間よりも長い時間をかけて行わ
れた場合でも、各色の画像の書き出しが熱的に不安定な
状態で開始された場合、APC制御による光量調整精度
が低くなるためである。さらに、最後の色の画像書き出
しタイミングから最初の色の画像形成が終了するまでの
期間も最大熱干渉時定数で定まる時間よりも長くする必
要もある。
Also, the time interval for forcibly turning on each laser must be longer than the time determined by the maximum thermal interference time constant to cool the laser array light source. This light amount adjustment
Normally, this is performed for each job including continuous printing every time one sheet is printed. Also, the image writing interval for each color needs to be longer than the time determined by the maximum thermal time constant. This is because the light amount adjustment by APC control of each laser before writing out the image,
Even if it takes longer than the time determined by the maximum thermal time constant, if the writing of each color image is started in a thermally unstable state, the light amount adjustment accuracy by the APC control becomes low. is there. Further, the period from the timing of writing the last color image to the end of the formation of the first color image also needs to be longer than the time determined by the maximum heat interference time constant.

【0137】すなわち、制御装置15は、以下の条件を
満たすようにレーザアレイ光源12を制御する。なお、
最大熱干渉時定数をτmaxとする。
That is, the control device 15 controls the laser array light source 12 so as to satisfy the following conditions. In addition,
The maximum thermal interference time constant is τmax.

【0138】各レーザの強制点灯時間(光量調整期
間)>最大熱干渉時定数 すなわち、制御装置15は、図25に示すCh1のレー
ザの点灯時間(t2−t1)、Ch2のレーザの点灯時
間(t4−t3)、Ch3のレーザの点灯時間(t6−
t5)、Ch4のレーザの点灯時間(t8−t7)が、
最大熱干渉時定数τmaxよりも長くなるようにレーザア
レイ光源12を制御する。
Forcible lighting time of each laser (light quantity adjustment period)> maximum thermal interference time constant That is, the controller 15 sets the lighting time (t2−t1) of the Ch1 laser and the lighting time (Ch2) of the Ch2 laser shown in FIG. t4-t3), the laser lighting time of Ch3 (t6-
t5), the lighting time (t8-t7) of the laser of Ch4 is
The laser array light source 12 is controlled so as to be longer than the maximum thermal interference time constant τmax.

【0139】各レーザの強制点灯間隔(光量調整間
隔) > 最大熱干渉時定数 すなわち、制御装置15は、図25に示すCh1のレー
ザの強制点灯が終了してからCh2のレーザの強制点灯
が開始されるまでの時間(t3−t2)、Ch2のレー
ザの強制点灯が終了してからCh3のレーザの強制点灯
が開始されるまでの時間(t5−t4)、Ch3のレー
ザの強制点灯が終了してからCh4のレーザの強制点灯
が開始されるまでの時間(t7−t6)が、最大熱干渉
時定数τmaxよりも長くなるようにレーザアレイ光源1
2を制御する。
Forcible lighting interval of each laser (light quantity adjustment interval)> maximum thermal interference time constant That is, the control device 15 starts the forced lighting of the Ch2 laser after the forced lighting of the Ch1 laser shown in FIG. (T3−t2), the time from when the forced lighting of the Ch2 laser ends until the forced lighting of the Ch3 laser starts (t5−t4), the forced lighting of the Ch3 laser ends. The laser array light source 1 is set so that the time (t7−t6) from the start until the forced lighting of the laser of Ch4 is longer than the maximum thermal interference time constant τmax.
2 is controlled.

【0140】最終強制点灯終了から第1色画像書き出
し開始までの時間(最後の色画像に対応するレーザビー
ムの光量調整が終了してから最初の色画像の画像形成開
始までの期間) > 最大熱干渉時定数 すなわち、制御装置15は、図25に示すCh4のレー
ザの強制点灯が終了してからCh1のレーザによる画像
の書き出しが開始されるまでの時間(t9−t8)が、
最大熱干渉時定数τmaxよりも長くなるようにレーザア
レイ光源12を制御する。
Time from the end of the final forced lighting to the start of writing the first color image (the period from the end of the adjustment of the light amount of the laser beam corresponding to the last color image to the start of the image formation of the first color image)> maximum heat Interference time constant That is, the control device 15 calculates the time (t9-t8) from the time when the forced lighting of the Ch4 laser shown in FIG. 25 is completed to the time when the writing of the image by the Ch1 laser is started.
The laser array light source 12 is controlled so as to be longer than the maximum thermal interference time constant τmax.

【0141】第1色画像書き出し開始から第2色画像
書き出し開始までの時間、第2色画像書き出し開始から
第3色画像書き出し開始までの時間、第3色画像書き出
し開始から第4色画像書き出し開始までの時間(色画像
の画像形成開始間隔) > 最大熱干渉時定数 すなわち、制御装置15は、図25に示すCh1のレー
ザによる画像の書き出しが開始されてからCh2のレー
ザによる画像の書き出しが開始されるまでの時間(t1
0−t9)、Ch2のレーザによる画像の書き出しが開
始されてからCh3のレーザによる画像の書き出しが開
始されるまでの時間(t11−t10)、Ch3のレー
ザによる画像の書き出しが開始されてからCh4のレー
ザによる画像の書き出しが開始されるまでの時間(t1
2−t11)が、最大熱干渉時定数τmaxよりも長くな
るようにレーザアレイ光源12を制御する。
The time from the start of writing the first color image to the start of writing of the second color image, the time from the start of writing of the second color image to the start of writing of the third color image, the start of writing of the third color image to the start of writing of the fourth color image Time (color image image formation start interval)> maximum thermal interference time constant That is, the control device 15 starts writing an image using the Ch2 laser after starting writing an image using the Ch1 laser shown in FIG. Time (t1
0-t9), a time (t11-t10) from the start of the image writing by the Ch2 laser to the start of the image writing by the Ch3 laser (t11-t10), and from the start of the image writing by the Ch3 laser to Ch4. (T1) until writing of an image by the laser is started.
2-t11) is controlled so that the laser array light source 12 is longer than the maximum thermal interference time constant τmax.

【0142】最終画像書き出し開始から第1色画像書
き込み終了までの時間(最後の色画像の画像形成開始か
ら最初の色画像の画像形成が終了するまでの期間) >
最大熱干渉時定数 すなわち、制御装置15は、図25に示すCh4のレー
ザによる画像の書き出しが開始されてからCh1のレー
ザによる画像の書き込みが終了するまでの(t13−t
12)が、最大熱干渉時定数τmaxよりも長くなるよう
にレーザアレイ光源12を制御する。
Time from the start of writing the final image to the end of writing the first color image (the period from the start of image formation of the last color image to the end of image formation of the first color image)>
Maximum thermal interference time constant That is, the control device 15 operates from the start of writing of an image with the Ch4 laser shown in FIG. 25 to the end of writing of the image with the Ch1 laser (t13−t).
12) is controlled to be longer than the maximum thermal interference time constant τmax.

【0143】このように、制御装置15は、最大熱干渉
時定数、すなわち熱干渉飽和時間より長い時間で光量調
整を行うと共に熱干渉飽和時間に基づいて各画像の書き
出しタイミングを制御するため、各感光体間の光量変動
誤差を抑制することができる。この際、光量変動が約9
%以下となるように、光量調整時間及び各画像の書き出
しタイミングを制御することが好ましい。
As described above, the control device 15 adjusts the light amount for a time longer than the maximum heat interference time constant, that is, the heat interference saturation time, and controls the writing start timing of each image based on the heat interference saturation time. It is possible to suppress a light amount variation error between photoconductors. At this time, the light quantity fluctuation is about 9
%, It is preferable to control the light amount adjustment time and the writing timing of each image.

【0144】また、第1実施形態に係るレーザアレイ光
源40、第2実施形態に係る画像形成装置10、及び第
3実施形態に係る制御装置15による各レーザの点灯タ
イミングの制御を組み合わせてもよい。これにより、さ
らに光量変動を抑えることができる。
Further, the control of the lighting timing of each laser by the laser array light source 40 according to the first embodiment, the image forming apparatus 10 according to the second embodiment, and the control device 15 according to the third embodiment may be combined. . As a result, fluctuations in light quantity can be further suppressed.

【0145】[0145]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像濃度差及び色差を目立たなくすることができると共
に、光走査装置の設計の自由度を高めることができる、
という効果を有する。
As described above, according to the present invention,
The image density difference and the color difference can be made inconspicuous, and the degree of freedom in designing the optical scanning device can be increased.
It has the effect of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 (A)は本発明に係るレーザアレイ光源の平
面図、(B)は(A)の断面図である。
FIG. 1A is a plan view of a laser array light source according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of FIG.

【図2】 (A)は従来例に係るレーザアレイ光源の平
面図、(B)は(A)の断面図である。
FIG. 2A is a plan view of a laser array light source according to a conventional example, and FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG.

【図3】 熱抵抗簡易等価回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a thermal resistance simple equivalent circuit.

【図4】 熱抵抗簡易等価回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a thermal resistance simple equivalent circuit.

【図5】 熱抵抗簡易等価回路の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a thermal resistance simple equivalent circuit.

【図6】 熱抵抗比R2/R1と熱抵抗インピーダンス
比Zch2/Zch1との関係を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a thermal resistance ratio R2 / R1 and a thermal resistance impedance ratio Zch2 / Zch1.

【図7】 (A)はT0管タイプパッケージの上面断面
図、(B)はウインドウキャップが外された状態のT0
管タイプパッケージの側面図である。
7A is a top sectional view of a T0 tube type package, and FIG. 7B is a view of T0 with a window cap removed.
It is a side view of a tube type package.

【図8】 (A)は本発明に係るレーザアレイ光源の平
面図、(B)は(A)の断面図である。
8A is a plan view of a laser array light source according to the present invention, and FIG. 8B is a cross-sectional view of FIG.

【図9】 (A)は本発明に係るレーザアレイ光源の平
面図、(B)は(A)の断面図である。
9A is a plan view of a laser array light source according to the present invention, and FIG. 9B is a cross-sectional view of FIG.

【図10】 (A)は本発明に係るレーザアレイ光源の
平面図、(B)は(A)の断面図である。
10A is a plan view of a laser array light source according to the present invention, and FIG. 10B is a cross-sectional view of FIG.

【図11】 従来のレーザアレイ光源のレーザ出射光量
と光量変動との関係を示す線図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a laser emission light amount and a light amount fluctuation of a conventional laser array light source.

【図12】 従来のレーザアレイ光源のレーザの点灯数
と規格化光出力比との関係を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the number of lasers of a conventional laser array light source and the normalized light output ratio.

【図13】 本発明に係るレーザアレイ光源のレーザ出
射光量と光量変動との関係を示す線図である。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a laser emission light amount and a light amount fluctuation of the laser array light source according to the present invention.

【図14】 本発明に係るレーザアレイ光源のレーザの
点灯数と規格化光出力比との関係を示す線図である。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the number of lasers of the laser array light source according to the present invention and the normalized light output ratio.

【図15】 (A)は、本発明に係るレーザアレイ光源
の熱干渉時におけるCh1のレーザ出射光量と光量変動
との関係を示す線図、(B)は、本発明に係るレーザア
レイ光源の熱干渉時におけるCh2のレーザ出射光量と
光量変動との関係を示す線図である。
FIG. 15A is a diagram showing the relationship between the amount of emitted laser light of Ch1 and the fluctuation of the amount of light during thermal interference of the laser array light source according to the present invention, and FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a laser emission light amount of Ch2 and a light amount fluctuation at the time of thermal interference.

【図16】 本発明に係る画像形成装置の概略構成図で
ある。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention.

【図17】 (A)は光走査装置の副走査方向の展開
図、(B)は光走査装置の主走査方向の展開図である。
17A is a developed view of the optical scanning device in the sub-scanning direction, and FIG. 17B is a developed view of the optical scanning device in the main scanning direction.

【図18】 レーザアレイの光量変動と濃度差との関係
を示す線図である。
FIG. 18 is a diagram showing a relationship between a variation in light amount of a laser array and a density difference.

【図19】 光量変動と色差との関係を示す線図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing a relationship between a light quantity fluctuation and a color difference.

【図20】 従来における画像形成装置の概略構成図で
ある。
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus.

【図21】 従来における画像形成装置の概略構成図で
ある。
FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus.

【図22】 画像形成装置の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 22 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus.

【図23】 画像形成装置の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 23 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus.

【図24】 画像形成装置の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 24 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus.

【図25】 レーザの点灯タイミングを示すタイミング
チャートである。
FIG. 25 is a timing chart showing a laser lighting timing.

【図26】 本発明及び従来例に係るレーザアレイ光源
のレーザ出射光量と光量変動との関係を示す線図であ
る。
FIG. 26 is a diagram showing a relationship between a laser emission light amount and a light amount fluctuation of the laser array light source according to the present invention and the conventional example.

【図27】 熱抵抗比R2/R1と光量変動との関係を
示す線図である。
FIG. 27 is a diagram showing a relationship between a thermal resistance ratio R2 / R1 and a light quantity fluctuation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 画像形成装置 11 光走査装置 12、40 レーザアレイ光源(レーザ光源) 15 制御装置 27 フィルタ 32 感光体 42 ヒートシンク 44 サブマウント 46 接着剤 48 レーザアレイチップ(レーザアレイ) 50 コンタクト電極 52 発光点 54 トレンチ 56、58 電極 57 トレンチ 60 接続ワイヤ 62 外部電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 11 Optical scanning apparatus 12, 40 Laser array light source (laser light source) 15 Controller 27 Filter 32 Photoconductor 42 Heat sink 44 Submount 46 Adhesive 48 Laser array chip (Laser array) 50 Contact electrode 52 Light emitting point 54 Trench 56, 58 Electrode 57 Trench 60 Connection wire 62 External electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 AA07 AA13 AA46 AA59 BA50 BA51 CB78 DA33 2H045 BA23 CB33 CB42 DA41 5F073 AA74 AB04 AB29 BA07 CA05 CB02 EA15 FA01 FA13 GA01 GA12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2C362 AA07 AA13 AA46 AA59 BA50 BA51 CB78 DA33 2H045 BA23 CB33 CB42 DA41 5F073 AA74 AB04 AB29 BA07 CA05 CB02 EA15 FA01 FA13 GA01 GA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のレーザビームを射出し、かつ前記
レーザビームの射出方向と交差した所定方向に沿って配
置された複数の発光領域を備えたレーザアレイと、前記
所定方向の所定位置に前記レーザアレイの少なくとも一
部が接するように設けられかつ前記レーザアレイに発生
する熱を放熱するためのヒートシンクと、で構成され、
かつ前記発光領域間における前記所定方向の熱抵抗が、
前記発光領域から前記ヒートシンクにおける前記所定方
向と交差する方向の熱抵抗よりも大きいことを特徴とす
るレーザ光源。
A laser array that emits a plurality of laser beams and has a plurality of light-emitting regions arranged along a predetermined direction that intersects the direction of emission of the laser beams; And a heat sink for radiating heat generated in the laser array, provided so that at least a part of the laser array is in contact with the laser array,
And the thermal resistance in the predetermined direction between the light emitting regions,
A laser light source having a heat resistance greater than a heat resistance of the heat sink in a direction intersecting with the predetermined direction in the heat sink.
【請求項2】 転写媒体の移動方向に沿って配置された
複数の感光体上に各々異なる色の色画像を形成し、該形
成した色画像を前記転写媒体に順次転写することにより
カラー画像を形成する画像形成装置において、 前記感光体の数に応じた複数のレーザビームを射出する
レーザ光源と、 前記複数のレーザビームの各々を、対応する前記感光体
上で各々走査させる光走査手段と、 前記レーザビームの照射時に変化する感光体上の光量変
動を抑制する光量変動抑制手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. A color image is formed by forming color images of different colors on a plurality of photoreceptors arranged along a moving direction of a transfer medium, and sequentially transferring the formed color images to the transfer medium. In the image forming apparatus that forms, a laser light source that emits a plurality of laser beams according to the number of the photoconductors, an optical scanning unit that scans each of the plurality of laser beams on the corresponding photoconductor, An image forming apparatus, comprising: a light amount fluctuation suppressing unit configured to suppress a light amount fluctuation on the photoconductor, which changes when the laser beam is irradiated.
【請求項3】 前記光量変動抑制手段は、前記複数の光
走査装置内のレーザビームの光量を減衰させる減衰手段
であることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the light amount fluctuation suppressing unit is an attenuating unit that attenuates a light amount of the laser beam in the plurality of optical scanning devices.
【請求項4】 前記複数のレーザビームの各々の光量を
予め定めた所定光量に調整し、かつ前記複数のレーザビ
ームの各々を形成すべき画像に応じて制御する制御手段
をさらに備え、 前記制御手段は、光量調整期間、光量調整間隔、最後の
色画像に対応するレーザビームの光量調整が終了してか
ら最初の色画像の画像形成開始までの期間、前記色画像
の画像形成開始間隔、及び最後の色画像の画像形成開始
から最初の色画像の画像形成が終了するまでの期間の少
なくとも1つが、前記レーザ光源の熱干渉飽和時間より
も長くなるように制御することを特徴とする請求項2又
は請求項3記載の画像形成装置。
4. A control unit for adjusting the light amount of each of the plurality of laser beams to a predetermined light amount and controlling each of the plurality of laser beams in accordance with an image to be formed, The means includes a light amount adjustment period, a light amount adjustment interval, a period from the end of the light amount adjustment of the laser beam corresponding to the last color image to a start of image formation of the first color image, an image formation start interval of the color image, and 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least one of a period from the start of image formation of the last color image to the end of image formation of the first color image is controlled to be longer than a thermal interference saturation time of the laser light source. The image forming apparatus according to claim 2 or 3.
【請求項5】 前記レーザ光源は、複数のレーザビーム
を射出し、かつ前記レーザビームの射出方向と交差した
所定方向に沿って配置された複数の発光領域を備えたレ
ーザアレイと、前記所定方向の所定位置に前記レーザア
レイの少なくとも一部が接するように設けられかつ前記
レーザアレイに発生する熱を放熱するためのヒートシン
クと、で構成され、かつ前記発光領域間における前記所
定方向の熱抵抗が、前記発光領域から前記ヒートシンク
における前記所定方向と交差する方向の熱抵抗よりも大
きいことを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れか1
項に記載の画像形成装置。
5. A laser array which emits a plurality of laser beams and has a plurality of light-emitting regions arranged along a predetermined direction intersecting the direction of emission of the laser beam, and And a heat sink for radiating heat generated in the laser array, provided at least at a part of the laser array so as to be in contact therewith, and wherein the heat resistance in the predetermined direction between the light emitting regions is 5. The heat resistance of the heat sink in a direction intersecting the predetermined direction from the light emitting region is greater than the heat resistance of the heat sink. 6.
Item 10. The image forming apparatus according to item 1.
【請求項6】 前記光量変動抑制手段は、前記光量変動
が略9%以下となるように前記光量変動を抑制すること
を特徴とする請求項2乃至請求項5の何れか1項に記載
の画像形成装置。
6. The apparatus according to claim 2, wherein the light quantity fluctuation suppressing unit suppresses the light quantity fluctuation so that the light quantity fluctuation becomes approximately 9% or less. Image forming device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005101308A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Fujinon Corp Laser beam transmission/reception device
JP2007180563A (en) * 2001-02-14 2007-07-12 Fuji Xerox Co Ltd Laser light source
JP2010073776A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Rohm Co Ltd Semiconductor laser device
WO2017072849A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-04 三菱電機株式会社 Laser light source module

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007180563A (en) * 2001-02-14 2007-07-12 Fuji Xerox Co Ltd Laser light source
JP2005101308A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Fujinon Corp Laser beam transmission/reception device
JP2010073776A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Rohm Co Ltd Semiconductor laser device
WO2017072849A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-04 三菱電機株式会社 Laser light source module
JPWO2017072849A1 (en) * 2015-10-27 2018-03-22 三菱電機株式会社 Laser light source module
CN108352679A (en) * 2015-10-27 2018-07-31 三菱电机株式会社 Laser light source module
US10297975B2 (en) 2015-10-27 2019-05-21 Mitsubishi Electric Corporation Laser light source module
US10707643B2 (en) 2015-10-27 2020-07-07 Mitsubishi Electric Corporation Laser light source module

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