JP2010170109A - 光源装置、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

光源装置、光走査装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】立ち上がり特性が安定した光束を射出することができる光源装置を提供する。
【解決手段】複数の発光部が２次元配列されている面発光レーザアレイを含む光源１１と、該光源１１からの光束をカップリングするカップリング光学系１３と、該カップリング光学系１３を介した光束が入射され、副走査対応方向の開口幅が入射光束のビーム径よりも小さく、主走査対応方向の開口幅が入射光束のビーム径以上である開口部を有し、該開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する第１開口板１４と、モニタ用光束を受光する受光素子１８と、第１開口板１４で反射されたモニタ用光束を受光素子１８に導くモニタ光学系とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源装置、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、略平行な光束を射出する光源装置、該光源装置を有する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
光プリンタ装置、デジタル複写機、及び光プロッタ等の画像形成装置に用いられている光走査装置は、画像情報に応じて変調された光により被走査面を走査し、被走査面上に画像情報に応じた潜像を形成している。そこで、光走査装置は、画像情報に応じて変調された光を出力するために、画像情報に応じてパルス変調された変調信号を用いて光源を駆動している。
光源としては一般に半導体レーザが用いられており、従来は基板に対して平行な方向に光を射出する端面発光型の半導体レーザ（以下では、「端面発光レーザ」ともいう）がその主流であったが、近年、垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ；以下では「ＶＣＳＥＬ」ともいう）が登場してきた。ＶＣＳＥＬは、端面発光レーザに比べて、（１）低価格、（２）低消費電力、（３）小型で高性能、（４）２次元集積化が容易、という特徴を有している。
ところで、半導体レーザには、ドループ特性、立ち上がり特性、立ち下り特性といった、時間的に光量が変化する特性がある。このような特性は、電流印加に伴う素子自体の発熱により閾値電流が変化することや、電気回路のＣＲ時定数に起因するとして知られている。そして、このような特性によって画像濃度に差が生じたり、濃度むらや色味のむらなどの画像不良が発生するおそれがある。そこで、これらを抑制するための１つの方法として、光走査装置では、光源から射出される光束の一部をモニタ用光束とし、該モニタ用光束をフォトダイオード等のディテクタで受光し、その結果に基づいて、光源の出力レベルを制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）を実施している（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
また、画像品質を向上させるために画像の高密度化、及び操作性を向上させるために画像出力の高速化が画像形成装置に求められている。上記高密度化と高速化を両立させる方法の一つとして、複数の発光部を有する光源を備えた光走査装置を用いて、１度に複数の光束により被走査面を走査することが考案された（例えば、特許文献４参照）。
そして、複数の発光部を有することによる不具合を解消するための種々の対策が考案された（例えば、特許文献５及び特許文献６参照）。
ところで、半導体レーザでは、駆動電流の供給による活性層の急激な温度変化は、屈折率変化を引き起こし、光閉じ込めの状態を変化させる。そのため、射出される光束の発散角（ＦＦＰ：ファーフィールドパターン）は、駆動電流が一定であっても、電流印加直後で小さく、時間経過とともに大きくなる。
この発散角の変化は、開口部材によって光束を整形している光学系を有する光走査装置では、被走査面上での光量変化となる。
また、端面発光レーザは、一般的に、駆動時のごく短時間の間にモードホッピング（波長飛び）を起こすため、熱によって共振器の光路長が変化したり、駆動電流の印加直後に急激な特性変動によってレーザ媒質の利得関数が変化した場合には、最も発振に有利な、すなわち利得の大きいモードにジャンプすることができる。
例えば、図２５に示されるように、駆動電流の印加直後に短波長側のモード（６４８．１７ｎｍ）が立ち上がり、段階的に長波長側のモードが優位になっていき（モードホッピング）、最終的には１つのモードに安定する。図２５では、隣接するモードとの間隔は０．１６ｎｍである。波長が６５０ｎｍの一般的な端面発光レーザでは、隣接するモードとの間隔は約０．２ｎｍと非常に小さく、光学系に対する影響はほとんどない。つまり、端面発光レーザでは、その内部の状態が変化しても、光出力は比較的安定している。
一方、ＶＣＳＥＬは、１波長程度の共振器長しかないため、原理的にモードホッピングは起きない。これは、隣接するモードの波長が発振波長の１／２倍または２倍といった非常に離れた位置にあるためである。例えば、発振波長が７８０ｎｍのＶＣＳＥＬでは、隣接するモードは３９０ｎｍ又は１５６０ｎｍとなる。従って、ＶＣＳＥＬでは、その内部の状態が変化しても同一のモードで発振し続けるため、内部の状態の変化に応じて光出力が変化することとなる。すなわち、被走査面上での光量変化となる。
近年、画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷にも用いられるようになり、それに伴って、さらに画像品質が優れた画像形成装置が求められている。
しかしながら、被走査面上での光量変化を抑制するために行われている光源に対する従来の電気的な駆動制御方法では、今後要求される更なる画像品質の向上に対応するのは困難であると予想される。
一般的な光走査装置及び画像形成装置では、以下のような理由によって、光源の光出力範囲に関してある程度広いことが必要とされている。
理由１：光学素子の製造誤差による光利用効率のばらつきが存在すること。
理由２：感光体、トナー、及び現像剤などに製造誤差があること。
理由３：環境変化、経時変化に対する画像濃度の調整が必要であること。
そして、光源の光出力範囲が狭いと以下のような不都合が発生する。
不都合１：光学素子の製造精度を向上させる必要があり、コストが増大する。
不都合２：感光体、トナー、及び現像剤などのばらつきを低減させるため、選別工程が必要となり、コストが増大する。
不都合３：画像濃度の調整が十分に行えず、画質が劣化する。
上記の３つの不都合のうち、コストの増大を受け入れたとしても対策ができないのは不都合３であり、高画質な画像を得るには、光出力範囲を広く確保するしかない。
ところで、ＶＣＳＥＬを広い光出力範囲で用いると、立ち上がり時における光量の不安定状態に関するばらつきが生じてしまう。このばらつきは、ＶＣＳＥＬに特有の現象である。
ここで、画像濃度調整について説明する。
電子写真方式を用いた複写機，レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、ある所定タイミング（電源投入時や所定時間毎，または所定枚数毎）で、潜像電位を変化させながら感光体を露光して、感光体上に潜像を形成し、その潜像をトナーによって可視化したトナー像におけるトナー濃度を光学的な濃度センサにより検知し、常に狙いの画像濃度が得られるように調整する画像濃度制御が実用化されている。
一般的な画像濃度制御では、感光体の露光量に対する潜像電位の特性が変化したことを検知し、その検知結果をフィードバックして最適な帯電電位及び光源の光出力を設定している。
光出力を一定にしたままで画像濃度制御を行おうとした場合の不都合点を説明する。
図２６（Ａ）には、調整前の中間調特性が示されている。所望のベタ濃度（書込Ｄｕｔｙが１００％の時の濃度）を得るために、現像ポテンシャル濃度を調整する。なお、中間調濃度を得るには、一般的にパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いている。
図２６（Ｂ）には、現像ポテンシャル濃度を調整した後の中間調特性が示されている。ベタ濃度は調整できているが、中間調濃度は狙いとする濃度になっておらず、中間調再現性が低い。
図２６（Ｃ）には、図２６（Ｂ）に対してＬＤパワー制御を行った後の中間調特性が示されている。狙いの中間調特性が得られている。
つまり、光源の光出力範囲を調整できない場合には、図２６（Ｂ）までの調整しか行えず、中間調特性が劣化し、画質が劣化する。
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、立ち上がり特性が安定した光束を射出することができる光源装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、高精度の光走査を安定して行うことができる光走査装置を提供することにある。
また、本発明の第３の目的は、高品質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することにある。
本発明は、第１の観点からすると、面発光レーザ素子と；前記面発光レーザ素子からの光束をカップリングするカップリング光学系と；前記カップリング光学系を介した光束が入射され、該光束の主光線方向に直交する面内の第１の方向の開口幅が入射光束のビーム径よりも小さく、前記第１の方向に直交する第２の方向の開口幅が入射光束のビーム径以上である開口部を有する開口部材と；を備える光源装置である。
なお、本明細書では、ビーム径は、中心の光強度を１としたときに１／２以上の光強度を有する領域の直径（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）をいう。
これによれば、射出される光束の立ち上がり特性を従来よりも安定させることが可能である。
本発明は、第２の観点からすると、光束により被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の光源装置と；前記光源装置から射出される光束を偏向する偏向器と；前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。
これによれば、本発明の光源装置を備えているため、被走査面上を精度良く安定して光走査することが可能となる。
本発明は、第３の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体を画像情報に応じて変調された光束により走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。
これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。
本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を示す概略図である。 図２における光源装置を説明するための図である。 図３における光源に含まれる２次元アレイを説明するための図である。 図３における第１開口板を説明するための図である。 第１開口板の開口部とビーム径との関係を説明するための図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれ第１開口板の開口部の開口幅を説明するための図である。 第１開口板の開口部を通過した光束の空間光強度分布において、開口部の中心を通り主走査対応方向に平行な方向に関する空間光強度分布を説明するための図である。 第１開口板の開口部を通過した光束の空間光強度分布において、開口部の中心を通り副走査対応方向に平行な方向に関する空間光強度分布を説明するための図である。 許容範囲の下限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化を説明するための図である。 許容範囲の上限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化を説明するための図である。 最大定格出力の１／４倍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板に入射する光束の光量の時間変化を説明するための図である。 最大定格出力の１／４倍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化を説明するための図である。 最大定格出力に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板に入射する光束の光量の時間変化を説明するための図である。 最大定格出力に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化を説明するための図である。 従来の光源装置における開口板の開口部とビーム径との関係を説明するための図である。 従来の光源装置において、許容範囲の下限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化を説明するための図である。 従来の光源装置において、許容範囲の上限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化を説明するための図である。 光源装置における各素子の位置関係を説明するための図である。 偏向器側走査レンズの光学面形状を説明するための図である。 像面側走査レンズの光学面形状を説明するための図である。 ポリゴンミラーと走査光学系と被走査面の位置関係を説明するための図である。 光源制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 カラープリンタの概略構成を示す図である。 端面発光レーザにおけるモードホッピングを説明するための図である。 図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、それぞれ光出力を一定にしたままで画像濃度制御を行おうとした場合の不都合点を説明するための図である。
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２３に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。
このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。
通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。
帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。
帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面に、画像情報に対応した潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。
次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。
この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源装置１０、シリンドリカルレンズ３１、ポリゴンミラー３３、偏向器側走査レンズ３５、像面側走査レンズ３６、２つの光検知用ミラー（３７ａ、３７ｂ）、及び２つの光検知センサ（３８ａ、３８ｂ）などを備えている。そして、これらは、不図示のハウジングの中の所定位置に組み付けられている。
なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、感光体ドラム１０３０の長手方向に沿った方向をＹ軸方向、各走査レンズ（３５、３６）の光軸に沿った方向をＸ軸方向として説明する。また、光源装置１０からポリゴンミラー３３に向かう光束の進行方向を、以下では、便宜上「Ｗ方向」とする。
また、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
また、図２における符号３８ａ´は、光検知用ミラー３７ａがないと仮定したときの光検知センサ３８ａの位置である。この位置を「第１の同期像高」という。同様に、図２における符号３８ｂ´は、光検知用ミラー３７ｂがないと仮定したときの光検知センサ３８ｂの位置である。この位置を「第２の同期像高」という。
光源装置１０は、一例として図３に示されるように、光源１１、λ／４板１２、カップリング光学系１３、第１開口板１４、モニタ光用反射ミラー１５、第２開口板１６、集光レンズ１７、受光素子１８、及び光源制御装置２２を有している。そして、光源１１、受光素子１８及び光源制御装置２２は、同一の制御基板１９上にそれぞれ実装されている。なお、図３における「Ｍ方向」は、光源装置１０での主走査対応方向である。
光源１１は、一例として図４に示されるように、４０個の発光部が２次元的に配列されて１つの基板上に形成された２次元アレイ１００を有している。
これら４０個の発光部は、すべての発光部を副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に伸びる仮想線上に正射影したときに等間隔となるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。
各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザである。すなわち、２次元アレイ１００は、４０個の発光部を有する面発光レーザアレイである。
そして、各発光部から射出される光束の偏光状態は直線偏光であり、その偏光方向は副走査対応方向に平行である。また、各発光部から射出される光束の定常状態（光出力が安定した状態）での発散角（ＦＦＰ）は、主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれにおいても７度（ｄｅｇ）である。
光源１１は、＋Ｗ方向に向けて光束が射出されるように配置されている。
図３に戻り、λ／４板１２は、光源１１の＋Ｗ側に配置され、光源１１からの光束の偏光状態を円偏光に変換する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面に照射される光束の光量の像高依存性（いわゆるシェーディング）を低下させることができる。
カップリング光学系１３は、λ／４板１２を介した光束を略平行光とする。このカップリング光学系１３は、環境温度が変化したときに、ビームウエスト位置が変化するのを抑制する作用を有している。これにより、感光体ドラム１０３０の表面での光スポットのスポット径を安定させることができる。ここでは、該スポット径は、主走査方向で５５μｍ、副走査方向で５５μｍとしている。
カップリング光学系１３は、第１カップリングレンズ１３ａと第２カップリングレンズ１３ｂを有している。
第１カップリングレンズ１３ａは、λ／４板１２の＋Ｗ側に配置され、λ／４板１２を介した光束が入射する。ここでは、第１カップリングレンズ１３ａはガラス製のレンズである。そして、第１カップリングレンズ１３ａの焦点距離は４１．３４ｍｍである。また、第１カップリングレンズ１３ａの中央部の厚さ（肉厚）（図１９における符号Ｄ３）は５ｍｍである。
第２カップリングレンズ１３ｂは、第１カップリングレンズ１３ａの＋Ｗ側に配置され、第１カップリングレンズ１３ａを介した光束が入射する。ここでは、第２カップリングレンズ１３ｂは樹脂製のレンズである。そして、第２カップリングレンズ１３ｂの焦点距離は−３５０．６ｍｍである。また、第２カップリングレンズ１３ｂの中央部の厚さ（肉厚）（図１９における符号Ｄ５）は２ｍｍである。
第１カップリングレンズ１３ａ及び第２カップリングレンズ１３ｂは、他の光学素子の取り付け誤差、加工誤差（製造誤差）の影響が低減されるように、それぞれの位置が調整されている。
ここでは、第１カップリングレンズ１３ａの射出面と第２カップリングレンズ１３ｂの入射面との距離（図１９における符号Ｄ４）は１２ｍｍである。また、第１カップリングレンズ１３ａと第２カップリングレンズ１３ｂの合成焦点距離は４５ｍｍである。
第１開口板１４は、一例として図５に示されるように、開口部を有し、カップリング光学系１３を介した光束を整形する。ここでは、第１開口板１４は、カップリング光学系１３を介した光束の最も光強度の大きい部分が開口部のほぼ中央を通るように配置されている。また、第１開口板１４の開口部の周囲は、高い反射率を有する反射部材でできている。
そして、第１開口板１４は、開口部の周囲の反射部材で反射された光束をモニタ用光束として利用するため、カップリング光学系１３の光軸に直交する仮想面に対して傾斜して配置されている。
第１開口板１４の開口部は、一例として図６に示されるように、主走査対応方向（ここでは、Ｍ方向）に関する長さ（幅）が、第１開口板１４に入射する光束のビーム径Ｄｂ以上であり、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関する長さ（幅）が、該ビーム径Ｄｂよりも小さくなるように設定されている。
ここでは、第１開口板１４の開口部は、図７（Ａ）に示されるように、主走査対応方向に関する長さ（幅）Ｄｍは５．６ｍｍである。また、図７（Ｂ）に示されるように、副走査対応方向に関する長さ（幅）Ｄｓは１．１８ｍｍである。なお、図７（Ａ）は、開口部の中心を通りＺ軸方向に直交する平面で第１開口板１４を切断したときの断面図である。
第１開口板１４の開口部を通過した光束が、光源装置１０から射出される光束である。
第１開口板１４の開口部を通過した光束の空間光強度分布において、開口部の中心を通り主走査対応方向に平行な方向に関する空間光強度分布が図８に示されている。ここでは、図８における光強度の最低値Ｉｍ２は、光強度の最高値Ｉｍ１の０．５倍以下である。すなわち、「光強度の最小値／光強度の最大値」≦０．５、である。
また、第１開口板１４の開口部を通過した光束の空間光強度分布において、開口部の中心を通り副走査対応方向に平行な方向に関する空間光強度分布が図９に示されている。ここでは、図９における光強度の最低値Ｉｓ２は、光強度の最高値Ｉｓ１（Ｉｍ１と同じ）の０．９倍以上である。すなわち、「光強度の最小値／光強度の最大値」≧０．９、である。
ところで、感光体ドラム１０３０の表面に集光される光束の光量には、感光層の感光特性に応じた許容範囲がある。
２次元アレイ１００のいずれかの発光部に、上記許容範囲の下限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板１４の開口部を通過した光束の光量の時間変化が図１０に示されている。
この場合には、光量は単調に増加して安定状態となる。このときの光量変化率ΔＦ１を次の（１）式で定義する。ここで、電流供給を開始し、安定した時（約２μｓ経過時）の光量をＰ１０としたとき、Ｐ１１＝Ｐ１０×０．１とする。そして、Ｐ１１の時点から４０ｎｓ後の光量をＰ１２とする。この場合には、Ｐ１２＜Ｐ１０であるため、ΔＦ１＜０である。
ΔＦ１＝（Ｐ１２−Ｐ１０）／Ｐ１０ ……（１）
具体的には、Ｐ１０＝４０（μＷ）Ｐ１２＝３５（μＷ）ΔＦ１＝−０．１２５である。
また、２次元アレイ１００のいずれかの発光部に、上記許容範囲の上限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板１４の開口部を通過した光束の光量の時間変化が図１１に示されている。
この場合には、光量はオーバーシュートしたのち安定状態となる。このときの光量変化率ΔＦ２を次の（２）式で定義する。ここで、電流供給を開始し、安定した時（約２μｓ経過時）の光量をＰ２０としたとき、Ｐ２１＝Ｐ２０×０．１とする。そして、Ｐ２１の時点から４０ｎｓ後の光量をＰ２２とする。この場合は、Ｐ２２＞Ｐ２０であるため、ΔＦ２＞０である。なお、ここでは、Ｐ２０＝Ｐ１０×４．５、である。
ΔＦ２＝（Ｐ２２−Ｐ２０）／Ｐ２０ ……（２）
具体的には、Ｐ２０＝Ｐ１０×４．５＝１８０（μＷ）、Ｐ２２＝２０４（μＷ）、ΔＦ２＝０．１３３である。
本実施形態では、｜ΔＦ１｜≒ΔＦ２であった。
図１２には、２次元アレイ１００のいずれかの発光部に、最大定格出力の１／４倍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板１４に入射する光束の光量の時間変化が示されている。
このときの光量変化率ΔＰ１を次の（３）式で定義する。ここで、電流供給を開始し、安定した時（約２μｓ経過時）の光量をＰ２としたとき、Ｐ０＝Ｐ２×０．１とする。そして、Ｐ０の時点から４０ｎｓ後の光量をＰ１とする。
ΔＰ１＝（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ２ ……（３）
図１３には、２次元アレイ１００のいずれかの発光部に、最大定格出力の１／４倍に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板１４の開口部を通過した光束の光量の時間変化が示されている。
このときの光量変化率ΔＰ２を次の（４）式で定義する。ここで、電流供給を開始し、安定した時（約２μｓ経過時）の光量をＰａｐ２としたとき、Ｐａｐ０＝Ｐａｐ２×０．１とする。そして、Ｐａｐ０の時点から４０ｎｓ後の光量をＰａｐ１とする。
ΔＰａｐ１＝（Ｐａｐ１−Ｐａｐ２）／Ｐａｐ２ ……（４）
ここでは、｜ΔＰａｐ１｜＜｜ΔＰ１｜の関係が満足されている。なお、図１３には、Ｐ２＝Ｐａｐ２となるように規格化した図１２の曲線が波線で付加されている。
図１４には、２次元アレイ１００のいずれかの発光部に、最大定格出力に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板１４に入射する光束の光量の時間変化が示されている。
このときの光量変化率ΔＰ２を次の（５）式で定義する。ここで、電流供給を開始し、安定した時（約２μｓ経過時）の光量をＰ２としたとき、Ｐ０＝Ｐ２×０．１とする。そして、Ｐ０の時点から４０ｎｓ後の光量をＰ１とする。
ΔＰ２＝（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ２ ……（５）
図１５には、２次元アレイ１００のいずれかの発光部に、最大定格出力に対応する駆動信号が供給されたときの、第１開口板１４の開口部を通過した光束の光量の時間変化が示されている。
このときの光量変化率ΔＰａｐ２を次の（６）式で定義する。ここで、電流供給を開始し、安定した時（約２μｓ経過時）の光量をＰａｐ２としたとき、Ｐａｐ０＝Ｐａｐ２×０．１とする。そして、Ｐａｐ０の時点から４０ｎｓ後の光量をＰａｐ１とする。
ΔＰａｐ２＝（Ｐａｐ１−Ｐａｐ２）／Ｐａｐ２ ……（６）
ここでは、｜ΔＰａｐ２｜＜｜ΔＰ２｜の関係が満足されている。なお、図１５には、Ｐ２＝Ｐａｐ２となるように規格化した図１４の曲線が波線で付加されている。
また、発光部の出力が最大定格出力のときのＰａｐ１とＰａｐ２の大小関係は、発光部の出力が最大定格出力の１／４倍のときのＰａｐ１とＰａｐ２の大小関係と逆である。
ところで、従来の光源装置では、一例として図１６に示されるように、カップリング光学系を介した光束が入射される開口板における開口部の開口幅は、主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれにおいても入射光束のビーム径以上であった。
図１７には、上記従来の光源装置において、上記許容範囲の下限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化が示されている。また、図１８には、上記従来の光源装置において、上記許容範囲の上限近傍に対応する駆動信号が供給されたときの、開口板の開口部を通過した光束の光量の時間変化が示されている。この場合には、開口板の開口部を通過した光束の光量は、その光量に関係なく単調に増加して安定状態となる。そして、ΔＦ１＜０、ΔＦ２＜０であり、｜ΔＦ１｜＞｜ΔＦ２｜である。具体的には、ΔＦ１＝−０．２６、ΔＦ２＝−０．２１である。
また、本実施形態における｜ΔＦ１｜及びΔＦ２のうち、大きい方をΔＦａとし、従来の光源装置における｜ΔＦ１｜及び｜ΔＦ２｜のうち、大きい方をΔＦｂとすると、ΔＦａ＜ΔＦｂである。すなわち、本実施形態では、許容範囲内で第１開口板１４の開口部を通過する光束の光量を変化させたとき、立ち上がり時における光量の不安定状態に関するばらつきを従来よりも小さくすることができる。
図３に戻り、モニタ光用反射ミラー１５は、第１開口板１４の反射部材で反射された光束（モニタ用光束）の光路を受光素子１８に向かう方向に折り返す。
第２開口板１６は、モニタ光用反射ミラー１５で反射されたモニタ用光束のビーム径を規定する。第２開口板１６の開口部の大きさ及び形状は、第１開口板１４の開口部の大きさ及び形状に応じて決定される。
集光レンズ１７は、第２開口板１６の開口部を通過したモニタ用光束を集光する。
受光素子１８は、モニタ用光束を受光する。この受光素子１８は、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
第１開口板１４と受光素子１８との間のモニタ用光束の光路上に配置される光学系は、モニタ光学系とも呼ばれている。本実施形態では、モニタ光学系は、モニタ光用反射ミラー１５と第２開口板１６と集光レンズ１７とから構成されている。
ここでは、λ／４板１２、カップリング光学系１３、第１開口板１４、モニタ光用反射ミラー１５、第２開口板１６及び集光レンズ１７は、所定の位置関係で保持部材（図示省略）に保持されている。
本実施形態では、光源１１とλ／４板１２との間の光路長（図１９における符号Ｄ１）は１９．５０ｍｍであり、λ／４板１２と第１カップリングレンズ１３ａの入射面の中心との間の光路長（図１９における符号Ｄ２）は２３．０３５ｍｍである。また、第２カップリングレンズ１３ｂの射出面の中心と第１開口板１４の開口部の中心との間の光路長（図１９における符号Ｄ６）は１１．４６ｍｍであり、第１開口板１４の開口部の中心とモニタ光用反射ミラー１５の中心との間の光路長（図１９における符号Ｄ７）は１４．０ｍｍである。
図２に戻り、シリンドリカルレンズ３１は、光源装置１０の第１開口板１４の開口部を通過した光束、すなわち、光源装置１０から射出された光束を、ポリゴンミラー３３の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。このシリンドリカルレンズ３１は、感光体ドラム１０３０の表面における光スポットのスポット径及び走査線間隔が所定の値となるように、光軸方向の位置、副走査対応方向の位置、及び光軸周りの姿勢が調整された後、光走査装置１０１０のハウジングに固定される。
光源１１とポリゴンミラー３３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、λ／４板１２とカップリング光学系１３と第１開口板１４とシリンドリカルレンズ３１とから構成されている。
ポリゴンミラー３３は、一例として内接円の半径が２５ｍｍの６面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー３３は、Ｚ軸方向に平行な軸の周りを等速回転しながら、シリンドリカルレンズ３１からの光束を偏向する。
偏向器側走査レンズ３５は、ポリゴンミラー３３で偏向された光束の光路上に配置されている。
像面側走査レンズ３６は、偏向器側走査レンズ３５を介した光束の光路上に配置されている。そして、この像面側走査レンズ３６を介した光束が感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー３３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。
偏向器側走査レンズ１１ａ及び像面側走査レンズ１１ｂは、いずれも樹脂製である。そして、それらの各面（入射面、射出面）は次の（３）式及び（４）式で表現される非球面である。ここで、ＸはＸ軸方向の座標、ＹはＹ軸方向の座標を示す。また、入射面の中央をＹ＝０とする。Ｃｍ０はＹ＝０における主走査対応方向の曲率を示し、曲率半径Ｒｍ０の逆数である。ａ００，ａ０１，ａ０２，・・・は主走査対応方向の非球面係数である。また、Ｃｓ（Ｙ）はＹに関する副走査対応方向の曲率、Ｒｓ０は副走査対応方向の光軸上の曲率半径、ｂ００，ｂ０１，ｂ０２，・・・は副走査対応方向の非球面係数である。なお、光軸は、Ｙ＝０で副走査対応方向における中央の点を通る軸をいう。
偏向器側走査レンズ１１ａの各面（入射面、射出面）におけるＲｍ０、Ｒｓ０及び各非球面係数の値の一例が図２０に示されている。
また、像面側走査レンズ１１ｂの各面（入射面、射出面）におけるＲｍ０、Ｒｓ０及び各非球面係数の値の一例が図２１に示されている。
ポリゴンミラー３３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ３５と像面側走査レンズ３６とから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ３５と像面側走査レンズ３６の間の光路上、及び像面側走査レンズ３６と感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されても良い。
また、ポリゴンミラー３３と走査光学系と被走査面との位置関係が図２２に示されている。ここでは、ポリゴンミラー３３の回転中心と偏向器側走査レンズ３５の入射面の中心との間の光路長（図２２における符号ｄ１）は６８．６３ｍｍである。また、ポリゴンミラー３３の回転中心と像面側走査レンズ３６の入射面の中心との間の光路長（図２２における符号ｄ２）は１７１．９７ｍｍである。また、ポリゴンミラー３３の回転中心と被走査面との間の光路長（図２２における符号ｄ３）は３１９．３９ｍｍである。
また、シリンドリカルレンズ３１の光軸に平行な方向と、ポリゴンミラー３３の偏向反射面により感光体ドラム１０３０の表面における像高０の位置（図２２における符号ｐ０の位置）へ向けて反射される光束の進行方向とのなす角（図２２におけるθｒ）は６４度である。
また、感光体ドラム１０３０の表面における主走査方向の書き込み幅（図２参照）は、３２８ｍｍである。
図２に戻り、光検知センサ３８ａには、ポリゴンミラー３３で偏向され、走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー３７ａを介して入射する。また、光検知センサ３８ｂには、ポリゴンミラー３３で偏向され、走査光学系を介した光束のうち書き込み終了後の光束の一部が、光検知用ミラー３７ｂを介して入射する。
各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
ここでは、第１の同期像高から第２の同期像高までの距離は３５４ｍｍである。
光源制御装置２２は、一例として図２３に示されるように、画素クロック生成回路２１５、画像処理回路２１６、書込制御回路２１９、及び光源駆動回路２２１などを有している。なお、図２３における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
画素クロック生成回路２１５は、光検知センサ３８ａの出力信号と光検知センサ３８ｂの出力信号とから、各光検知センサの間を光束が走査するのに要した時間を求め、その時間に予め設定されている数のパルスが収まるように周波数を設定し、該周波数の画素クロック信号ＰＣＬＫを生成する。ここで生成された画素クロック信号ＰＣＬＫは、画像処理回路２１６及び書込制御回路２１９に供給される。また、光検知センサ３８ａの出力信号は、同期信号として書込制御回路２１９に出力される。
画像処理回路２１６は、プリンタ制御装置１０６０を介して上位装置から受信した画像情報をラスター展開するとともに、所定の中間調処理などを行った後、画素クロック信号ＰＣＬＫを基準とした各画素の階調を表す画像データを発光部毎に作成する。そして、画像処理回路２１６は、光検知センサ３８ａの出力信号に基づいて走査開始を検出すると、画素クロック信号ＰＣＬＫに同期して画像データを書込制御回路２１９に出力する。
書込制御回路２１９は、画像処理回路２１６からの画像データ、画素クロック生成回路２１５からの画素クロック信号ＰＣＬＫ及び同期信号に基づいてパルス変調信号を生成する。また、書込制御回路２１９は、所定のタイミングで、受光素子１８の出力信号に基づいて、光源装置１０の第１開口板１４の開口部を通過する光束の光量が所望の値となるように、各発光部の駆動電流を補正する。すなわち、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。
光源駆動回路２２１は、書込制御回路２１９からのパルス変調信号に基づいて２次元アレイ１００の各発光部を駆動する。
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光源装置１０では、第１カップリングレンズ１３ａと第２カップリングレンズ１３ｂとによってカップリング光学系が構成され、第１開口板１４によって開口部材が構成されている。
以上説明したように、本実施形態に係る光源装置１０によると、複数の発光部が２次元配列されている面発光レーザアレイを含む光源１１と、該光源１１からの光束をカップリングするカップリング光学系１３と、該カップリング光学系１３を介した光束が入射され、副走査対応方向（第１の方向）の開口幅が入射光束のビーム径よりも小さく、主走査対応方向（第２の方向）の開口幅が入射光束のビーム径以上である開口部を有し、該開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する第１開口板１４と、モニタ用光束を受光する受光素子１８と、第１開口板１４で反射されたモニタ用光束を受光素子１８に導くモニタ光学系とを備えている。
また、発光部に電流注入を開始してから２μｓ経過した時刻ｔ２、該時刻ｔ２での光強度の０．１倍の光強度に達した時間から、４０ｎｓ経過した時刻ｔ１、該時刻ｔ１での第１開口板１４に入射する光束の光強度Ｐ１、前記時刻ｔ２での第１開口板１４に入射する光束の光強度Ｐ２、時刻ｔ１での第１開口板１４から射出される光束の光強度Ｐａｐ１、時刻ｔ２での第１開口板１４から射出される光束の光強度Ｐａｐ２を用いて、｜（Ｐａｐ１−Ｐａｐ２）／Ｐａｐ２｜＜｜（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ２｜の関係が満足されている。
また、発光部の出力が最大定格出力のときのＰａｐ１とＰａｐ２の大小関係は、発光部の出力が最大定格出力の１／４倍のときのＰａｐ１とＰａｐ２の大小関係と逆である。
この場合には、許容範囲内で第１開口板１４の開口部を通過する光束の光量を変化させたとき、立ち上がり時における光量の不安定状態に関するばらつきを従来よりも小さくすることができる。すなわち、光量に関係なく、立ち上がり特性が安定した光束を射出することが可能である。
そこで、温度変化や経年変化などによって光走査装置１０１０における光学系の光学特性が変化し、それに対応するために第１開口板１４の開口部を通過する光束の光量を変化させても、画像品質を低下させることはない。
また、経年変化などによって感光体ドラム１０３０の感光特性が変化し、それに対応するために第１開口板１４の開口部を通過する光束の光量を変化させても、画像品質を低下させることはない。
すなわち、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源装置１０を有しているため、感光体ドラム１０３０の表面上を精度良く安定して光走査することが可能である。
ところで、複数の光走査装置では、光学素子の製造上のばらつきや取り付け位置のばらつきなどにより、光利用効率は必ずしも一様ではない。そこで、感光体ドラムの表面での光量を所定の光量とするため、各光走査装置では、光源装置から射出される光量が調整される。この場合、複数の光走査装置における光源装置が、いずれも光源装置１０であれば、光源装置１０から射出される光量を調整しても、立ち上がり特性が安定しているため、いずれの光走査装置においても、精度良く光走査することができる。従って、光走査装置の製品歩留まりを向上させることが可能である。また、環境温度の変化に応じて光源装置１０から射出される光量を調整しても、立ち上がり特性が安定しているため、安定した光走査を行うことができる。すなわち、様々な使用環境に対応することが可能である。
また、光源１１が複数の発光部を有しているため、同時に複数の走査が可能となり、画像形成の高速化を図ることができる。
そして、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、高品質の画像を安定して形成することが可能である。
また、光源１１が複数の発光部を有しているため、画像の高密度化を図ることができる。
なお、上記実施形態では、２次元アレイ１００が４０個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施形態では、光源１１が２次元アレイ１００を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光源１１が前記２次元アレイ１００に代えて、複数の発光部が一列に配置されている１次元アレイを有していても良い。また、光源１１が前記２次元アレイ１００に代えて、１つの発光部を有していても良い。
また、上記実施形態では、モニタ光学系が光源装置に含まれる場合について説明したが、これに限らず、モニタ光学系の少なくとも一部が光源装置とは別に設けられても良い。
また、上記実施形態において、第１開口板１４の開口部は、主走査対応方向に関する長さ（幅）が第１開口板１４に入射する光束のビーム径Ｄｂよりも小さく、副走査対応方向に関する長さ（幅）が、該ビーム径Ｄｂ以上となるように設定されても良い。
なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば良い。
例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
また、例えば、図２４に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。
各感光体ドラムは、図２４中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って、帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットがそれぞれ配置されている。
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光走査が行われ、各感光体ドラムに潜像が形成される。
そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が順次転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。
光走査装置２０１０は、前記光源装置１０と同様な光源装置を色毎に有している。従って、前記光走査装置１０１０と同様な効果を得ることができる。
そして、カラープリンタ２０００は、前記レーザプリンタ１０００と同様な効果を得ることができる。
なお、タンデム方式の多色カラープリンタでは、機械精度等で各色の色ずれが発生する場合があるが、点灯させる発光部を選択することで各色の色ずれの補正精度を高めることができる。
また、このカラープリンタ２０００において、光走査装置を１色毎に設けても良いし、２色毎に設けても良い。
以上説明したように、本発明の光源装置によれば、射出される光束の立ち上がり特性を安定させるのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、被走査面上を精度良く安定して光走査するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を安定して形成するのに適している。
１０…光源装置、１１…光源、１３…カップリング光学系、１４…第１開口板（開口部材）、３３…ポリゴンミラー（偏向器）、３５…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、３６…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１００…２次元アレイ（面発光レーザアレイ）、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。
特開２００６−９１１５７号公報 特開２００５−１５６９３３号公報 特開２００６−２５９０９８号公報 特開２００３−２８３０３１号公報 特開２００６‐３３２１４２号公報 特開２００８‐２１３２４６号公報

Claims (11)

  1. 面発光レーザと、
    前記面発光レーザからの光束をカップリングするカップリング光学系と；
    前記カップリング光学系からの光束を規制する開口部を有する開口部材と；を備え、
    前記面発光レーザに電流注入を開始してから２μｓ経過した時刻ｔ２、該時刻ｔ２での光強度の０．１倍の光強度に達した時間から、４０ｎｓ経過した時刻ｔ１、該時刻ｔ１での前記開口部材に入射する光束の光強度Ｐ１、前記時刻ｔ２での前記開口部材に入射する光束の光強度Ｐ２、前記時刻ｔ１での前記開口部材から射出される光束の光強度Ｐａｐ１、前記時刻ｔ２での前記開口部材から射出される光束の光強度Ｐａｐ２を用いて、｜（Ｐａｐ１−Ｐａｐ２）／Ｐａｐ２｜＜｜（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ２｜の関係が満足されることを特徴とする光源装置。
  2. 前記面発光レーザの出力が最大定格出力のときの前記Ｐａｐ１と前記Ｐａｐ２の大小関係は、前記面発光レーザの出力が最大定格出力の１／４倍のときの前記Ｐａｐ１と前記Ｐａｐ２の大小関係と逆であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 光束のビーム径は、光束の中心強度の１／２以上の光強度を有する領域の幅であり、
    前記開口部材の開口部は、該開口部に入射する光束の主光線方向に直交する面内の第１の方向の開口幅が入射光束のビーム径よりも小さく、前記第１の方向に直交する第２の方向の開口幅が入射光束のビーム径以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
  4. 前記開口部を通過した光束の空間光強度分布において、該空間光強度分布の中心を通り前記第１の方向に平行な仮想線上における（光強度の最小値／光強度の最大値）は、前記空間光強度分布の中心を通り前記第２の方向に平行な仮想線上における（光強度の最小値／光強度の最大値）よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
  5. 前記空間光強度分布の中心を通り前記第１の方向に平行な仮想線上における（光強度の最小値／光強度の最大値）は、０．９以上であり、
    前記空間光強度分布の中心を通り前記第２の方向に平行な仮想線上における（光強度の最小値／光強度の最大値）は０．５以下であることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
  6. 前記面発光レーザは、複数の発光部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源装置。
  7. 光束により被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源装置と；
    前記光源装置から射出された光束を偏向する偏向器と；
    前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
  8. 前記光源装置から射出された光束の空間光強度分布において、
    前記空間光強度分布の中心を通り主走査方向に対応する方向に平行な仮想線上における（光強度の最小値／光強度の最大値）は０．５以下であり、
    前記空間光強度分布の中心を通り主走査方向に直交する副走査方向に対応する方向に平行な仮想線上における（光強度の最小値／光強度の最大値）は、０．９以上であることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
  9. 前記被走査面は感光性を有し、その感光特性に応じて前記被走査面上に集光される光束の光量に許容範囲があり、
    前記許容範囲の下限近傍に対応する駆動信号が前記光源装置に供給されたとき、前記光源装置から射出される光束の光量は、単調に増加して安定状態になり、
    前記許容範囲の上限近傍に対応する駆動信号が前記光源装置に供給されたとき、前記光源装置から射出される光束の光量は、オーバーシュートした後、安定状態になることを特徴とする請求項７又は８に記載の光走査装置。
  10. 少なくとも１つの像担持体と；
    前記少なくとも１つの像担持体を画像情報に応じて変調された光束により走査する少なくとも１つの請求項７〜９のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
  11. 前記画像情報は、多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5664013B2 (ja) 2010-08-19 2015-02-04 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
JP5900733B2 (ja) 2011-11-21 2016-04-06 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
JP6278761B2 (ja) * 2014-03-11 2018-02-14 キヤノン株式会社 読取制御装置、および、読取制御方法
EP3415357A4 (en) 2016-02-09 2018-12-26 Ricoh Company, Ltd. Image display apparatus and image display method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008268683A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Ricoh Co Ltd 光走査装置及び画像形成装置

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPR137700A0 (en) * 2000-11-09 2000-11-30 Australian National University, The A steerable vertical cavity surface emitting laser
JP4132899B2 (ja) 2002-03-20 2008-08-13 株式会社リコー 光源装置および画像出力装置ならびに光学的記録／再生装置
JP2005156933A (ja) 2003-11-26 2005-06-16 Fuji Xerox Co Ltd 光走査装置
JP2006091157A (ja) 2004-09-21 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd 光走査装置
JP2006259098A (ja) 2005-03-16 2006-09-28 Fuji Xerox Co Ltd 光走査装置
JP2006332142A (ja) 2005-05-24 2006-12-07 Ricoh Co Ltd 発光素子制御装置
JP4530922B2 (ja) 2005-06-20 2010-08-25 株式会社リコー 光走査装置および画像形成装置
JP4885573B2 (ja) 2006-03-06 2012-02-29 株式会社リコー 光走査装置および画像形成装置
US7443558B2 (en) 2006-03-13 2008-10-28 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device and image forming apparatus
JP4847201B2 (ja) 2006-04-27 2011-12-28 株式会社リコー 光源システム、光走査装置、画像形成装置、光量制御方法、光走査方法、及び画像形成方法
US7973990B2 (en) 2006-04-27 2011-07-05 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus
WO2007126159A1 (en) 2006-04-28 2007-11-08 Ricoh Company, Ltd. Surface-emission laser array, optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008033251A (ja) 2006-07-03 2008-02-14 Ricoh Co Ltd 光走査装置および画像形成装置
US7800805B2 (en) 2006-07-24 2010-09-21 Ricoh Company, Limited Optical Scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008052247A (ja) 2006-07-27 2008-03-06 Ricoh Co Ltd 光走査装置および画像形成装置
JP2008064801A (ja) 2006-09-04 2008-03-21 Ricoh Co Ltd 光走査装置及び画像形成装置
JP5024928B2 (ja) 2006-09-04 2012-09-12 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
JP2008096957A (ja) 2006-09-14 2008-04-24 Ricoh Co Ltd 光走査装置及び画像形成装置
JP4976092B2 (ja) 2006-09-19 2012-07-18 株式会社リコー 光走査装置、およびそれを用いた画像形成装置
JP4849613B2 (ja) 2006-10-25 2012-01-11 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
JP4849618B2 (ja) 2006-11-24 2012-01-11 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
US7924487B2 (en) 2007-02-09 2011-04-12 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device and image forming apparatus
US8081203B2 (en) 2007-03-02 2011-12-20 Ricoh Company, Ltd. Light-amount detecting device, light source device, optical scanning unit and image forming apparatus
JP5083867B2 (ja) 2007-03-02 2012-11-28 株式会社リコー 光源駆動装置、光走査装置及び画像形成装置
JP4260849B2 (ja) 2007-03-28 2009-04-30 シャープ株式会社 固体撮像装置およびそれを備えた電子機器
JP5224161B2 (ja) 2007-04-24 2013-07-03 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
US7903135B2 (en) 2007-04-26 2011-03-08 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device and image forming apparatus for optimizing arrangement intervals in a main-scanning direction and a sub-scanning direction
JP5177399B2 (ja) 2007-07-13 2013-04-03 株式会社リコー 面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置
US7738007B2 (en) 2007-09-04 2010-06-15 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device and method for adjusting errors
JP5163021B2 (ja) * 2007-09-10 2013-03-13 株式会社リコー モニタ装置、光源装置、光走査装置及び画像形成装置
JP2009163137A (ja) 2008-01-09 2009-07-23 Ricoh Co Ltd 光走査装置・画像形成装置
JP5112098B2 (ja) 2008-02-05 2013-01-09 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
JP5034053B2 (ja) 2008-06-03 2012-09-26 株式会社リコー 光走査装置および画像形成装置
JP5103673B2 (ja) 2008-06-23 2012-12-19 株式会社リコー 光走査装置、および画像形成装置
JP5515723B2 (ja) 2009-02-02 2014-06-11 株式会社リコー 光走査装置、画像形成装置および光通信システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008268683A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Ricoh Co Ltd 光走査装置及び画像形成装置

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