JP2012191148A - Surface-emitting laser module, optical scanning device, and image forming device - Google Patents

Surface-emitting laser module, optical scanning device, and image forming device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface-emitting laser module with a long life.SOLUTION: A surface-emitting laser module comprises a surface-emitting laser element, on the substrate face of which plural surface-emitting lasers are formed; a package for installing the surface-emitting laser element; and a window part provided on an emission side of the surface-emitting laser. The window part is formed of a material, through which light with a wavelength of the surface-emitting laser passes, and one face of the window part is formed into a pyramid-shaped projection. The other face opposed to one face is formed into a pyramid-shaped recess corresponding to the pyramid shape. An area of the window part forming the pyramid shape has a constant thickness, and one face of the window part is opposed to the surface-emitting laser element.

Description

本発明は、面発光レーザモジュール、光走査装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a surface emitting laser module, an optical scanning device, and an image forming apparatus.

電子写真方式による画像形成装置として、レーザ光を用いた画像機が広く普及している。電子写真方式による画像形成装置では、光走査装置を備え、感光性を有するドラムの軸方向にポリゴンミラー等のポリゴンスキャナを用いて、レーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ潜像を形成する方法が用いられている。このような画像形成装置においては、画像品質を向上させるために高密度記録を行なうこと(高密度化)ができること、また、画像出力の高速化が求められている。   As an electrophotographic image forming apparatus, an image machine using a laser beam is widely used. An electrophotographic image forming apparatus includes an optical scanning device, and forms a latent image by rotating a drum while scanning laser light using a polygon scanner such as a polygon mirror in the axial direction of a photosensitive drum. The method is used. In such an image forming apparatus, high density recording (high density) can be performed in order to improve image quality, and high speed image output is required.

このように電子写真方式の画像形成装置において、高密度記録を行なうことと高速化とを両立させるために、光源から複数の光束を出射させる方法があり、このような方法に適した光源として面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)を2次元的に配列した構成の面発光レーザアレイがある。   Thus, in an electrophotographic image forming apparatus, there is a method of emitting a plurality of light beams from a light source in order to achieve both high-density recording and high speed, and a surface as a light source suitable for such a method. There is a surface emitting laser array having a configuration in which light emitting lasers (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) are two-dimensionally arranged.

しかしながら、面発光レーザアレイは、一つのチップ上に複数の発光部が搭載されているため、発光部等からの発熱により高温となり、これにより、面発光レーザの特性を低下させ、寿命を短くしてしまう。このため、面発光レーザアレイにおいて、発熱を抑制する方法が検討されている。   However, since a surface emitting laser array has a plurality of light emitting units mounted on a single chip, the surface emitting laser becomes hot due to heat generated from the light emitting unit and the like, thereby reducing the characteristics of the surface emitting laser and shortening its life. End up. For this reason, a method for suppressing heat generation in a surface emitting laser array has been studied.

特許文献1には、半導体基板上に下部反射鏡層構造と上部反射鏡層構造がこの順に形成され、各反射鏡層構造の間には活性層及び電流狭窄層が介装され、上部反射鏡層構造から下層に向かって少なくとも電流狭窄層の下端面に至るまでの領域は柱状のメサとなっていて、メサの上端面の面積は、電流狭窄層の近傍におけるメサの断面積より大きい面発光型半導体レーザアレイが開示されている。   In Patent Document 1, a lower reflector layer structure and an upper reflector layer structure are formed in this order on a semiconductor substrate, and an active layer and a current confinement layer are interposed between each reflector layer structure. The area from the layer structure to the lower layer at least to the lower end surface of the current confinement layer is a columnar mesa, and the area of the upper surface of the mesa is larger than the mesa cross-sectional area in the vicinity of the current confinement layer. A type semiconductor laser array is disclosed.

また、特許文献2には、半導体分布ブラッグ反射器を構成するバンドギャップエネルギーの異なる半導体層の間に中間の価電子帯エネルギーを持つヘテロスパイク緩衝層を設け、ヘテロスパイク緩衝層は価電子帯エネルギーを連続的または階段状の組成傾斜層またはこれらの組み合わせによって構成され、バンドギャップエネルギーの小さな層に接する側に価電子帯エネルギーの変化率の大きな領域を、バンドギャップエネルギーの大きな層に接する側に価電子帯エネルギーの変化率の小さな領域を備えている面発光半導体レーザアレイが開示されている。   In Patent Document 2, a hetero spike buffer layer having an intermediate valence band energy is provided between semiconductor layers having different band gap energies constituting the semiconductor distributed Bragg reflector, and the hetero spike buffer layer has a valence band energy. Is composed of a continuous or stepwise composition graded layer or a combination of these, and a region with a large change rate of valence band energy is placed on the side in contact with the layer with large band gap energy on the side in contact with the layer with small band gap energy. A surface emitting semiconductor laser array having a region with a small change rate of valence band energy is disclosed.

また、特許文献3には、カバーガラスをV字型にすることで、書き込みドット密度を低下させることなく、発熱による発光部の発光特性の低下を抑制する面発光レーザモジュールが開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a surface emitting laser module that suppresses a decrease in light emission characteristics of a light emitting portion due to heat generation without reducing a writing dot density by making a cover glass V-shaped.

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示されている技術では、素子構造が複雑であることから、製造するために複雑な工程を要し、高コストなものとなってしまうという問題点を有している。   However, the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a problem in that the device structure is complicated, so that a complicated process is required for manufacturing and the cost is high. is doing.

また、特許文献3に開示されている技術では、一方向に高密度化することができるものの、更なる高密度記録の要求には対応することができない。   In addition, the technique disclosed in Patent Document 3 can increase the density in one direction, but cannot meet the demand for higher density recording.

以上より、本発明は、上記に鑑みなされたものであり、低コストで、高密度記録が可能な面発光レーザモジュールを提供することを目的とするものであり、更には、高品質な画像を形成することのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。   In view of the above, the present invention has been made in view of the above, and aims to provide a surface emitting laser module capable of high-density recording at a low cost. It is an object of the present invention to provide an optical scanning apparatus and an image forming apparatus that can be formed.

本発明は、基板面に複数の面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、前記面発光レーザ素子を設置するためのパッケージと、前記面発光レーザの出射側に設けられた窓部と、を有し、前記窓部は、前記面発光レーザの波長の光を透過する材料により形成されており、前記窓部の一方の面は錐状に凸となるように形成されており、前記一方の面に対向する他方の面は前記錐状に対応して錐状に凹となるように形成されており、前記窓部における前記錐状を形成する領域は一定の厚さであって、前記窓部の前記一方の面と前記面発光レーザ素子とが対向するように設置されていることを特徴とする。   The present invention includes a surface emitting laser element in which a plurality of surface emitting lasers are formed on a substrate surface, a package for installing the surface emitting laser element, and a window portion provided on an emission side of the surface emitting laser. The window portion is formed of a material that transmits light having a wavelength of the surface-emitting laser, and one surface of the window portion is formed to be convex in a cone shape, The other surface facing one surface is formed to be concave in a conical shape corresponding to the conical shape, and the region forming the conical shape in the window portion has a constant thickness, The one surface of the window portion and the surface emitting laser element are disposed so as to face each other.

また、本発明は、前記錐状は、円錐状または四角錐状であることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the cone shape is a cone shape or a quadrangular pyramid shape.

また、本発明は、前記錐状は、四角錐状であって、前記四角錐状の稜は、前記基板面に対し垂直方向より見た場合、前記面発光レーザと重なることなく形成されていることを特徴とする。   In the present invention, the pyramid is a quadrangular pyramid, and the ridge of the quadrangular pyramid is formed so as not to overlap the surface emitting laser when viewed from a direction perpendicular to the substrate surface. It is characterized by that.

また、本発明は、前記窓部の一方の面に形成された錐状の頂点は、前記基板面に対し垂直方向より見た場合、各々の前記面発光レーザの間に位置するように形成されていることを特徴とする。   Further, according to the present invention, the conical apex formed on one surface of the window portion is formed so as to be positioned between the surface emitting lasers when viewed from a direction perpendicular to the substrate surface. It is characterized by.

また、本発明は、前記面発光レーザ素子は、前記面発光レーザが2次元状に配列されているものであって、前記窓部の一方の面に形成された錐状の頂点は、前記基板に対し垂直方向より見た場合、最近接の4つの前記面発光レーザにおける略中間に位置するように形成されていることを特徴とする。   According to the present invention, the surface-emitting laser element is such that the surface-emitting lasers are two-dimensionally arranged, and the cone-shaped apex formed on one surface of the window portion is the substrate. On the other hand, when viewed from the vertical direction, it is formed so as to be positioned approximately in the middle of the four closest surface emitting lasers.

また、本発明は、前記窓部の一方の面に形成された錐状の頂点は、前記基板に対し垂直方向より見た場合、前記面発光レーザが形成されている領域の重心部分に位置するように形成されていることを特徴とする。   Further, according to the present invention, the conical apex formed on one surface of the window portion is located at the center of gravity of the region where the surface emitting laser is formed when viewed from the direction perpendicular to the substrate. It is formed as follows.

また、本発明は、前記窓部より出射された光束が前記基板面と略平行な面において、2次元的に等間隔となるように、前記面発光レーザ素子において、前記面発光レーザが配置されていることを特徴とする。   In the surface-emitting laser element, the surface-emitting laser is disposed so that the light beams emitted from the window portion are two-dimensionally equidistant on a surface substantially parallel to the substrate surface. It is characterized by.

また、本発明は、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、前記記載の面発光レーザモジュールを有する光源と、前記光源からの光を偏向する光偏向部と、前記光偏向部により偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を有することを特徴とする。   The present invention also provides an optical scanning device that scans a surface to be scanned with light, the light source having the surface-emitting laser module described above, a light deflection unit that deflects light from the light source, and the light deflection unit. And a scanning optical system for condensing the light deflected by the light onto the surface to be scanned.

また、本発明は、像担持体と、前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する前記記載の光走査装置と、を有することを特徴とする。   According to another aspect of the invention, there is provided an image carrier, and the above-described optical scanning device that scans the image carrier with light modulated in accordance with image information.

また、本発明は、前記像担持体は複数であって、前記画像情報は、多色のカラー情報であることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that there are a plurality of the image carriers, and the image information is multicolor color information.

本発明によれば、低コストで、高密度記録が可能な面発光レーザモジュールを提供することができ、更には、高品質な画像を形成することのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a surface emitting laser module capable of high-density recording at a low cost, and further provide an optical scanning device and an image forming apparatus capable of forming a high-quality image. be able to.

第1の実施の形態における面発光レーザモジュールの斜視図The perspective view of the surface emitting laser module in 1st Embodiment 第1の実施の形態における面発光レーザモジュールの断面図Sectional drawing of the surface emitting laser module in 1st Embodiment 面発光レーザモジュールの窓部の断面の要部拡大図Enlarged view of the main part of the cross section of the window of the surface emitting laser module 面発光レーザモジュールの窓部による光束位置のシフトの説明図(1)Explanatory drawing (1) of the shift of the light beam position by the window part of a surface emitting laser module 面発光レーザモジュールの窓部による光束位置のシフトの説明図(2)Explanatory drawing (2) of the shift of the light beam position by the window part of a surface emitting laser module 面発光レーザモジュールの窓部より出射される光束の説明図Explanatory drawing of the light beam emitted from the window of the surface emitting laser module 第1の実施の形態における他の面発光レーザモジュールの斜視図The perspective view of the other surface emitting laser module in 1st Embodiment 他の面発光レーザモジュールの窓部による光束位置のシフトの説明図Explanatory drawing of shift of light beam position by window part of other surface emitting laser module 第2の実施の形態におけるレーザプリンタの構成図Configuration diagram of laser printer in second embodiment 第2の実施の形態における光走査装置の構成図The block diagram of the optical scanning device in 2nd Embodiment 出射される光束と主走査方向及び副走査方向との関係の説明図Explanatory diagram of the relationship between the emitted light flux and the main scanning direction and sub-scanning direction 第3の実施の形態におけるカラープリンタの構成図The block diagram of the color printer in 3rd Embodiment 第4の実施の形態における光伝送システムの構成図Configuration diagram of optical transmission system according to fourth embodiment

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。   The form for implementing this invention is demonstrated below. In addition, about the same member etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

〔第1の実施の形態〕
第1の実施の形態における面発光レーザモジュールについて説明する。図1及び図2に示すように、本実施の形態における面発光レーザモジュールは、表面に複数の発光部11が2次元状に配列されている面発光レーザ素子10と、面発光レーザ素子10が搭載されるパッケージ20と、面発光レーザ素子10から発光した光を取り出す窓部30を有している。
[First Embodiment]
The surface emitting laser module in the first embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the surface emitting laser module according to the present embodiment includes a surface emitting laser element 10 in which a plurality of light emitting units 11 are two-dimensionally arranged on the surface, and a surface emitting laser element 10. A package 20 to be mounted and a window 30 for extracting light emitted from the surface emitting laser element 10 are provided.

面発光レーザ素子10は、パッケージ20内における底部21に発光部11が上になるように設置されており、窓部30はパッケージ20の開口部に接合されている。面発光レーザ素子10は半導体等の材料からなる基板12の表面、即ち、面発光レーザ素子10の表面に対し垂直方向にレーザ光を出射する面発光レーザからなる発光部11を複数有するものであり、このような、発光部11を2次元的に配列させることにより面発光レーザアレイが形成される。   The surface emitting laser element 10 is installed on the bottom 21 in the package 20 so that the light emitting unit 11 is on the top, and the window 30 is joined to the opening of the package 20. The surface-emitting laser element 10 has a plurality of light emitting portions 11 made of a surface-emitting laser that emits laser light in a direction perpendicular to the surface of the substrate 12 made of a material such as a semiconductor, that is, the surface of the surface-emitting laser element 10. Such a surface emitting laser array is formed by arranging the light emitting portions 11 two-dimensionally.

面発光レーザの光の出射方向を+Z軸方向とした場合、面発光レーザ素子10の表面、即ち、基板12面は、XY面に平行な面となる。本実施の形態における面発光レーザモジュールを面発光レーザモジュールの光の出射方向、即ち、面発光レーザ素子10の基板12面に垂直方向となる+Z軸方向より見た場合、窓部30と面発光レーザ素子10とが重なって見える。上述のとおり、面発光レーザ素子10の表面はXY面となることから、XY面に重ねられた状態の窓部30及び面発光レーザ素子10をXY面における窓部30及び面発光レーザ素子10と記載する場合がある。この場合、XY面における窓部30及び面発光レーザ素子10は、面発光レーザの出射方向である+Z軸方向より見たXY面における窓部30及び面発光レーザ素子10と同じものである。   When the light emitting direction of the surface emitting laser is the + Z-axis direction, the surface of the surface emitting laser element 10, that is, the surface of the substrate 12 is a plane parallel to the XY plane. When the surface emitting laser module in the present embodiment is viewed from the light emitting direction of the surface emitting laser module, that is, the + Z-axis direction perpendicular to the surface of the substrate 12 of the surface emitting laser element 10, the window 30 and the surface emitting The laser element 10 appears to overlap. As described above, since the surface of the surface emitting laser element 10 is an XY plane, the window 30 and the surface emitting laser element 10 in a state of being overlaid on the XY plane are combined with the window 30 and the surface emitting laser element 10 on the XY plane. May be described. In this case, the window 30 and the surface emitting laser element 10 on the XY plane are the same as the window 30 and the surface emitting laser element 10 on the XY plane as viewed from the + Z-axis direction that is the emitting direction of the surface emitting laser.

窓部30は、面発光レーザ素子10より出射された光を透過する材料により形成されており、中心部分には円錐状に形成された円錐傾斜部31を有している。窓部30は全体において略均一な厚さで形成されており、円錐状の頂点32は、面発光レーザ素子10の側、即ち、−Z軸方向を向くように設置されている。具体的には、窓部30における円錐傾斜部31は、一方の面は錐状に凸となるように形成されており、他方の面は一方の面の錐状に対応し、円錐傾斜部31における厚さが一定の厚さとなるように、錐状に凹となるように形成されている。この窓部30は、上述のとおり、窓部30の一方の面、即ち、円錐状の頂点32が形成されている面が面発光レーザ素子10と対向するように設置されている。また、円錐傾斜部31は、面発光レーザ素子10において発光部11が形成されている領域よりも広い領域に形成されている。即ち、円錐傾斜部31の錐の底面の大きさは、面発光レーザ素子10上に形成された発光部11が配置されている領域の大きさと関係がある。つまり、本実施の形態では、光束の位置をZ軸に平行な軸51に近づくようにするため、錐の底面の大きさは、面発光レーザ素子10上に形成された発光部11が配置されている領域を覆う程度の大きさである。図1は、本実施の形態における面発光レーザモジュールの斜視図であり、図2は、断面図である。   The window portion 30 is formed of a material that transmits light emitted from the surface-emitting laser element 10, and has a conical inclined portion 31 formed in a conical shape at the center portion. The window portion 30 is formed with a substantially uniform thickness as a whole, and the conical apex 32 is disposed so as to face the surface emitting laser element 10 side, that is, the −Z axis direction. Specifically, the conical inclined portion 31 in the window portion 30 is formed so that one surface is convex in a conical shape, and the other surface corresponds to the conical shape of the one surface. It is formed so as to be concave in a conical shape so that the thickness at is constant. As described above, the window 30 is installed so that one surface of the window 30, that is, the surface on which the conical apex 32 is formed faces the surface emitting laser element 10. Further, the conical inclined portion 31 is formed in a region wider than the region where the light emitting portion 11 is formed in the surface emitting laser element 10. That is, the size of the bottom surface of the cone of the cone inclined portion 31 is related to the size of the region where the light emitting portion 11 formed on the surface emitting laser element 10 is disposed. That is, in the present embodiment, in order to bring the position of the light beam closer to the axis 51 parallel to the Z axis, the size of the bottom surface of the cone is the light emitting unit 11 formed on the surface emitting laser element 10. It is the size which covers the area which is covered. FIG. 1 is a perspective view of a surface emitting laser module according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view.

図3に示すように、円錐傾斜部31が形成されている窓部30をパッケージ20の所定の位置に設置することにより、面発光レーザ素子10の発光部(VCSEL)11から出射された光束41は、窓部30に入射した際に、窓部30の一方の面の界面において曲げられ、この後、窓部30から出射する際に、窓部30の他方の面の界面において窓部30に入射した方向とは反対側に曲げられる。円錐傾斜部31は窓部30の一方の面と他方の面とが略平行となるように形成されているため、光束42と光束41は略平行な光束となるが、光束42は光束41よりも円錐状の頂点32を通るZ軸に平行な軸51に近づいた光束として出射される。即ち、窓部30より出射される光束42は、光束41を円錐状の頂点32の側にシフト量sだけシフトした光束となる。   As shown in FIG. 3, the light beam 41 emitted from the light emitting portion (VCSEL) 11 of the surface emitting laser element 10 is provided by installing the window portion 30 in which the conical inclined portion 31 is formed at a predetermined position of the package 20. Is bent at the interface of one surface of the window portion 30 when entering the window portion 30, and thereafter, is emitted to the window portion 30 at the interface of the other surface of the window portion 30 when exiting from the window portion 30. It is bent to the opposite side to the incident direction. Since the conical inclined portion 31 is formed so that one surface of the window portion 30 and the other surface are substantially parallel to each other, the light flux 42 and the light flux 41 are substantially parallel light fluxes. Is also emitted as a light beam passing through a conical apex 32 and approaching an axis 51 parallel to the Z axis. That is, the light beam 42 emitted from the window portion 30 is a light beam obtained by shifting the light beam 41 toward the conical apex 32 by the shift amount s.

このことをより具体的に説明する。図3に示すように、窓部30の厚さをt、円錐状の頂点32を含むZ軸に平行な面(例えばYZ面)で切断したときの窓部30の円錐状の頂点32の角度をθとする。この場合、発光部11から出射された光束41が、窓部30の円錐傾斜部31に入射する際の入射角φ1は、下記の(1)に示す式で表わされる。尚、入射角φ1は、光束41が入射する位置の窓部30の円錐傾斜部31の法線となす角である。

φ1=π/2−θ・・・・・・・・・・・・・(1)

窓部30の屈折率をn2とし、面発光レーザ素子10と窓部30との間の空間における媒質の屈折率をn1とすると、入射角φ1で入射した光束41は窓部30の一方の面の界面において出射角φ2となるように曲げられ窓部30の内部に入る。この関係を下記の(2)に示す。

n1×sinφ1=n2×sinφ2・・・・(2)

また、窓部30内に入射した光の光路Lは、窓部30の厚さがtであることから、下記の(3)に示す式となる。

L=t/cosφ2・・・・・・・・・・・・(3)

この後、再び(1)に示す式のように、窓部30の他方の面の界面において、入射角φ1と同じ角度の出射角となるように曲げられ光束42として出射される。以上より、(1)〜(3)に示す式から、XY面における光束41に対する光束42のシフト量sは、(4)に示す式となる。

s=L×sin(φ1−φ2)・・・・・・・・(4)

ここで、窓部30はガラス等で形成されており、面発光レーザ素子10と窓部30との間の空間に窒素等が存在しているものとすると、θ=75°、t=250μmとした場合、n1=1.00、n2=1.51より、シフト量sは、22.6μmとなる。
This will be described more specifically. As shown in FIG. 3, the thickness of the window portion 30 is t, and the angle of the conical vertex 32 of the window portion 30 when cut by a plane parallel to the Z axis (for example, the YZ plane) including the conical vertex 32. Is θ. In this case, the incident angle φ1 when the light beam 41 emitted from the light emitting unit 11 is incident on the conical inclined portion 31 of the window portion 30 is expressed by the following equation (1). In addition, incident angle (phi) 1 is an angle | corner which makes with the normal line of the cone inclined part 31 of the window part 30 of the position where the light beam 41 injects.

φ1 = π / 2−θ (1)

When the refractive index of the window 30 is n2, and the refractive index of the medium in the space between the surface emitting laser element 10 and the window 30 is n1, the light beam 41 incident at an incident angle φ1 is one surface of the window 30. Is bent so as to have an emission angle φ2 at the interface of the window 30 and enters the inside of the window 30. This relationship is shown in (2) below.

n1 × sin φ1 = n2 × sin φ2 (2)

Further, the optical path L of the light incident into the window portion 30 is expressed by the following equation (3) because the thickness of the window portion 30 is t.

L = t / cosφ2 (3)

Thereafter, as shown in the equation (1) again, the light is emitted as a light beam 42 by being bent at the interface of the other surface of the window portion 30 so as to have an emission angle equal to the incident angle φ1. As described above, from the equations shown in (1) to (3), the shift amount s of the light beam 42 with respect to the light beam 41 on the XY plane is the equation shown in (4).

s = L × sin (φ1-φ2) (4)

Here, if the window portion 30 is formed of glass or the like, and nitrogen or the like is present in the space between the surface emitting laser element 10 and the window portion 30, θ = 75 ° and t = 250 μm. In this case, since n1 = 1.00 and n2 = 1.51, the shift amount s is 22.6 μm.

このことは、図4に示すように、発光部11から出射された光束41が窓部30を透過することにより、XY面において窓部30の円錐状の頂点32の側に、シフト量s=22.6μmだけシフトした光束42として出射されることを意味する。   As shown in FIG. 4, this is because the light beam 41 emitted from the light emitting unit 11 passes through the window 30, so that the shift amount s = sighs toward the conical apex 32 of the window 30 in the XY plane. It means that it is emitted as a light beam 42 shifted by 22.6 μm.

このように、面発光レーザ素子10の発光部11から出射された光束41は、すべて図5に示すように、窓部30を透過することにより、XY面において窓部30の円錐状の頂点32の存在している側にシフト量sだけシフトする。即ち、窓部32により出射された光束42は円錐状の頂点32の存在している方向に集まった光束となる。   As described above, the light beam 41 emitted from the light emitting portion 11 of the surface emitting laser element 10 is transmitted through the window portion 30 as shown in FIG. 5, so that the conical apex 32 of the window portion 30 in the XY plane is obtained. Is shifted by the shift amount s to the side where the signal exists. That is, the light beam 42 emitted from the window 32 is a light beam collected in the direction in which the conical apex 32 exists.

従って、面発光レーザ素子10に形成される発光部11は、シフト量sの分だけ相互に離れた位置に形成することができる。このように発光部11を離れた位置に形成することにより、発光部11において発生した熱は、面発光レーザ素子10には溜まりにくくなり、面発光レーザ素子10が高温となることを防ぐことができ、面発光レーザ素子10の寿命を長くすることができる。   Accordingly, the light emitting portions 11 formed in the surface emitting laser element 10 can be formed at positions separated from each other by the shift amount s. By forming the light emitting unit 11 at a position away from the light emitting unit 11 in this manner, heat generated in the light emitting unit 11 is not easily accumulated in the surface emitting laser element 10, thereby preventing the surface emitting laser element 10 from becoming high temperature. In addition, the lifetime of the surface emitting laser element 10 can be extended.

尚、窓部30より出射された光束42は、画像形成装置等に用いる場合には、副走査方向に等間隔となるように形成されていることが必要となる。即ち、図6に示すように、XY面における複数の光束42は、すべての光束42を副走査方向(Y軸方向)に伸びる仮想線上に正投影したときに等間隔d2となるものであって、副走査方向には、ピッチd1となるように形成されている。   Note that the light beams 42 emitted from the window 30 need to be formed at equal intervals in the sub-scanning direction when used in an image forming apparatus or the like. That is, as shown in FIG. 6, the plurality of light beams 42 on the XY plane are equally spaced d2 when all the light beams 42 are orthographically projected on a virtual line extending in the sub-scanning direction (Y-axis direction). In the sub-scanning direction, the pitch d1 is formed.

本実施の形態における面発光レーザモジュールでは、図5に示すように、XY面において、特に窓部30の円錐状の頂点32に近い位置における各々の発光部11間の間隔を広くすることができ、この部分が発熱により高温となることを防ぐことができる。即ち、複数の発光部11の中心部分は、特に高温になりやすいが、本実施の形態では、このような発光部11が集まっている中心部分に、XY面において発光部11と発光部11の間に円錐状の頂点32が位置するように形成することにより、この中心部分における発光部11間の間隔を広くすることができ、より高温になることを防ぐことができる。また、この場合、発光部11と発光部11との間に円錐状の頂点32が存在していることとなるが、発光部11が2次元状に配列されている場合には、円錐状の頂点32は中心部分において、相互に最近接する4つの発光部11の中心に位置するように形成されていることが好ましい。   In the surface emitting laser module according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, in the XY plane, the interval between the light emitting portions 11 can be increased particularly at a position near the conical apex 32 of the window portion 30. This portion can be prevented from becoming hot due to heat generation. That is, the central portion of the plurality of light emitting portions 11 is particularly likely to be at a high temperature, but in the present embodiment, the light emitting portions 11 and 11 are arranged on the XY plane at the central portion where such light emitting portions 11 are gathered. By forming so that the conical apex 32 is located between them, the space | interval between the light emission parts 11 in this center part can be widened, and it can prevent becoming higher temperature. In this case, a conical apex 32 is present between the light emitting unit 11 and the light emitting unit 11. However, when the light emitting units 11 are arranged two-dimensionally, a conical shape is obtained. It is preferable that the vertex 32 is formed so as to be positioned at the center of the four light emitting portions 11 that are closest to each other in the central portion.

以上より、窓部30の円錐状の頂点32は、XY面において、発光部11と円錐状の頂点32とが重ならない位置であって、複数の発光部11が形成されている領域の重心または、重心の近傍に位置するように形成されていることが好ましい。尚、複数の発光部11が形成されている領域の重心または、重心の近傍を発光部11の重心部分と記載する場合がある。   As described above, the conical apex 32 of the window 30 is a position where the light emitting unit 11 and the conical apex 32 do not overlap with each other on the XY plane, and the center of gravity of the region where the plurality of light emitting units 11 are formed or It is preferably formed so as to be located in the vicinity of the center of gravity. In some cases, the center of gravity of the region where the plurality of light emitting units 11 are formed or the vicinity of the center of gravity is described as the center of gravity of the light emitting unit 11.

尚、上記においては、窓部30は全体において略均一な厚さで形成されているものについて説明したが、例えば、窓部30において円錐傾斜部31の錐が形成されている領域と、錐が形成されていない領域との厚さが異なっていてもよい。つまり、窓部30において、円錐傾斜部31の錐が形成されている領域が略均一な厚さで形成されていることにより、所定量の光束位置のシフトが生じる。   In the above description, the window portion 30 is formed with a substantially uniform thickness as a whole. For example, in the window portion 30, the region where the cone of the cone inclined portion 31 is formed, and the cone The thickness of the region that is not formed may be different. That is, in the window portion 30, the region where the cones of the conical inclined portion 31 are formed with a substantially uniform thickness causes a shift of the light beam position by a predetermined amount.

また、窓部30は、円錐傾斜部31の錐を形成している領域と錐を形成していない領域とが、別々に形成されているものや、別な材料により形成されているものであってもよい。例えば、錐を形成している領域が光を透過する材料により形成されていれば、錐を形成していない領域は光を透過しない材料により形成してもよい。   In addition, the window portion 30 is formed by forming the cone of the cone inclined portion 31 and the region not forming the cone separately or by using different materials. May be. For example, if the region where the cone is formed is formed of a material that transmits light, the region where the cone is not formed may be formed of a material that does not transmit light.

更に、窓部30は光を透過する材料であればよく、さらに言えば、面発光レーザ素子10上に設けられた発光部11から発せられた波長の光を透過する材料であればよい。   Furthermore, the window part 30 should just be a material which permeate | transmits light, and if it says more, it should just be a material which permeate | transmits the light of the wavelength emitted from the light emission part 11 provided on the surface emitting laser element 10. FIG.

(角錐傾斜部を有する窓部)
次に、角錐傾斜部が形成された窓部を有する面発光レーザモジュールについて説明する。これは、図7及び図8に示すように、角錐状の角錐傾斜部61が形成された窓部60を有するものである。角錐傾斜部61は発光部11が2次元的に配列されている場合には、角錐の稜と発光部11とがXY面において重ならないように形成されていることが好ましい。
(Window part with pyramid inclined part)
Next, a surface emitting laser module having a window portion in which a pyramid inclined portion is formed will be described. As shown in FIGS. 7 and 8, this has a window portion 60 in which a pyramid-shaped pyramid inclined portion 61 is formed. The pyramid inclined portion 61 is preferably formed so that the ridge of the pyramid and the light emitting portion 11 do not overlap in the XY plane when the light emitting portions 11 are two-dimensionally arranged.

また、窓部60は、角錐傾斜部61の略中央に角錐状の頂点62を有しているが、この角錐状の頂点62の位置については、前述した円錐状の頂点32の位置の場合と略同じ位置となるように形成されている。   Further, the window portion 60 has a pyramid apex 62 at substantially the center of the pyramid inclined portion 61. The position of the pyramid apex 62 is the same as the case of the position of the conical apex 32 described above. They are formed so as to be approximately the same position.

また、図8に示すように、面発光レーザ素子10の発光部11より出射された光束41は、角錐傾斜部61により光束43となり窓部60より出射される。このような、四角錐状の角錐傾斜部60を形成することにより、面発光レーザ素子10の表面に形成される発光部11を各々2つの方向に伸びる直線上に配列させることができる。   Further, as shown in FIG. 8, the light beam 41 emitted from the light emitting unit 11 of the surface emitting laser element 10 becomes a light beam 43 by the pyramid inclined portion 61 and is emitted from the window portion 60. By forming such a pyramidal inclined portion 60 having a quadrangular pyramid shape, the light emitting portions 11 formed on the surface of the surface emitting laser element 10 can be arranged on straight lines extending in two directions.

〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを用いた画像形成装置としてのレーザプリンタ1000である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is a laser printer 1000 as an image forming apparatus using the surface emitting laser module in the first embodiment.

図9に基づき、本実施の形態におけるレーザプリンタ1000について説明する。本実施の形態におけるレーザプリンタ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等を備えている。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。   Based on FIG. 9, the laser printer 1000 in this Embodiment is demonstrated. The laser printer 1000 according to this embodiment includes an optical scanning device 1010, a photosensitive drum 1030, a charging charger 1031, a developing roller 1032, a transfer charger 1033, a charge eliminating unit 1034, a cleaning unit 1035, a toner cartridge 1036, a paper feeding roller 1037, a feeding roller. A paper tray 1038, a registration roller pair 1039, a fixing roller 1041, a paper discharge roller 1042, a paper discharge tray 1043, a communication control device 1050, and a printer control device 1060 that comprehensively controls each of the above parts are provided. These are housed in predetermined positions in the printer housing 1044.

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。   The communication control device 1050 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer) via a network or the like.

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、矢印Xで示す方向に回転するようになっている。   The photosensitive drum 1030 is a cylindrical member, and a photosensitive layer is formed on the surface thereof. That is, the surface of the photoconductor drum 1030 is a scanned surface. The photosensitive drum 1030 rotates in the direction indicated by the arrow X.

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。   The charging charger 1031, the developing roller 1032, the transfer charger 1033, the charge removal unit 1034, and the cleaning unit 1035 are each disposed in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 1030. Then, along the rotation direction of the photosensitive drum 1030, the charging charger 1031 → the developing roller 1032 → the transfer charger 1033 → the discharging unit 1034 → the cleaning unit 1035 are arranged in this order.

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。   The charging charger 1031 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1030.

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の表面を、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム1030の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。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。   The optical scanning device 1010 scans the surface of the photosensitive drum 1030 charged by the charging charger 1031 with a light beam modulated based on image information from the host device, and corresponds to the image information on the surface of the photosensitive drum 1030. A latent image is formed. The latent image formed here moves in the direction of the developing roller 1032 as the photosensitive drum 1030 rotates. The configuration of the optical scanning device 1010 will be described later.

トナーカートリッジ1036にはトナーが格納されており、このトナーは現像ローラ1032に供給される。   Toner cartridge 1036 stores toner, and this toner is supplied to developing roller 1032.

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。   The developing roller 1032 causes the toner supplied from the toner cartridge 1036 to adhere to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1030 to visualize the image information. Here, the latent image to which the toner is attached (hereinafter also referred to as “toner image” for the sake of convenience) moves in the direction of the transfer charger 1033 as the photosensitive drum 1030 rotates.

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、この給紙コロ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。このレジストローラ対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、この記録紙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。   Recording paper 1040 is stored in the paper feed tray 1038. A paper feed roller 1037 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 1038. The paper feed roller 1037 takes out the recording paper 1040 one by one from the paper feed tray 1038 and conveys it to the registration roller pair 1039. The registration roller pair 1039 temporarily holds the recording paper 1040 taken out by the paper supply roller 1037, and in the gap between the photosensitive drum 1030 and the transfer charger 1033 according to the rotation of the photosensitive drum 1030. Send it out.

転写チャージャ1033には、感光体ドラム1030の表面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。   A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer charger 1033 in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 1030 to the recording paper 1040. With this voltage, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1030 is transferred to the recording paper 1040. The recording sheet 1040 transferred here is sent to the fixing roller 1041.

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。   In the fixing roller 1041, heat and pressure are applied to the recording paper 1040, whereby the toner is fixed on the recording paper 1040. The recording paper 1040 fixed here is sent to the paper discharge tray 1043 via the paper discharge roller 1042 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 1043.

除電ユニット1034は、感光体ドラム1030の表面を除電する。   The neutralization unit 1034 neutralizes the surface of the photosensitive drum 1030.

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。   The cleaning unit 1035 removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1030 (residual toner). The surface of the photosensitive drum 1030 from which the residual toner has been removed returns to the position facing the charging charger 1031 again.

次に、図10に基づき光走査装置1010について説明する。光走査装置1010は、光源ユニット1100、不図示のカップリングレンズ及び開口板、シリンドリカルレンズ1113、ポリゴンミラー1114、fθレンズ1115、トロイダルレンズ1116、2つのミラー(1117、1118)、及び上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置を備えている。尚、光源ユニット1100は、第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニット1100が用いられている。
シリンドリカルレンズ1113は、光源ユニット1100から出力された光を、ミラー1117を介してポリゴンミラー1114の偏向反射面近傍に集光する。
ポリゴンミラー1114は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には6面の偏向反射面が形成されている。 そして、不図示の回転機構により、矢印Yに示す方向に一定の角速度で回転されている。
従って、光源ユニット1100から出射され、シリンドリカルレンズ1113によってポリゴンミラー1114の偏向反射面近傍に集光された光は、ポリゴンミラー1114の回転により一定の角速度で偏向される。
fθレンズ1115は、ポリゴンミラー1114からの光の入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー1114により一定の角速度で偏向される光の像面を、主走査方向に関して等速移動させる。 トロイダルレンズ1116は、fθレンズ1115からの光をミラー1118を介して、感光体ドラム1030の表面に結像する。
トロイダルレンズ1116は、fθレンズ1115を介した光束の光路上に配置されている。そして、このトロイダルレンズ1116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1114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。
Next, the optical scanning device 1010 will be described with reference to FIG. The optical scanning device 1010 controls a light source unit 1100, a coupling lens and an aperture plate (not shown), a cylindrical lens 1113, a polygon mirror 1114, an fθ lens 1115, a toroidal lens 1116, two mirrors (1117, 1118), and the above-described units. A control device (not shown) for controlling the operation is provided. As the light source unit 1100, the light source unit 1100 including the surface emitting laser module according to the first embodiment is used.
The cylindrical lens 1113 condenses the light output from the light source unit 1100 in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 1114 via the mirror 1117.
The polygon mirror 1114 is made of a regular hexagonal columnar member having a low height, and six deflection reflection surfaces are formed on the side surface. Then, it is rotated at a constant angular velocity in the direction indicated by the arrow Y by a rotation mechanism (not shown).
Accordingly, the light emitted from the light source unit 1100 and condensed near the deflection reflection surface of the polygon mirror 1114 by the cylindrical lens 1113 is deflected at a constant angular velocity by the rotation of the polygon mirror 1114.
The fθ lens 1115 has an image height proportional to the incident angle of light from the polygon mirror 1114, and moves the image surface of light deflected by the polygon mirror 1114 at a constant angular velocity with constant speed in the main scanning direction. The toroidal lens 1116 forms an image of the light from the fθ lens 1115 on the surface of the photosensitive drum 1030 via the mirror 1118.
The toroidal lens 1116 is disposed on the optical path of the light beam through the fθ lens 1115. Then, the light beam that has passed through the toroidal lens 1116 is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 1030 to form a light spot. This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 as the polygon mirror 1114 rotates. That is, the photoconductor drum 1030 is scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction”. The rotation direction of the photosensitive drum 1030 is the “sub-scanning direction”.

この場合に、面発光レーザ素子10の発光部11より出射され窓部30を透過した光束42は、図11に示されるように等間隔となるように形成されている。即ち、窓部30を透過した光束42において副走査方向に対応する方向に垂線を下ろした時の光束42の位置関係が等間隔d2となるので、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム1030上では副走査方向に等間隔で光源が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。例えば、副走査方向に対応した方向に関する窓部30を透過した光束42のピッチd1が26.5μmであれば、前記間隔d2は2.65μmとなる。そして、光学系の倍率を2倍とすれば、感光体ドラム1030上では副走査方向に5.3μm間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、4800dpi(ドット/インチ)に対応している。すなわち、4800dpi(ドット/インチ)の高密度書込みができる。ここで、窓部30の円錐傾斜部31の外周は300μm で、どの発光部(VCSEL)11も、図4に示すように、実際には窓部30で屈折したシフト量sに相当する22.6μmの距離だけ、窓部30の円錐状の頂点32から離れた位置に形成されている。   In this case, the light beams 42 emitted from the light emitting portion 11 of the surface emitting laser element 10 and transmitted through the window portion 30 are formed at equal intervals as shown in FIG. That is, since the positional relationship of the light beam 42 when the perpendicular line is dropped in the direction corresponding to the sub-scanning direction in the light beam 42 transmitted through the window portion 30 is equal to d2, the photosensitive drum 1030 is adjusted by adjusting the lighting timing. Above, it can be understood that the configuration is the same as the case where the light sources are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction. For example, if the pitch d1 of the light beam 42 transmitted through the window 30 in the direction corresponding to the sub-scanning direction is 26.5 μm, the interval d2 is 2.65 μm. If the magnification of the optical system is doubled, writing dots can be formed on the photosensitive drum 1030 at intervals of 5.3 μm in the sub-scanning direction. This corresponds to 4800 dpi (dots / inch). That is, high-density writing of 4800 dpi (dot / inch) can be performed. Here, the outer periphery of the conical inclined portion 31 of the window portion 30 is 300 μm, and any light emitting portion (VCSEL) 11 actually corresponds to the shift amount s refracted by the window portion 30 as shown in FIG. It is formed at a position away from the conical apex 32 of the window 30 by a distance of 6 μm.

もちろん、主走査方向に対応する方向の発光部(VCSEL)11を増加したり、前記ピッチd1を狭くして間隔d2を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、光源の点灯のタイミングで容易に制御できる。   Of course, if the number of light emitting portions (VCSEL) 11 in the direction corresponding to the main scanning direction is increased, an array arrangement in which the pitch d1 is narrowed and the interval d2 is further reduced, or the magnification of the optical system is lowered is more preferable. Higher density and higher quality printing are possible. Note that the writing interval in the main scanning direction can be easily controlled by the lighting timing of the light source.

また、ポリゴンミラー1114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。本実施の形態では、走査光学系は、fθレンズ1115とトロイダルレンズ1116とから構成されている。なお、fθレンズ1115とトロイダルレンズ1116の間の光路上、及びトロイダルレンズ1116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よい。   The optical system disposed on the optical path between the polygon mirror 1114 and the photosensitive drum 1030 is also called a scanning optical system. In this embodiment, the scanning optical system includes an fθ lens 1115 and a toroidal lens 1116. Note that at least one folding mirror may be disposed on at least one of the optical path between the fθ lens 1115 and the toroidal lens 1116 and on the optical path between the toroidal lens 1116 and the photosensitive drum 1030.

本実施の形態におけるレーザプリンタ1000では、第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを用いているため、レーザプリンタ1000では書きこみドット密度が上昇しても印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。   Since the laser printer 1000 according to the present embodiment uses the surface emitting laser module according to the first embodiment, the laser printer 1000 can perform printing without decreasing the printing speed even if the writing dot density increases. it can. Further, when the writing dot density is the same, the printing speed can be further increased.

尚、本実施の形態における説明では、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。   In the description of the present embodiment, the case of the laser printer 1000 as the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this.

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よい。   For example, an image forming apparatus that directly irradiates laser light onto a medium (for example, paper) that develops color with laser light may be used.

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。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態は、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ2000である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment is a color printer 2000 including a plurality of photosensitive drums.

図12に基づき、本実施の形態におけるカラープリンタ2000について説明する。本実施の形態におけるカラープリンタ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。   Based on FIG. 12, the color printer 2000 in this Embodiment is demonstrated. The color printer 2000 in the present embodiment is a tandem multicolor printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow). “Charging device K2, developing device K4, cleaning unit K5, and transfer device K6”, “photosensitive drum C1, charging device C2, developing device C4, cleaning unit C5, and transfer device C6” for cyan, and magenta “Photosensitive drum M1, charging device M2, developing device M4, cleaning unit M5, and transfer device M6” and yellow “photosensitive drum Y1, charging device Y2, developing device Y4, cleaning unit Y5, and transfer device Y6” ”, Optical scanning device 2010, transfer belt 2080, fixing unit 2030, and the like. It is equipped with a.

各感光体ドラムは、図12において示される矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転順にそれぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。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。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により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。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。   Each photosensitive drum rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 12, and a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning unit are arranged around each photosensitive drum in the order of rotation. Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of each photoconductive drum charged by the charging device is irradiated with light by the optical scanning device 2010, and a latent image is formed on each photoconductive drum. Then, a toner image is formed on the surface of each photosensitive drum by a corresponding developing device. Further, the toner image of each color is transferred onto the recording paper on the transfer belt 2080 by the corresponding transfer device, and finally the image is fixed on the recording paper by the fixing unit 2030.

光走査装置2010は、第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニットを、各々の色毎に有しており、第2の実施の形態において説明した光走査装置1010と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ2000は、この光走査装置2010を備えているため、第2の実施の形態におけるレーザプリンタ1000と同様の効果を得ることができる。   The optical scanning device 2010 has a light source unit including the surface emitting laser module in the first embodiment for each color, and has the same effect as the optical scanning device 1010 described in the second embodiment. Can be obtained. In addition, since the color printer 2000 includes the optical scanning device 2010, it is possible to obtain the same effect as the laser printer 1000 in the second embodiment.

ところで、カラープリンタ2000では、各部品の製造誤差や位置誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、光走査装置2010の各光源が第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニットにより形成されているため、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。   By the way, in the color printer 2000, color misregistration may occur due to manufacturing error or position error of each component. Even in such a case, since each light source of the optical scanning device 2010 is formed by the light source unit including the surface emitting laser module in the first embodiment, color misregistration can be achieved by selecting a light emitting unit to be lit. Can be reduced.

よって、本実施の形態におけるカラープリンタ2000では、第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを用いているため、高品質の画像を形成することができる。   Therefore, since the color printer 2000 according to the present embodiment uses the surface emitting laser module according to the first embodiment, a high-quality image can be formed.

〔第4の実施の形態〕
次に、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、光伝送システムである。図13に基づき、本実施形態に係る光伝送システム3000について説明する。本実施の形態における光伝送システム3000は、光送信モジュール3001と光受信モジュール3005が光ファイバケーブル3004で接続されており、光送信モジュール3001から光受信モジュール3005への一方向の光通信が可能となっている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. The present embodiment is an optical transmission system. Based on FIG. 13, the optical transmission system 3000 according to the present embodiment will be described. In the optical transmission system 3000 according to the present embodiment, the optical transmission module 3001 and the optical reception module 3005 are connected by an optical fiber cable 3004, and one-way optical communication from the optical transmission module 3001 to the optical reception module 3005 is possible. It has become.

光送信モジュール3001は、第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源3002と、外部から入力された電気信号に応じて、光源3002から出力されるレーザ光の光強度を変調する駆動回路3003とを有している。   The optical transmission module 3001 includes a light source 3002 including the surface emitting laser module according to the first embodiment, and a drive circuit that modulates the light intensity of the laser light output from the light source 3002 in accordance with an electric signal input from the outside. 3003.

光源3002から出力された光信号は、光ファイバケーブル3004に結合し、該光ファイバケーブル3004を導波して光受信モジュール3005に入力される。   The optical signal output from the light source 3002 is coupled to the optical fiber cable 3004, guided through the optical fiber cable 3004, and input to the optical receiving module 3005.

光受信モジュール3005は、光信号を電気信号に変換する受光素子3006と、受光素子3006から出力された電気信号に対して信号増幅、及び波形整形等を行う受信回路3007とを有している。   The optical receiving module 3005 includes a light receiving element 3006 that converts an optical signal into an electric signal, and a receiving circuit 3007 that performs signal amplification, waveform shaping, and the like on the electric signal output from the light receiving element 3006.

本実施形態に係る光送信モジュール3001によると、光源3002が第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを含んでいるため、高コスト化を招くことなく、複数の光を高密度で安定して出力することができ、結果として高コスト化を招くことなく、光信号を安定して生成することが可能となる。   According to the optical transmission module 3001 according to the present embodiment, since the light source 3002 includes the surface emitting laser module according to the first embodiment, a plurality of lights can be stably stabilized at a high density without increasing the cost. As a result, the optical signal can be stably generated without increasing the cost.

また、本実施形態に係る光伝送システム3000によると、高コスト化を招くことなく、光信号を安定して生成することができる光送信モジュール3001を備えているため、結果として高コスト化を招くことなく、低消費電力で、大容量の光伝送を安定して行うことが可能となる。   Also, the optical transmission system 3000 according to the present embodiment includes the optical transmission module 3001 that can stably generate an optical signal without incurring an increase in cost, resulting in an increase in cost. Therefore, it is possible to stably perform large-capacity optical transmission with low power consumption.

尚、本実施形態では、単チャンネルの一方向通信の構成例を示しているが、双方向通信、並列伝送方式、波長分割多重伝送方式等の構成をとることもできる。要するに、光源3002が第1の実施の形態における面発光レーザモジュールを含んでいればよい。   In the present embodiment, a configuration example of unidirectional communication with a single channel is shown. However, a configuration such as bidirectional communication, a parallel transmission method, and a wavelength division multiplexing transmission method can also be adopted. In short, the light source 3002 only needs to include the surface-emitting laser module in the first embodiment.

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。   As mentioned above, although the form which concerns on implementation of this invention was demonstrated, the said content does not limit the content of invention.

10 面発光レーザ素子
11 発光部(VCSEL)
12 基板
20 パッケージ
21 底部
30 窓部
31 円錐傾斜部
32 円錐状の頂点
41 光束(窓部30入射光)
42 光束(窓部30出射光)
51 円錐状の頂点32を通る軸
1000 レーザプリンタ(画像形成装置)
1010 光走査装置
2000 カラープリンタ(画像形成装置)
3000 光伝送システム
10 Surface emitting laser element 11 Light emitting part (VCSEL)
12 Substrate 20 Package 21 Bottom portion 30 Window portion 31 Conical inclined portion 32 Conical apex 41 Light flux (window portion 30 incident light)
42 Light flux (light emitted from window 30)
51 Axis 1000 passing through conical apex 32 Laser printer (image forming apparatus)
1010 Optical scanning device 2000 Color printer (image forming apparatus)
3000 Optical transmission system

特開2001−85788号公報JP 2001-85788 A 特開2002−359433号公報JP 2002-359433 A 特開2008−192780号公報JP 2008-192780 A

Claims (10)

基板面に複数の面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、
前記面発光レーザ素子を設置するためのパッケージと、
前記面発光レーザの出射側に設けられた窓部と、
を有し、前記窓部は、前記面発光レーザの波長の光を透過する材料により形成されており、前記窓部の一方の面は錐状に凸となるように形成されており、前記一方の面に対向する他方の面は前記錐状に対応して錐状に凹となるように形成されており、
前記窓部における前記錐状を形成する領域は一定の厚さであって、
前記窓部の前記一方の面と前記面発光レーザ素子とが対向するように設置されていることを特徴とする面発光レーザモジュール。
A surface emitting laser element in which a plurality of surface emitting lasers are formed on a substrate surface;
A package for installing the surface-emitting laser element;
A window provided on the emission side of the surface emitting laser;
The window portion is formed of a material that transmits light having a wavelength of the surface emitting laser, and one surface of the window portion is formed to be convex in a cone shape, The other surface facing the surface is formed to be concave in a conical shape corresponding to the conical shape,
The region forming the conical shape in the window portion has a constant thickness,
A surface-emitting laser module, wherein the one surface of the window portion and the surface-emitting laser element are disposed to face each other.
前記錐状は、円錐状または四角錐状であることを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザモジュール。   2. The surface emitting laser module according to claim 1, wherein the conical shape is a conical shape or a quadrangular pyramid shape. 前記錐状は、四角錐状であって、
前記四角錐状の稜は、前記基板面に対し垂直方向より見た場合、前記面発光レーザと重なることなく形成されていることを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザモジュール。
The cone is a quadrangular pyramid,
2. The surface emitting laser module according to claim 1, wherein the quadrangular pyramid-shaped ridge is formed so as not to overlap the surface emitting laser when viewed from a direction perpendicular to the substrate surface.
前記窓部の一方の面に形成された錐状の頂点は、前記基板面に対し垂直方向より見た場合、各々の前記面発光レーザの間に位置するように形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の面発光レーザモジュール。   The conical apex formed on one surface of the window is formed so as to be positioned between the surface emitting lasers when viewed from a direction perpendicular to the substrate surface. The surface emitting laser module according to claim 1. 前記面発光レーザ素子は、前記面発光レーザが2次元状に配列されているものであって、
前記窓部の一方の面に形成された錐状の頂点は、前記基板に対し垂直方向より見た場合、最近接の4つの前記面発光レーザにおける略中間に位置するように形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の面発光レーザモジュール。
In the surface emitting laser element, the surface emitting lasers are two-dimensionally arranged,
The conical apex formed on one surface of the window portion is formed so as to be positioned approximately in the middle of the four surface emitting lasers closest to each other when viewed from the direction perpendicular to the substrate. The surface emitting laser module according to claim 1, wherein
前記窓部の一方の面に形成された錐状の頂点は、前記基板に対し垂直方向より見た場合、前記面発光レーザが形成されている領域の重心部分に位置するように形成されていることを特徴とする請求項5に記載の面発光レーザモジュール。   A conical apex formed on one surface of the window is formed so as to be located at the center of gravity of the region where the surface emitting laser is formed when viewed from a direction perpendicular to the substrate. The surface emitting laser module according to claim 5. 前記窓部より出射された光束が前記基板面と略平行な面において、2次元的に等間隔となるように、前記面発光レーザ素子において、前記面発光レーザが配置されていることを特徴とする請求項5または6に記載の面発光レーザモジュール。   The surface-emitting laser is arranged in the surface-emitting laser element so that the light beams emitted from the window portion are two-dimensionally equidistant on a plane substantially parallel to the substrate surface. The surface emitting laser module according to claim 5 or 6. 光によって被走査面を走査する光走査装置であって、
請求項1から7のいずれかに記載の面発光レーザモジュールを有する光源と、
前記光源からの光を偏向する光偏向部と、
前記光偏向部により偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、
を有することを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned with light,
A light source comprising the surface emitting laser module according to claim 1;
A light deflector for deflecting light from the light source;
A scanning optical system for condensing the light deflected by the light deflection unit on the surface to be scanned;
An optical scanning device comprising:
像担持体と、
前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する請求項8に記載の光走査装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
The optical scanning device according to claim 8, wherein the image carrier is scanned with light modulated according to image information;
An image forming apparatus comprising:
前記像担持体は複数であって、前記画像情報は、多色のカラー情報であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 9, wherein there are a plurality of the image carriers, and the image information is multicolor color information.
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