JP2012195434A - Surface light emitting laser module, optical scanner using surface light emitting laser module, and image formation device - Google Patents
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Description
本発明は、面発光レーザ素子の光出力の制御、パッケージング技術に係り、特に、本来の用途として用いるべき光の光量を低下させず、別の受光素子や光学部材を使用せず、画像形成装置の感光体上でのビーム形状の安定化が可能で、モジュール内で光量のモニタを行うことが可能な面発光レーザモジュール、および該面発光レーザモジュールを用いた光走査装置、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to light output control and packaging technology of a surface emitting laser element, and in particular, does not reduce the amount of light that should be used as an original application, does not use another light receiving element or optical member, and forms an image. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface emitting laser module capable of stabilizing the beam shape on the photosensitive member of the apparatus and capable of monitoring the amount of light in the module, an optical scanning device using the surface emitting laser module, and an image forming apparatus. Is.
面発光レーザ(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser:垂直共振器面発光レーザ:以下VCSELと呼ぶ)は、それが形成される基板に対し垂直方向に光を出射するものであり、その構造上、端面発光型半導体レーザに比べて低コスト、低閾値、低消費電力、ウェハ状態での検査や2次元アレイ化が容易であるという特徴を備えている。また、面発光レーザは、高性能であるため、レーザプリンタなどの画像形成装置や光ディスクなどの光記録装置や光インターコネクションなどの光通信さらに画像読取装置や画像表示装置の光源の用途で従来の端面発光レーザに代わるものとして精力的に研究開発が行われている。 A surface-emitting laser (vertical cavity surface emitting laser: hereinafter referred to as a VCSEL) emits light in a direction perpendicular to a substrate on which it is formed. Compared with a light emitting semiconductor laser, it is characterized by low cost, low threshold, low power consumption, and easy inspection and two-dimensional array in a wafer state. In addition, the surface emitting laser has high performance, so that it has been conventionally used for the light source of an image forming apparatus such as a laser printer, an optical recording apparatus such as an optical disc, an optical interconnection such as an optical interconnection, an image reading apparatus, and an image display apparatus. Research and development has been vigorously conducted as an alternative to edge-emitting lasers.
端面発光レーザの場合、外部に出力する光の出射端とは反対の端面から出力される光を同一パッケージに内蔵される受光素子でモニタして駆動回路に出力し、該駆動回路からVCSELに出力される電流にフィードバックして光出力が安定化するように制御することが可能であるが、上述したように、VCSELの場合は、それが形成される基板に対し垂直方向に光を出射する構造を有しているため、端面発光レーザのような構成を採用することはできない。 In the case of an edge-emitting laser, the light output from the opposite end face of the light output to the outside is monitored by the light receiving element incorporated in the same package, output to the drive circuit, and output from the drive circuit to the VCSEL It is possible to control the light output to be stabilized by feeding back to the current to be supplied. However, as described above, in the case of a VCSEL, the structure emits light in a direction perpendicular to the substrate on which it is formed. Therefore, it is not possible to adopt a configuration like an edge emitting laser.
そのため、画像形成装置のように光源の光出力を安定化させる必要がある用途に対して光出力を制御して安定化する技術が様々研究され、いくつかの特許文献に提案されている。以下に代表的な特許文献について簡単に説明する。 For this reason, various techniques for controlling and stabilizing the light output for applications where the light output of the light source needs to be stabilized, such as an image forming apparatus, have been studied and proposed in several patent documents. The following is a brief description of typical patent documents.
2次元VCSELアレイの光量検出方法としては、特開2004−287085号公報(特許文献1)には、ハーフミラーで露光に用いるレーザビームの一部を分離するものが記載されている。 As a light amount detection method for a two-dimensional VCSEL array, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-287085 (Patent Document 1) describes a method of separating a part of a laser beam used for exposure by a half mirror.
図23は、特許文献1に記載されたレーザビームの一部を分離する構成を有する露光装置600を示す図であり、同図において、面発光レーザアレイ601から射出されたレーザビームは、コリメートレンズ602によって略平行光束とされた後にハーフミラー603に入射され一部が分離・反射される。ハーフミラー603によって分離・反射された一部のレーザビームは、レンズ604を透過して光量センサ605へ入射され、光量センサ605によって光量が検出される。
FIG. 23 is a view showing an
また、ハーフミラー603から射出された露光に用いる主レーザビームは、アパーチャ606によって整形された後に、シリンダレンズ607、折り返しミラー608を通って回転多面鏡609側へ反射され、Fθレンズ610,610aによって屈折された後、シリンダミラー611,612によって反射され、感光体ドラム613の外周面上に照射される。
The main laser beam used for exposure emitted from the
また、回転多面鏡609の各反射面のうちのレーザビームを反射している面が、入射ビームを走査範囲のうち走査開始側の端部に相当する方向へ反射する向きとなったときに、ピックアップミラー614で反射されてビーム位置検出センサ615に入射され、この入射信号が変調開始タイミングの同期をとるために用いられる。
Further, when the surface reflecting the laser beam among the reflecting surfaces of the
他に単素子の半導体レーザの光量検出方法としては、例えば特開平08−330661号公報(特許文献2)には、出射されたレーザ光が通過する光学系内にビームスプリッタを挿入して、前方出射光を一部分岐させてモニタ光として検出する方法が提案されている。 As another method for detecting the amount of light of a single-element semiconductor laser, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 08-330661 (Patent Document 2), a beam splitter is inserted into an optical system through which emitted laser light passes, A method has been proposed in which a part of outgoing light is branched and detected as monitor light.
図24は、特許文献2に提案されている前方出射光を一部分岐させてモニタ光として検出する方法を示す図であり、同図において、面発光レーザダイオードアレイ620から出射されたレーザ光をビームスプリッタ621によって分割し、一方を感光材料に入射するレーザ光623とし、他方を光検出器622に入射するモニタ光としている。
FIG. 24 is a diagram showing a method of partially diverging forward emitted light proposed in Patent Document 2 and detecting it as monitor light. In FIG. 24, the laser light emitted from the surface emitting
また、特開2004−87816号公報(特許文献3)には、出射されたレーザ光をコリメートレンズにより平行光としたのちに、開口部を有する反射鏡により周辺光束と中心光とに空間分割し、反射鏡の開口部を通過した中心光を画像記録に使用し、反射鏡により反射された周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタに使用する方法が提案されている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-87816 (Patent Document 3), the emitted laser light is collimated by a collimator lens, and then is divided into a peripheral light beam and a central light by a reflecting mirror having an opening. A method has been proposed in which center light that has passed through the opening of the reflecting mirror is used for image recording, and ambient light reflected by the reflecting mirror is received by a photodiode and used for monitoring the amount of light.
図25は、特許文献3に提案されている出射されたレーザ光を周辺光束と中心光とに空間分割し、中心光を画像記録に使用し、周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタに使用する方法を示す図であり、同図において、半導体レーザチップ630の前端面から出射された拡散光状態の光ビーム(第1の光)Laは、まずコリメートレンズ631により略平行光の光束L0とされ、この光束L0は、平面鏡632の開口部を通過する中心光Lbと、平面鏡632で反射される周辺光Lcとに空間分割され、中心光Lbは画像記録用に用いられ、周辺光Lcはフォトダイオード633に入射され受光信号Fを生成し、受光信号Fのレベルが一定となるように半導体レーザチップ630への注入電流Gが制御される。
In FIG. 25, the emitted laser light proposed in Patent Document 3 is spatially divided into a peripheral light beam and a central light, the central light is used for image recording, and the peripheral light is received by a photodiode to monitor the amount of light. In this figure, a diffused light beam (first light) La emitted from the front end face of the
また、特開2007−328334号公報(特許文献4)には、出射されたレーザ光をコリメートレンズにより平行光とする手前に、開口部を有する反射鏡を配置して周辺光束と中心光とに空間分割し、反射鏡の開口部を通過した中心光をコリメートレンズにより平行光としたのちに画像記録に使用し、反射鏡により反射された周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタに使用する方法が提案されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-328334 (Patent Document 4) discloses that a reflecting mirror having an opening is arranged before the emitted laser light is converted into parallel light by a collimator lens, so that the peripheral light beam and the central light are arranged. The center light that has been divided into spaces and passed through the opening of the reflecting mirror is converted into parallel light by a collimating lens, and then used for image recording. The ambient light reflected by the reflecting mirror is received by a photodiode and used for monitoring the amount of light. A method has been proposed.
図26は、特許文献4に提案されている出射されたレーザ光を周辺光束と中心光とに空間分割し、中心光を平行光としたのちに画像記録に使用し、周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタに使用する方法を示す図であり、同図において、半導体レーザ640のレーザ発光部641から放射されたレーザ光のうちコリメータレンズ643を透過しないエリアの周辺光は凹面反射部644により平行な反射光に変換され(図中破線矢印)、フォトダイオード645に入射する。絞り部材642で絞られた後、コリメータレンズ643を透過して平行になったレーザ光Cは画像記録に使用される。
In FIG. 26, the emitted laser beam proposed in Patent Document 4 is spatially divided into a peripheral luminous flux and a central light, and the central light is used for image recording after being converted into parallel light. It is a figure which shows the method of light-receiving and using it for the monitor of light quantity, In the same figure, the peripheral light of the area which does not permeate | transmit the
また、特開平6−309685号公報(特許文献5)と特開平10−303513号公報(特許文献6)には、パッケージの窓にPD(受光素子)を配置して出射されたレーザ光の周辺光で光量をモニタするものが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-309585 (Patent Document 5) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303513 (Patent Document 6) disclose a periphery of laser light emitted by arranging a PD (light receiving element) on a window of a package. What monitors the light quantity with light is described.
図27は、特許文献5に記載されているパッケージの窓にPD(受光素子)を配置して出射されたレーザ光の周辺光で光量をモニタする構成を示す図であり、同図において、半導体レーザチップ650はレーザ光出射窓となる透明平板653で気密に保たれた筺体652の内部にマウントされ、透明平板653にドーナツ型受光素子654が接着されており、ドーナツ型受光素子654の受光出力をモニタして半導体レーザの出力制御回路に帰還するようにしている。半導体レーザチップ650からの前方放射光のうち中心付近光はコリメータレンズ651により並行光となり画像記録に使用される。
FIG. 27 is a diagram showing a configuration in which the amount of light is monitored by ambient light of laser light emitted by arranging a PD (light receiving element) in the window of the package described in Patent Document 5, The
図28は、特許文献6に記載されているパッケージの窓にPD(受光素子)を配置して出射されたレーザ光の周辺光で光量をモニタする別の構成を示す図であり、同図において、レーザチップ660の前面発光点から射出される拡散ビームのうち、レーザチップ660からの前方放射光のうち中心付近光は光ディスクの記録再生に使用され、光ディスクの記録再生に使用されない外周部の光はウインドウガラス661の周辺に設置したドーナツ型の受光素子662で受光され、その受光出力をモニタしてレーザチップ660の出力制御回路に帰還するようにしている。電極663は、レーザチップ660への電流供給、受光素子662で発生した電流の伝達に使用される。
FIG. 28 is a diagram showing another configuration for monitoring the amount of light with ambient light of laser light emitted by arranging a PD (light receiving element) in the window of the package described in Patent Document 6, and in FIG. Of the diffused beam emitted from the front light emitting point of the
さらに、光出力の制御を行うときに光の出射方向を変えるものとして、特開2006−261494号公報(特許文献7)には、光源装置に液体マイクロレンズで光の出射方向を変える機能を持たせ、通常は出射光をカップリングレンズに入射させるものの、光出力の制御を行うときには出射光を外部のミラーで折り返して外部の光検出器に入射させて光量を検出する方法が提案されている。 Furthermore, as a means for changing the light emission direction when controlling the light output, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-261494 (Patent Document 7) has a function of changing the light emission direction with a liquid microlens in the light source device. Usually, the emitted light is incident on the coupling lens, but when controlling the light output, a method is proposed in which the emitted light is folded by an external mirror and incident on an external photodetector to detect the amount of light. .
図29は、特許文献7に提案されている光の出射方向を変える機能を有する液体マイクロレンズを利用して光量を検出する方法を示す図であり、同図において、面発光レーザ670から放射されカバーガラス672を通過した発散性の光ビームを所望の光ビーム形状に変換するためのカップリングレンズ673、面発光レーザ670からの光ビームの少なくとも一部を受光する光検出器675、面発光レーザ670を封止するためのカバーガラス672、面発光レーザ670からの光ビームの一部を光検出器675へ導くように光路を切り替えるための光路変更手段(大きな分離角、高速な応答性を持つ液体マイクロレンズ)671、光路変更手段671によって切り替えられた光ビームを光検出器675へ導くための折り返しミラー674を備え、面発光レーザ670から放出された光ビームは通常は光軸方向に放射されているが、光量制御をかけるときにのみ光路変更手段671によってその光路は切り替えられ(図の破線方向)、折り返しミラー674で反射された後、光検出器675でその光量が検出され、その受光出力をモニタして面発光レーザ670の出力制御回路に帰還するようにしている。
FIG. 29 is a diagram showing a method of detecting the amount of light using a liquid microlens having a function of changing the light emission direction proposed in Patent Document 7, and in this figure, the light is emitted from the
しかしながら、特開2004−287085号公報(特許文献1)や特開平08−330661号公報(特許文献2)に記載のように、光学系内にビームスプリッタやハーフミラーなどの光学部材を配置した場合、光学部材で反射される光量の分だけ画像形成装置の感光体に到達する光量が低下するので、感光体に到達する光量を一定に保つためには光源の光出力を増やす必要が生じる。 However, when an optical member such as a beam splitter or a half mirror is disposed in the optical system as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-287085 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-330661 (Patent Document 2). Since the amount of light reaching the photoconductor of the image forming apparatus is reduced by the amount of light reflected by the optical member, it is necessary to increase the light output of the light source in order to keep the amount of light reaching the photoconductor constant.
また、特開2004−87816号公報(特許文献3)や特開2007−328334号公報(特許文献4)に記載のように、光源を搭載する半導体パッケージの外部でレーザ光を空間分割した場合、光量をモニタする受光素子の配置や形状に制約が生じる。例えば、光源とは別の基板に実装する必要が生じたり(特許文献3)、光源と同一の基板の光源近傍に実装するための光学部材が必要となる(特許文献4)。 In addition, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-87816 (Patent Document 3) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-328334 (Patent Document 4), when laser light is spatially divided outside a semiconductor package on which a light source is mounted, There are restrictions on the arrangement and shape of the light receiving elements for monitoring the amount of light. For example, it is necessary to mount on a substrate different from the light source (Patent Document 3), or an optical member for mounting in the vicinity of the light source on the same substrate as the light source is required (Patent Document 4).
また、コリメートレンズにより平行光とされるまでは光源からの距離が離れるほど単位面積あたりの光量が低下するので、モニタ光を受光素子に集光するための光学部材や大面積の受光素子が必要になるが、受光素子の面積が大きくなると光量の変化に対する応答速度が低下する。 In addition, the amount of light per unit area decreases as the distance from the light source increases until the collimated lens produces parallel light, so an optical member or a large-area light receiving element for concentrating the monitor light on the light receiving element is required. However, as the area of the light receiving element increases, the response speed to changes in the amount of light decreases.
さらに、受光素子に光を入射させるための光学部材や集光するための光学部材については受光素子にモニタ光を入射させるための位置調整が必要となる。 Furthermore, it is necessary to adjust the position of the optical member for making the light incident on the light receiving element and the optical member for condensing the light so that the monitor light is made incident on the light receiving element.
また、特開平6−309685号公報(特許文献5)と特開平10−303513号公報(特許文献6)では1次元アレイまたは2次元アレイの光源で使用した場合に、モニタ光量が発光点の位置によって大きく異なってしまうため正確な光源の設定を行うことができない。 In JP-A-6-309585 (Patent Document 5) and JP-A-10-303513 (Patent Document 6), when the light source of the one-dimensional array or the two-dimensional array is used, the monitor light quantity is the position of the light emitting point. Therefore, the exact light source cannot be set.
さらに、特開平2006−261494号公報(特許文献7)ではレンズの屈折力で光の出射方向を変更しているが、レンズには光の減衰が大きい、また収差によって外部で集光するときの像にボケやゆがみが生じるなどの問題がある。また、光源を搭載する半導体パッケージの外部に折り返しミラーや光検出器を設ける必要がある。 Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-261494 (Patent Document 7), the light emission direction is changed by the refractive power of the lens, but the lens has a large attenuation of light, and when the light is condensed outside due to aberration. There are problems such as blurring and distortion in the image. Further, it is necessary to provide a folding mirror and a photodetector outside the semiconductor package on which the light source is mounted.
そこで本発明は、上記の如き問題点を解消し、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、照射位置(例えば、画像形成装置における感光体面上)でのビーム形状の安定化が可能で、モジュール内で光量のモニタを行うことが可能な、信頼性の高い小型の面発光レーザモジュール、および該面発光レーザモジュールを用いた画像形成装置、光走査装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described problems, and can stabilize the beam shape at the irradiation position (for example, on the surface of the photoreceptor in the image forming apparatus) without reducing the amount of light that should be used for the original application. An object of the present invention is to provide a highly reliable small surface emitting laser module capable of monitoring the amount of light in the module, and an image forming apparatus and an optical scanning device using the surface emitting laser module. .
本発明は、上記目的を達成するために次のような構成を採用した。
a)本発明に係る面発光レーザモジュールは、面発光レーザからなる発光素子と、該発光素子から出射された光を反射するミラーと、該ミラーで反射された光を受光する受光素子と、前記ミラーで反射された光を透過する窓を有するキャップと、該キャップの窓に設置するカバーガラスと、前記発光素子と前記ミラーと前記受光素子を搭載するベースとを備え、前記キャップと前記カバーガラスと前記ベースにより封止された内部に、前記発光素子と、前記受光素子と、前記ミラーと、前記発光素子から出射された光の前記ミラーへの入射角度を前記ミラーの全体または前記ミラーの一部で変更するミラー入射角度変更手段とを配し、前記ミラー入射角度変更手段によるミラーへの入射角度の変更により、光が前記受光素子に入射する状態と前記窓から外部に出力される状態とを切り替えるとともに、光が前記受光素子に入射する状態のときの該受光素子の出力に基づいて前記発光素子の出力の光量を設定するようにしたことを特徴としている。
The present invention employs the following configuration in order to achieve the above object.
a) A surface-emitting laser module according to the present invention includes a light-emitting element composed of a surface-emitting laser, a mirror that reflects light emitted from the light-emitting element, a light-receiving element that receives light reflected by the mirror, A cap having a window that transmits light reflected by the mirror; a cover glass installed in the window of the cap; and a base on which the light emitting element, the mirror, and the light receiving element are mounted, the cap and the cover glass. In the interior sealed by the base, the incident angle of the light emitted from the light emitting element, the light receiving element, the mirror, and the light emitted from the light emitting element to the mirror is the whole of the mirror or one of the mirrors. And a state in which light is incident on the light receiving element by changing the incident angle to the mirror by the mirror incident angle changing means. The light output from the light emitting element is set on the basis of the output of the light receiving element when the light is incident on the light receiving element. It is said.
b)また、前記発光素子および前記ミラーの入射角度を変更する箇所がともに一次元アレイで、かつ、両者の一次元アレイの配列方向が平行になるように設置されたことを特徴としている。 b) Further, the light-emitting element and the mirror are arranged so that the portions where the incident angles of the light-emitting element and the mirror are changed are both one-dimensional arrays and the arrangement directions of the two-dimensional arrays are parallel to each other.
c)また、前記発光素子が二次元アレイ、前記ミラーへの入射角度を変更する箇所が一次元アレイで、かつ、前記ミラーへの入射角度を変更する箇所の一次元アレイの配列方向が、前記発光素子の二元アレイの配列方向のいずれか一方に平行になるように設置されたことを特徴としている。 c) In addition, the light emitting element is a two-dimensional array, the location where the incident angle to the mirror is changed is a one-dimensional array, and the arrangement direction of the one-dimensional array where the incident angle to the mirror is changed is It is characterized by being installed so as to be parallel to either one of the arrangement directions of the binary array of light emitting elements.
d)また、前記発光素子および前記ミラーへの入射角度を変更する箇所がともに二次元アレイで、かつ、前記ミラーの入射角度を変更する箇所の二次元アレイの配列方向が、前記発光素子の二元アレイの配列方向と平行になるように設置されたことを特徴としている。 d) In addition, both the light emitting element and the part where the incident angle to the mirror is changed are two-dimensional arrays, and the arrangement direction of the two-dimensional array where the incident angle of the mirror is changed is It is characterized by being installed parallel to the array direction of the original array.
e)さらに、前記ミラー入射角度変更手段は、光量設定を行う発光素子から出射された光が前記受光素子に入射するように前記ミラーへの入射角度を制御するものであることを特徴としている。 e) Further, the mirror incident angle changing means controls the incident angle to the mirror so that the light emitted from the light emitting element for setting the light amount enters the light receiving element.
f)また、前記ミラー入射角度変更手段は、光量設定を行う発光素子の光と光量設定を行う発光素子以外の発光素子の光を同時に点灯させ、光量設定を行う発光素子以外の発光素子の光を前記窓から外部に出力することを特徴としている。 f) The mirror incident angle changing means simultaneously turns on the light of the light emitting element for setting the light amount and the light of the light emitting element other than the light emitting element for setting the light amount, and the light of the light emitting element other than the light emitting element for setting the light amount. Is output from the window to the outside.
g)また、前記発光素子からの光を前記受光素子に入射させるために入射角度を変更するミラーの面積を、前記発光素子からの光のビームプロファイルに合わせたことを特徴としている。 g) Further, the area of the mirror for changing the incident angle in order to make the light from the light emitting element incident on the light receiving element is matched with the beam profile of the light from the light emitting element.
h)また、前記発光素子の光を前記受光素子に入射させる状態のミラーの角度を、前記ミラーに入射する前記発光素子の位置に応じて変更することを特徴としている。 h) Further, the angle of the mirror in a state where the light of the light emitting element is incident on the light receiving element is changed according to the position of the light emitting element incident on the mirror.
i)また、前記キャップと前記カバーガラスと前記ベースにより封止されたパッケージ内部が不活性ガスで充満されていることを特徴としている。 i) The inside of the package sealed by the cap, the cover glass, and the base is filled with an inert gas.
j)また、前記キャップと前記カバーガラスと前記ベースにより封止されたパッケージ内部が減圧されていることを特徴としている。 j) The inside of the package sealed by the cap, the cover glass, and the base is decompressed.
k)本発明に係る光学装置は、上記a)〜j)のいずれかに記載の面発光レーザモジュールを光源として用いたことを特徴としている。 k) An optical device according to the present invention is characterized in that the surface emitting laser module according to any one of the above a) to j) is used as a light source.
l)本発明に係る光走査装置は、上記a)〜j)のいずれかに記載の面発光レーザモジュールと、該面発光レーザモジュールから出射された1または複数のレーザ光を偏向する偏向手段と、該偏向手段から出力された1または複数のレーザ光を被走査面上に集光する走査光学素子とを有することを特徴としている。 l) An optical scanning device according to the present invention includes a surface emitting laser module according to any one of the above a) to j), and a deflecting unit that deflects one or more laser beams emitted from the surface emitting laser module. And a scanning optical element for condensing one or a plurality of laser beams output from the deflecting means on the surface to be scanned.
m)さらに、光を平行光とするコリメートレンズと、平行光の中心の光を通過させるアパーチャを有する開口板を備え、前記面発光レーザモジュールから出射された1または複数のレーザ光を該コリメートレンズと該開口板を介して前記偏向手段に入射させるようにしたことを特徴としている。 m) a collimating lens that converts the light into parallel light, and an aperture plate having an aperture that allows the light at the center of the parallel light to pass therethrough, and the one or more laser light emitted from the surface emitting laser module And the light incident on the deflecting means through the aperture plate.
n)本発明に係る画像形成装置は、上記a)〜j)のいずれかに記載の面発光レーザモジュール、あるいは、上記l)またはm)に記載の光走査装置を用いたことを特徴としている。 n) The image forming apparatus according to the present invention is characterized by using the surface emitting laser module according to any one of the above a) to j) or the optical scanning device according to the above l) or m). .
o)また、本発明に係る画像形成装置は、少なくとも一つの像担持体と、前記少なくとも一つの像担持体に対して、画像情報によって変調された1または複数のレーザ光を走査する少なくとも一つの上記l)またはm)に記載の光走査装置とを備えたことを特徴としている。 o) Further, an image forming apparatus according to the present invention includes at least one image carrier and at least one laser beam that scans the at least one image carrier with one or more laser beams modulated by image information. The optical scanning device according to 1) or m) is provided.
p)さらに、前記画像情報はカラー画像情報であり、前記像担持体を該カラー画像情報の色要素毎に備えたことを特徴としている。 p) Further, the image information is color image information, and the image carrier is provided for each color element of the color image information.
本発明によれば、上記構成を採用したことにより、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、モジュール内で光量のモニタを行うことが可能で、照射位置(例えば、画像形成装置における感光体面上)でのビーム形状や光量の安定化が可能で、信頼性の高い小型の面発光レーザモジュール、および該面発光レーザモジュールを用いた画像形成装置、光走査装置を実現することができる。 According to the present invention, by adopting the above-described configuration, it is possible to monitor the amount of light in the module without reducing the amount of light that should be used as the original application, and to adjust the irradiation position (for example, in an image forming apparatus). It is possible to stabilize the beam shape and light quantity on the photosensitive member surface, and to realize a highly reliable small surface emitting laser module, and an image forming apparatus and an optical scanning device using the surface emitting laser module. .
[実施例1]《単一発光素子と単一ミラーを用いた面発光レーザモジュール》
図1は、本発明の実施例1に係る単一発光素子と単一ミラーを用いた面発光レーザモジュールを説明するための図である。単一発光素子には、面発光レーザが形成されている。同図において、(a)は通常の状態(面発光レーザからの光を外部に取り出して光源として利用する状態)、(b)は光量設定時の状態(面発光レーザの出射光量を設定する時の状態)を示している。
[Example 1] << Surface emitting laser module using a single light emitting element and a single mirror >>
FIG. 1 is a view for explaining a surface emitting laser module using a single light emitting element and a single mirror according to Embodiment 1 of the present invention. A surface emitting laser is formed in the single light emitting element. In the figure, (a) is a normal state (a state in which light from a surface emitting laser is taken out and used as a light source), and (b) is a state at the time of setting a light amount (when setting the amount of light emitted from a surface emitting laser). State).
同図において、101はベース、102はキャップ、103は窓ガラス、104および107はポスト、105は面発光レーザを用いた発光素子、106はフォトダイオードなどの受光素子、108はミラー可動機構、109はミラーを示している。 In the figure, 101 is a base, 102 is a cap, 103 is a window glass, 104 and 107 are posts, 105 is a light emitting element using a surface emitting laser, 106 is a light receiving element such as a photodiode, 108 is a mirror moving mechanism, 109 Indicates a mirror.
本発明に係る面発光レーザモジュールは、同図に示すように、ベース101とキャップ102と窓ガラス103で周囲が囲われ封止されたパッケージを有している。パッケージ内部にはベース101上にポスト104および107が取付けられ、ポスト104には発光素子105と受光素子106が取付けられ、ポスト107にはミラー可動機構108とミラー109が取付けられている。
The surface emitting laser module according to the present invention has a package which is surrounded and sealed by a
図2は、図1の面発光レーザモジュールを上面から見た図である。図2において発光素子105から出射され点線方向にひろがった光の全てはミラー109に入射する。
FIG. 2 is a top view of the surface emitting laser module of FIG. In FIG. 2, all of the light emitted from the
図1において、発光素子105から出射される光は実線方向を光軸の中心として点線方向の放射角で広がりながら進んでミラー109で反射され、同図(a)の通常の状態では、全ての光は放射角を維持しながら窓ガラス103を透過してパッケージ外部に出射される。同図(a)の通常の状態では、図2を参照すると、紙面の表面に向かって光が出射する。
In FIG. 1, light emitted from the
一方、同図(b)の光量設定時の状態では、ミラー可能機構108によって発光素子105から出射される光のミラー109に対する入射角度を変えることで、全ての光はパッケージ内部の受光素子106に入射される。この後、受光素子106は、入射された光量を測定する。そして、後述する制御回路403を用いて、測定された光量から、発光素子に対して光の出力を上げたり、下げたりさせることで、光量を制御する。
On the other hand, in the state when the light amount is set in FIG. 5B, all the light is transmitted to the
このように、発光素子105の光源の光を受光素子106に入射させる状態のミラー109の角度を、ミラー109に入射する光源の位置に応じて変更するようにすると、受光素子106の大きさを小さくすることが可能となる。
As described above, when the angle of the
本実施例にように、発光素子105から出射された光のミラー109への入射角度をミラー全体または一部で変更することで光が受光素子に入射する状態と窓から外部に出力される状態を切り替えることができる。これにより、受光素子の出力で光源の光量設定を行うことができ、本来の用途として用いるべき光の光量を極力低下させず、別の受光素子や光学部材を使用せず、装置内で発光素子105の面発光レーザの光量のモニタを行うことが可能となる。
As in this embodiment, the incident angle of the light emitted from the
また、ミラー109と受光素子106を発光点に近い位置に配置することで受光素子106に入射する単位面積あたりの光量が上がるため、受光素子106の受光領域を小さくできるので、高速な光出力の制御が可能となる。
Further, since the light quantity per unit area incident on the
[実施例2]《単一発光素子と2分割ミラーを用いた面発光レーザモジュール》
図3は、本発明の実施例2に係る単一発光素子と2分割ミラーを用いた面発光レーザモジュールを説明するための図であり、図1の面発光レーザモジュールのミラー109を周辺部の固定ミラー109aと中心部の可動ミラー109bに2分割したものである。図1と同様に、単一発光素子には、面発光レーザが形成されている。図3において、(a)は通常の状態(面発光レーザからの光を外部に取り出して光源として利用する状態)、(b)は光量設定時の状態(面発光レーザの出射光量を設定する時の状態)を示している。
[Example 2] << Surface emitting laser module using a single light emitting element and a two-part mirror >>
FIG. 3 is a view for explaining a surface emitting laser module using a single light emitting element and a two-part mirror according to Example 2 of the present invention. The
図4は、図3の面発光レーザモジュールを上面から見た図である。図4において、発光素子105から出射され点線方向にひろがった光の周辺部分は固定ミラー109aに、光の光軸中心の周囲は可動ミラー109bに入射する。
FIG. 4 is a top view of the surface emitting laser module of FIG. In FIG. 4, the peripheral portion of the light emitted from the
図3において、発光素子105から出射される光は実線方向を光軸の中心として点線方向の放射角で広がりながら進んで固定ミラー109a、可動ミラー109bで反射され、同図(a)の通常の状態では、固定ミラー109a、可動ミラー109bに対して共に同一角度で入射するので、全ての光は放射角を維持しながら窓ガラス103を透過してパッケージ外部に出射される。図3(a)の状態においては、図4を参照すると、紙面の表面に向かって光が出射される。
In FIG. 3, the light emitted from the
一方、同図(b)の光量設定時の状態では、固定ミラー109aに入射する光の周辺部分は通常の状態の場合と同様に放射角を維持しながら窓ガラス103を透過してパッケージ外部に出射されるが、可動ミラー109bに入射する光の中心部分は、ミラー可能機構108によって発光素子105から出射される光の可動ミラー109bに対する入射角度を変えることでパッケージ内部の受光素子106に入射される。
On the other hand, in the state when the light amount is set in FIG. 5B, the peripheral portion of the light incident on the fixed
ここで、面発光レーザを含む半導体レーザでは出射光が戻ることで動作が不安定になる現象があることが知られている。このため、本発明でも、必要に応じて、窓ガラス103に無反射コーティングを施したり、窓ガラス103を発光素子105からの出射光の光軸に正対させず斜めに設置したりして、出射光の戻りを防止することが望ましい。同様にパッケージ内部についても迷光(散乱光)を防止するためにつや消し塗装や表面処理などによる反射防止策を施すことが望ましい。
Here, it is known that a semiconductor laser including a surface emitting laser has a phenomenon that the operation becomes unstable when the emitted light returns. For this reason, even in the present invention, if necessary, the
また、窓ガラス103は発光素子105から出射される光を90%以上透過するものが好ましく、透過率を向上するために必要に応じて無反射コーティングを施してよく、また、透過率が高ければガラスに限らず透明樹脂でもよい。透明樹脂の場合は遮光対策を施した上でキャップ102と一体に形成してもよい。
Further, it is preferable that the
なお、実施例1,2において、ミラー109、109a、109bは発光素子105から出射される光に対して90%以上の反射率をもつ金属または誘電体多層膜のミラーであるのが好ましい。その大きさは、図1と図2ではミラー109に対して、また、図3と図4では固定ミラー109aと可動ミラー109bを合わせたものに対して、発光素子105から出射される全ての光が入射し、反射されてパッケージ外部すなわち面発光レーザモジュール外部に出力する大きさを有するものとしているが、面発光レーザモジュール外部で例えば中心部にアパーチャを設けた開口板に入射させて光軸中心を含む狭い範囲しか使用しないような場合は、面発光レーザモジュール外部で使用しない範囲の光については必ずしも出力しなくてもよい。
In Examples 1 and 2, the
また、光量設定時に受光素子106に入射する光については必ずしも光の光軸中心を含まなくてもよく、面発光レーザモジュール外部で例えば中心部にアパーチャを設けた開口板に入射させて光軸中心を含む狭い範囲しか使用しないような場合には、受光素子106に入射させる光の範囲を面発光レーザモジュール外部で使用する範囲、または外部で使用する範囲の近傍に限定した方が全ての光を受光素子106に入射させる場合よりも光量設定の精度が向上する。この後、受光素子106は、入射された光量を測定する。そして、後述する制御回路403を用いて、測定された光量から、発光素子に対して光の出力を上げたり、下げたりさせることで、光量を制御する。
Further, the light incident on the
また、ポスト104とポスト107はベース101と一体に形成されてもよい。また、発光素子105と受光素子106とミラー109の配置はこの限りでなくてもよく、ミラー109と受光素子106の間に光軸方向を変更したり、集光したりするための光学素子が配置されていてもよい。
Further, the
また、ミラー可動機構108でミラー109、109bを動かす動力としては静電力または電磁力または圧電効果または熱歪みを用いたアクチュエータを使用すればよい。さらにMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を用いてアクチュエータとミラーを一体に形成してもよい。
In addition, as the power for moving the
また、ベース101とキャップ102と窓ガラス103で封止をする際に、窒素などの不活性ガスの環境下または減圧環境下で気密封止してもよい。
Further, when sealing with the
不活性ガスの環境下で気密封止した場合はモジュール内部の結露を防止することができる。また減圧環境下で気密封止した場合は結露の防止に加えてミラーを動かす際の空気抵抗が減少することにより、ミラーの高速動作が可能になるためミラーの動作時間を短縮することができ、それによって光量設定の時間を長くすることも可能となる。 When hermetically sealed in an inert gas environment, condensation inside the module can be prevented. In addition, when hermetically sealed in a reduced pressure environment, in addition to preventing condensation, the air resistance when moving the mirror is reduced, so that the mirror can be operated at high speed, so the operation time of the mirror can be shortened. Accordingly, it is possible to lengthen the time for setting the light amount.
なお、本実施例の発光素子の光量設定の方法は発光素子を一定周期毎に点灯させて行うもので、詳しくは図18において詳細に説明する。 The light amount setting method of the light emitting element of this embodiment is performed by turning on the light emitting element at regular intervals, and will be described in detail with reference to FIG.
[実施例3]《一次元発光アレイ素子と一次元ミラーアレイを用いた面発光レーザモジュール》
本発明の実施例3に係る一次元発光アレイ素子と一次元ミラーアレイを用いた面発光レーザモジュールについて説明する。
[Example 3] << Surface emitting laser module using a one-dimensional light emitting array element and a one-dimensional mirror array >>
A surface-emitting laser module using a one-dimensional light-emitting array element and a one-dimensional mirror array according to Example 3 of the present invention will be described.
図5は、本発明の実施例3に係る面発光レーザモジュールを説明するための図であり、図1の面発光レーザモジュールの発光素子105とミラー109を、それぞれ一次元アレイである一次元発光アレイ素子205とミラーアレイ209に変更するとともに、両者の配列方向を平行に設置したものである。発光素子アレイには、一列に並んだ面発光レーザが形成されている。図5において、(a)は通常の状態(面発光レーザからの光を外部に取り出して光源として利用する状態)、(b)は光量設定時の状態(面発光レーザの出射光量を設定する時の状態)を示している。
FIG. 5 is a view for explaining a surface emitting laser module according to Embodiment 3 of the present invention. The
図6は、図5の面発光レーザモジュールを上面から見た図である。同図において、一次元発光アレイ素子205は一次元状に配置された面発光レーザが設けられた発光部が8個ある一次元発光アレイ素子であり、206a〜206hは個々の発光部からの光を示している。209a〜209jはミラーアレイ209を構成する一次元状に配置されたミラーを示している。
FIG. 6 is a top view of the surface emitting laser module of FIG. In the figure, a one-dimensional light-emitting
図5と図6に示した本実施例3が、図1と図2に示した実施例1と異なる点は、光量設定時に可動するミラーを一次元発光アレイ素子205の個々の発光部の中で光量設定を行う一次元発光アレイ素子からの光が入射する範囲のミラーに限定している点である。
The third embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that the movable mirrors at the time of light quantity setting are arranged in the individual light emitting sections of the one-dimensional light emitting
図7は、一次元発光アレイ素子からの光の全てを図示しない受光素子に入射させる場合の例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which all of the light from the one-dimensional light emitting array element is incident on a light receiving element (not shown).
同図において、(a)は一次元発光アレイ素子205からの光206aを図示しない受光素子に入射させる場合でミラー209a〜209cを可動させることを示している。
In FIG. 9, (a) shows that the
(b)は同じく光206bを図示しない受光素子に入射させる場合でミラー209b〜209dを可動させることを示している。同様に、図示しない光206c〜206gに対してもそれぞれ対応する範囲のミラーを可動させる。
Similarly, (b) shows that the
(c)は光206hを図示しない受光素子に入射させる場合でミラー209h〜209jを可動させることを示している。また、光を受光した受光素子は、入射された光量を測定する。そして、後述する制御回路403を用いて、測定された光量から、発光素子に対して光の出力を上げたり、下げたりさせることで、光量を制御する。
(C) shows that the
図8は、一次元発光アレイ素子からの光の一部を図示しない受光素子に入射させる場合の例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which a part of light from the one-dimensional light emitting array element is incident on a light receiving element (not shown).
同図において、(a)は一次元発光アレイ素子205からの光206aを図示しない受光素子に入射させる場合でミラー209bを可動させることを示している。
In FIG. 9, (a) shows that the
(b)は同じく光206bを図示しない受光素子に入射させる場合でミラー209cを可動させることを示している。同様に、図示しない光206c〜206gに対してもそれぞれ対応するミラーを可動させる。
Similarly, (b) shows that the
(c)は光206hを図示しない受光素子に入射させる場合でミラー209iを可動させることを示している。 (C) shows that the mirror 209i is moved when the light 206h is incident on a light receiving element (not shown).
図9は、一次元発光アレイ素子からの光の一部を図示しない受光素子に入射させる場合の別の例を示すものである。 FIG. 9 shows another example in which a part of light from the one-dimensional light emitting array element is incident on a light receiving element (not shown).
本例においては、同図に示すように、一次元発光アレイ素子205からの光206aを図示しない受光素子に入射させる場合はミラー209aを可動させる。また、光206bを図示しない受光素子に入射させる場合はミラー209cを可動させる。また、同様に図示しない光206c〜206gに対してもそれぞれ対応するミラーを可動させる。また、光206hを図示しない受光素子に入射させる場合はミラー209hを可動させる。
In this example, as shown in the figure, when the light 206a from the one-dimensional light emitting
図7〜図9に示したように、可動するミラーを分割してミラーアレイとして一次元発光アレイ素子205の個々の発光素子の中で光量設定を行う発光素子からの光が入射する範囲に限定して可動する。これにより、光量設定を行う毎に可動するミラーのサイズを小さくして高速な動作を実現することができる。
As shown in FIG. 7 to FIG. 9, the movable mirror is divided into a mirror array, and is limited to a range in which light from the light emitting element for setting the light quantity among the individual light emitting elements of the one-dimensional light emitting
本実施例によれば、発光素子とミラーの入射角度を変更する箇所が一次元アレイで、両者が平行に設置したことにより、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、モジュール内で一次元アレイの発光素子の光量モニタを行うことが可能となる。 According to this embodiment, the location where the incident angle of the light emitting element and the mirror is changed is a one-dimensional array. It becomes possible to monitor the light amount of the light emitting elements of the one-dimensional array.
また、ミラーと受光素子を発光点に近い位置に配置することで受光素子に入射する単位面積あたりの光量が上がるため、受光素子の受光領域を小さくできるので、高速な光出力の制御が可能となる。 In addition, by arranging the mirror and the light receiving element close to the light emitting point, the amount of light per unit area incident on the light receiving element increases, so the light receiving area of the light receiving element can be reduced, enabling high-speed light output control. Become.
図10は、一次元発光アレイ素子205からの光206aを受光素子に入射させて光量設定を行いながら、同時に一次元発光アレイ素子205からの他の光206eを外部に出射する構成例を示す図である。この構成を採用すると、光書き込みを行う際の前処理として行われる同期検知などの光書き込み以外の処理と平行して光量設定を行うことが可能となり、光量設定の所要時間を長くできるのと同時に、画像形成装置の各種処理の時間配分の自由度を上げることができる。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example in which light 206a from the one-dimensional light emitting
なお、一次元ミラーアレイと組み合わせる一次元発光アレイ素子での光量設定の方法は、一次元発光アレイ素子205の個別の発光素子を一定周期毎に1つずつ順次点灯させて行うもので、詳しくは図18で説明する。
In addition, the method of setting the light amount in the one-dimensional light emitting array element combined with the one-dimensional mirror array is performed by sequentially lighting the individual light emitting elements of the one-dimensional light emitting
[実施例4]《二次元発光アレイ素子と一次元ミラーアレイを用いた面発光レーザモジュール》
次に、本発明の第4の実施例に係る二次元発光アレイ素子と一次元ミラーアレイを用いた面発光レーザモジュールについて説明する。
[Example 4] << Surface-emitting laser module using a two-dimensional light-emitting array element and a one-dimensional mirror array >>
Next, a surface emitting laser module using a two-dimensional light emitting array element and a one-dimensional mirror array according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
本実施例では、図5および図6に示した実施例3の面発光レーザモジュールにおいて、二次元発光アレイ素子205を図11のような面発光レーザからなる発光部205aa〜205hhの二次元アレイから構成し、ポスト104に発光部205aa、205ba、・・・、205haが上側になるように実装し、発光部205aa、205ba、・・・、205haの配列方向が一次元ミラーアレイ209の配列方向と等しくなるように、発光部205aa、205ab、・・・、205ahの配列方向が一次元ミラーアレイ209の配列方向と直行する方向、すなわちミラーアレイ209が傾斜している方向になるようにしている。
In this example, in the surface emitting laser module of Example 3 shown in FIGS. 5 and 6, the two-dimensional light emitting
本実施例における発光部205aa〜205hhを有する二次元発光アレイ素子を用いた場合、ミラーアレイ209の配列方向に直交する方向、すなわちミラーアレイ209が傾斜している方向では二次元発光アレイ素子からミラーまでの距離に応じてミラーアレイ上での光の広がりが異なる。
When the two-dimensional light emitting array element having the light emitting portions 205aa to 205hh in this embodiment is used, the mirror is moved from the two-dimensional light emitting array element in the direction orthogonal to the arrangement direction of the
図12は、図11に示した二次元の二次元発光アレイ素子205から出射された光を分割可動可能な複数のミラーからなる一次元ミラーアレイ209に入射させた場合の二次元発光アレイ素子205から出射された光の一次元ミラーアレイ209上におけるビーム形状と動かすミラーの範囲を説明するための図である。
12 shows the two-dimensional light emitting
図12(a)は、二次元発光アレイ素子205とミラーアレイ209の配置を側面から見た図である。発光部205aaと205ahを比べると発光部205aaの方がミラーアレイ209からの距離が長く、ミラーアレイ209上での発光素子205aaから出射された光のミラー傾斜方向の長さVaaと発光素子205ahから出射された光のミラー傾斜方向の長さVahではVaa>Vahとなる。
FIG. 12A is a side view of the arrangement of the two-dimensional light emitting
図12(b)は、二次元発光アレイ素子205とミラーアレイ209の配置を上面から見た図である。図12(a)と同じくミラーアレイ209上での発光部205aaから出射された光のミラーアレイ上でのビーム形状207aaのミラー傾斜方向の長さVaaと発光部205ahから出射された光のミラーアレイ上でのビーム形状207ahのミラー傾斜方向の長さVahではVaa>Vahとなり、同じくビーム形状207aaの一次元ミラーアレイ209の配列方向(ミラー傾斜方向に直交する方向)の長さHaaとビーム形状207ahの一次元ミラーアレイ209の配列方向(ミラー傾斜方向に直交する方向)の長さHahもHaa>Hahとなる。なお、図12(b)におけるビーム形状207aaおよびビーム形状207aaは厳密には円形にはならないが、発明の本質には影響しないので簡単化のために円形で示している。
FIG. 12B is a view of the arrangement of the two-dimensional light emitting
このような場合、特に二次元発光アレイ素子からの光の一部を図示しない受光素子に入射させる場合は、ミラーアレイ209上でのビーム形状に応じて、例えば発光部205aaから出射された光のビーム形状207aaに対してはミラー209a〜209lの中のミラー209b〜209dを可動させ、発光部205ahから出射された光のビーム形状207ahに対してはミラー209a〜209lの中のミラー209cのみを可動させるというように、ミラーを動かす範囲を変更することで光量設定の精度が向上できる。それから、ミラーアレイを構成するミラーの分割数を増やすことで更に光量設定の精度が向上できる。また、光を受光した受光素子は、入射された光量を測定する。そして、後述する制御回路403を用いて、測定された光量から、発光素子に対して光の出力を上げたり、下げたりさせることで、光量を制御する。
In such a case, in particular, when a part of the light from the two-dimensional light emitting array element is incident on a light receiving element (not shown), for example, according to the beam shape on the
このように、発光素子が二次元発光アレイ素子、ミラーの入射角度を変更する箇所が一次元アレイで、ミラーの入射角度を変更する箇所の一次元アレイが、二次元発光アレイ素子の二元アレイの配列方向の一方に平行に設置されることで、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、モジュール内で二次元発光アレイ素子の光量モニタを行うことが可能となる。 Thus, the light-emitting element is a two-dimensional light-emitting array element, the part that changes the incident angle of the mirror is a one-dimensional array, and the one-dimensional array that changes the incident angle of the mirror is a binary array of two-dimensional light-emitting array elements It is possible to monitor the light quantity of the two-dimensional light-emitting array element in the module without reducing the light quantity of light that should be used as the original application.
また、ミラーと受光素子を発光点に近い位置に配置することで受光素子に入射する単位面積あたりの光量が上がるため、受光素子の受光領域を小さくできるので、高速な光出力の制御が可能となる。 In addition, by arranging the mirror and the light receiving element close to the light emitting point, the amount of light per unit area incident on the light receiving element increases, so the light receiving area of the light receiving element can be reduced, enabling high-speed light output control. Become.
なお、一次元ミラーアレイと組み合わせる二次元発光アレイ素子での光量設定の方法は、発光素子アレイ205の個別の発光素子を一定周期毎に1つずつ順次点灯させて行うもので、詳しくは図19で説明する。
Note that the method of setting the light amount in the two-dimensional light emitting array element combined with the one-dimensional mirror array is performed by sequentially lighting the individual light emitting elements of the light emitting
[実施例5]《二次元発光アレイ素子と二次元ミラーアレイを用いた面発光レーザモジュール》
図13は、本発明に係る実施例5に係る二次元発光アレイ素子と二次元ミラーアレイを用いた面発光レーザモジュールについて説明する。実施例4にも示したように、二次元発光アレイ素子には、面発光レーザからなる発光部が設けられている。本実施例は、図12(b)の一次元ミラーアレイを二次元のミラーアレイに変更したものである。
[Example 5] << Surface emitting laser module using a two-dimensional light-emitting array element and a two-dimensional mirror array >>
FIG. 13 illustrates a surface emitting laser module using a two-dimensional light-emitting array element and a two-dimensional mirror array according to Example 5 of the present invention. As shown in the fourth embodiment, the two-dimensional light emitting array element is provided with a light emitting unit composed of a surface emitting laser. In this embodiment, the one-dimensional mirror array shown in FIG. 12B is changed to a two-dimensional mirror array.
図12(b)と同じくミラーアレイ209上での発光部205aaから出射された光のミラーアレイ上でのビーム形状207aaのミラー傾斜方向の長さVaaと発光部205ahから出射された光のミラーアレイ上でのビーム形状207ahのミラー傾斜方向の長さVahではVaa>Vahとなり、同じくビーム形状207aaのミラー傾斜方向に直交する方向の長さHaaとビーム形状207ahのミラー傾斜方向に直交する方向の長さHahもHaa>Hahとなる。
12B, the length Vaa of the beam shape 207aa in the mirror tilt direction on the mirror array of the light emitted from the light emitting unit 205aa on the
このような場合も発光素子(二次元発光アレイ素子)からの光のミラーアレイ209上でのビーム形状に応じてミラーを可動させる範囲を変更すればよい。
Also in such a case, the range in which the mirror can be moved may be changed according to the beam shape on the
図14は、図11に示した二次元発光アレイ素子205から出射された光を図13に示した二次元ミラーアレイ209に入射させた場合の二次元発光アレイ素子205から出射された光の二次元ミラーアレイ209上におけるビーム形状と動かすミラーの範囲を説明するための図である。
FIG. 14 shows two of the light emitted from the two-dimensional light emitting
図14(a)は、発光素子からの光の全てを図示しない受光素子に入射させる場合の例を示す図であり、発光部205aaから出射された光のビーム形状207aaに対しては211aaの範囲のミラーを可動させ、発光部205ahから出射された光のビーム形状207ahに対しては211ahの範囲のミラーを可動させることを示している。また、光を受光した受光素子は、入射された光量を測定する。そして、後述する制御回路403を用いて、測定された光量から、発光素子に対して光の出力を上げたり、下げたりさせることで、光量を制御する。
FIG. 14A is a diagram illustrating an example in which all of the light from the light emitting element is incident on a light receiving element (not shown), and the range of 211aa for the beam shape 207aa of the light emitted from the light emitting unit 205aa. This indicates that the mirror in the range of 211ah is moved with respect to the beam shape 207ah of the light emitted from the light emitting unit 205ah. Further, the light receiving element that receives the light measures the amount of incident light. Then, by using a
図14(b)は、二次元発光アレイ素子からの光の一部を図示しない受光素子に入射させる場合の例を示す図であり、発光部205aaから出射された光のビーム形状207aaに対しては212aaの範囲のミラーを可動させ、発光部205ahから出射された光のビーム形状207ahに対しては212ahの範囲のミラーを可動させることを示している。この場合も、ミラーを動かす範囲を変更することで光量設定の精度が向上できる。それから、ミラーアレイを構成するミラーの分割数を増やすことで更に光量設定の精度が向上できる。
FIG. 14B is a diagram showing an example in which a part of the light from the two-dimensional light emitting array element is incident on a light receiving element (not shown), and the beam shape 207aa of the light emitted from the light emitting unit 205aa is shown. Indicates that the mirror in the range of 212 aa is moved, and the mirror in the range of 212 ah is moved with respect to the beam shape 207 ah of the light emitted from the
発光素子とミラーの入射角度を変更する箇所が二次元アレイで、ミラーの入射角度を変更する箇所の二次元アレイが、発光素子の二元アレイの配列方向の両方に平行に設置されることにより、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、モジュール内で二元アレイの発光素子の光量モニタを行うことが可能となる。 The location where the incident angle of the light emitting element and the mirror is changed is a two-dimensional array, and the two-dimensional array of the location where the incident angle of the mirror is changed is installed in parallel in both the arrangement directions of the binary array of the light emitting elements. Therefore, it is possible to monitor the light amount of the light emitting elements of the binary array in the module without reducing the light amount of light that should be used as the original application.
また、ミラーと受光素子を発光点に近い位置に配置することで受光素子に入射する単位面積あたりの光量が上がるため、受光素子の受光領域を小さくできるので、高速な光出力の制御が可能となる。 In addition, by arranging the mirror and the light receiving element close to the light emitting point, the amount of light per unit area incident on the light receiving element increases, so the light receiving area of the light receiving element can be reduced, enabling high-speed light output control. Become.
さらに、光量設定を行う光源から出射された光のみが受光素子に入射するようにミラーの可動機構を制御することで、発光素子の特定チャネルの光量モニタを行うことが可能となる。 Furthermore, by controlling the movable mechanism of the mirror so that only the light emitted from the light source for setting the light amount enters the light receiving element, it is possible to monitor the light amount of a specific channel of the light emitting element.
また、図14に示したように、光源からの光を受光素子に入射させるために動かすミラーの面積を、光源からの光のビーム形状に合わせることで、受光素子への入射光量の光源間のばらつきを低減することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 14, the area of the mirror that is moved to make the light from the light source incident on the light receiving element is matched to the beam shape of the light from the light source, so that the amount of light incident on the light receiving element is between the light sources. Variations can be reduced.
また、他の実施例と同様に、光源の光を受光素子に入射させる状態のミラーの角度を、ミラーに入射する光源の位置に応じて変更するようにしているため、受光素子の大きさを小さくすることが可能となる。 Further, as in the other embodiments, the angle of the mirror in a state in which the light from the light source is incident on the light receiving element is changed according to the position of the light source incident on the mirror. It can be made smaller.
なお、本実施例で二次元ミラーアレイと組み合わせる二次元発光アレイ素子での光量設定の方法は、二次元発光アレイ素子205の個別の発光素子を一定周期毎に1つずつ順次点灯させて行うもので、詳しくは図19で説明する。
In this embodiment, the light quantity setting method for the two-dimensional light-emitting array element combined with the two-dimensional mirror array is performed by sequentially lighting the individual light-emitting elements of the two-dimensional light-emitting
上記実施例1〜5で説明した面発光レーザモジュールは、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、照射位置(例えば、画像形成装置における感光体面上)でのビーム形状の安定化が可能で、モジュール内で光量のモニタを行うことが可能な、信頼性の高い小型の光源を実現できるため、画像形成装置(レーザプリンタ、複写機など)、プロジェクタ、光走査装置、光情報記録再生装置(光ディスク装置など)、光送信モジュール、光送受信モジュール、光通信システムなど、様々な光学ききの光源として用いた場合に好適である。 The surface emitting laser modules described in the first to fifth embodiments do not reduce the amount of light that should be used as the original application, and stabilize the beam shape at the irradiation position (for example, on the surface of the photoreceptor in the image forming apparatus). It is possible to realize a reliable and compact light source that can monitor the amount of light in the module, so it can be used for image forming devices (laser printers, copiers, etc.), projectors, optical scanning devices, optical information recording / reproduction. It is suitable for use as a light source for various optical devices such as a device (such as an optical disk device), an optical transmission module, an optical transmission / reception module, and an optical communication system.
以下では、光学機器の例として、画像形成装置(レーザプリンタ)、光走査装置、光情報記録再生装置(光ディスク装置など)、光送信モジュール、光送受信モジュール、光通信システムについて説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus (laser printer), an optical scanning apparatus, an optical information recording / reproducing apparatus (such as an optical disk apparatus), an optical transmission module, an optical transmission / reception module, and an optical communication system will be described as examples of optical devices.
[実施例6]《画像形成装置(レーザプリンタ)》
図15は、本発明の実施例6に係る画像形成装置としてのレーザプリンタの概略構成を示す図である。
[Embodiment 6] << Image forming apparatus (laser printer) >>
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of a laser printer as an image forming apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
同図に示すように、本実施例に係るレーザプリンタ500は、光走査装置900、感光体ドラム901、帯電チャージャ902、現像ローラ903、トナーカートリッジ904、クリーニングブレード905、給紙トレイ906、給紙コロ907、レジストローラ対908、転写チャージャ911、除電ユニット914、定着ローラ909、排紙ローラ912、および排紙トレイ910などを備えている。
As shown in the figure, a
具体的には、帯電チャージャ902、現像ローラ903、転写チャージャ911、除電ユニット914およびクリーニングブレード905は、それぞれ感光体ドラム901の表面近傍に、感光体ドラム901の回転方向に関して、帯電チャージャ902→現像ローラ903→転写チャージャ911→除電ユニット914→クリーニングブレード905の順に配置されている。
Specifically, the charging
感光体ドラム901の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム901は、図15における面内で時計回り(図中矢印方向)に回転するようになっている。帯電チャージャ902は、感光体ドラム901の表面を均一に帯電させる機能を有している。
A photosensitive layer is formed on the surface of the
光走査装置900は、帯電チャージャ902で帯電された感光体ドラム901の表面に、上位装置(例えばパソコン)からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。この光の照射により、感光体ドラム901の表面には、画像情報に対応した潜像が形成される。感光体ドラム901の表面に形成された潜像の領域は、感光体ドラム901の回転に伴って現像ローラ903の方向に移動する。なお、この光走査装置900の詳細な構成については実施例7(図16)において説明する。
The
トナーカートリッジ904にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ903に供給される。現像ローラ903は、感光体ドラム901の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ904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された潜像は、感光体ドラム901の回転に伴って転写チャージャ911の方向に移動する。
The
給紙トレイ906には記録紙913が格納されている。この給紙トレイ906の近傍には給紙コロ907が配置されており、該給紙コロ907は、記録紙913を給紙トレイ906から1枚ずつ取り出し、レジストローラ対908に搬送する。
Recording
該レジストローラ対908は、転写ローラ911の近傍に配置され、給紙コロ907によって取り出された記録紙913を一旦保持するとともに、該記録紙913を感光体ドラム901の回転に合わせて感光体ドラム901と転写チャージャ911との間隙に向けて送り出す。
The
転写チャージャ911には、感光体ドラム901の表面上のトナーを電気的に記録紙913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901の表面の潜像が記録紙913に転写される。ここで転写された記録紙913は、定着ローラ909に送られる。
A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the
この定着ローラ909では、熱と圧力とが記録紙913に加えられ、これによってトナーが記録紙913上に定着される。ここで定着された記録紙913は、排紙ローラ912を介して排紙トレイ910に送られ、排紙トレイ910上に順次スタックされる。
In the fixing
除電ユニット914は、感光体ドラム901の表面を除電する。クリーニングブレード905は、感光体ドラム901の表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム901の表面は、再度帯電チャージャ902の位置に戻る。
The
本実施例によれば、実施例1〜5に記載の面発光レーザモジュールを用いているため、安定した光出力で高品位画像が形成可能な画像形成装置を実現することが可能となる。 According to the present embodiment, since the surface emitting laser modules described in Embodiments 1 to 5 are used, it is possible to realize an image forming apparatus capable of forming a high-quality image with a stable light output.
[実施例7]《光走査装置》
次に、本発明の実施例7に係る光走査装置について説明する。
図16は、光走査装置の構成および作用を説明するための図である。
[Embodiment 7] << Optical scanning device >>
Next, an optical scanning device according to Embodiment 7 of the present invention will be described.
FIG. 16 is a diagram for explaining the configuration and operation of the optical scanning device.
本実施例に係る光走査装置(図15の900)は、同図に示すように、前述した実施例に係る面発光レーザモジュールからなる光源ユニット310、カップリングレンズ311、アパーチャを有する開口板312、シリンドリカルレンズ313、ポリゴンミラー314、fθレンズ315、トロイダルレンズ316、2つのミラー(317、318)、および上記各部を統括的に制御する不図示の主制御装置を備えている。
As shown in FIG. 15, the optical scanning device according to the present embodiment (900 in FIG. 15) includes a
本実施例における光源ユニット310は、面発光レーザ(VCSEL)がアレイ状に配列された面発光レーザアレイLA(実施例4〜5に係る面発光レーザモジュールからなる)を含むものにより構成されているものとする。
The
カップリングレンズ311は、光源ユニット310から出射された光ビームを平行光に整形するためのものである。
The
開口板312は、カップリングレンズ311を介した光ビームのビーム径を規定するもので、面発光レーサモジュール内の発光素子から出射された光に対して狭い範囲の中心光のみを通過させるアパーチャを有している。
The
開口板312のアパーチャを通過した光ビームは更にシリンドリカルレンズ313とミラー317を介してポリゴンミラー314の反射面に集光する。
The light beam that has passed through the aperture of the
ポリゴンミラー314は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には6面の偏向面(鏡面)が形成されている。そして、不図示の回転機構(モーター)により、図中に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、光源ユニット310から出射され、シリンドリカルレンズ313によってポリゴンミラー314の偏向面に集光された光ビームは、ポリゴンミラー314の回転により一定の角速度で偏向される。
The
fθレンズ315は、ポリゴンミラー314からの光ビームの入射角に比例した像高さを有しており、ポリゴンミラー314により一定の角速度で偏向された光ビームの像面を、主走査方向に対して等速移動させる。
The
トロイダルレンズ316は、fθレンズ315からの光ビームを、ミラー318を介して、感光体ドラム901の表面上に結像する。
The
図17は、本実施例に用いる光源ユニット310を構成する面発光レーザアレイLA(実施例4〜5に係る面発光レーザモジュールからなる)の一例の概要図であり、面発光レーザアレイLAにおいて、各々の面発光レーザは、主走査方向には所定の十分な間隔をもって配列されており、面発光レーザの主走査方向における配列は副走査方向において間隔d2ずつずれながら配列されている。このように副走査方向において間隔d2ずつずれながら主走査方向の配列されているものが、副走査方向におけるピッチd1ごとに形成されている。
る。
FIG. 17 is a schematic diagram of an example of the surface emitting laser array LA (comprising the surface emitting laser modules according to Examples 4 to 5) constituting the
The
このように配置することにより、各々の面発光レーザの中心から副走査方向に垂直な垂線の間隔を等間隔(間隔d2が等間隔)とすることができる。これにより、各々の面発光レーザの点灯のタイミングを制御することにより、感光体ドラム901上においては副走査方向に狭い等間隔で光源が配列されている場合と同様の構成と捉えることが可能になる。
By arranging in this way, the intervals of the perpendiculars perpendicular to the sub-scanning direction from the center of each surface emitting laser can be made equal (the interval d2 is equal). Thus, by controlling the lighting timing of each surface emitting laser, it is possible to grasp the same configuration as when light sources are arranged at narrow regular intervals in the sub-scanning direction on the
例えば、副走査方向に対応した方向に関する面発光レーザ素子のピッチd1が26.5μmであって、面発光型半導体レーザを主走査方向に10個ずつ配列させた場合、前記間隔d2は2.65μmとなる。 For example, when the pitch d1 of the surface emitting laser elements in the direction corresponding to the sub-scanning direction is 26.5 μm and ten surface emitting semiconductor lasers are arranged in the main scanning direction, the interval d2 is 2.65 μm. It becomes.
そして、光学系の倍率を2倍とすれば、感光体ドラム901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)に対応するものであり、4800dpi(ドット/インチ)の高密度書込みができることを意味している。
If the magnification of the optical system is doubled, writing dots can be formed on the
なお、主走査方向に対応する方向のVCSELの数を増加したり、前記ピッチd1を狭くして間隔d2を更に狭めたアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げるなど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。 Note that the density can be increased by increasing the number of VCSELs in the direction corresponding to the main scanning direction, making the array arrangement in which the pitch d1 is narrowed and the interval d2 is further narrowed, or the magnification of the optical system is decreased. And higher quality printing becomes 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、この場合には、レーザプリンタ500では書きこみドット密度が上昇しても面発光レーザ素子は高い単一基本横モード出力を発生させることができるので、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。
Further, in this case, in the
本実施例によれば、実施例1〜5に記載の面発光レーザモジュールを用いているため、安定した光出力で高品位画像が形成可能な光走査装置を実現することが可能となる。 According to the present embodiment, since the surface emitting laser modules described in Embodiments 1 to 5 are used, it is possible to realize an optical scanning device capable of forming a high-quality image with a stable light output.
《VCSEL駆動回路基板》
次に、光走査装置900での本発明の面発光レーザモジュールの光量制御回路の一例を示す。
<< VCSEL drive circuit board >>
Next, an example of the light amount control circuit of the surface emitting laser module of the present invention in the
図18は、発光素子が実施例1、2のようなVCSEL(面発光レーザ)の単素子の場合のVCSEL駆動回路基板400を説明するための図である。同図に示すように、VCSEL駆動回路基板400は、本発明に係る面発光レーザモジュール401と、VCSEL駆動回路402、制御回路403と、図示しない電源回路、外部とのインターフェース回路から構成される。
FIG. 18 is a diagram for explaining a VCSEL driving
面発光レーザモジュール401の内部回路は、実施例1〜2における発光素子105である単一のVCSEL411と実施例1〜2における受光素子106であるフォトダイオード421とミラー可動機構制御回路431とからなり、VCSEL411のアノード電極はVCSEL駆動回路402に接続され、フォトダイオード421のカソード電極は制御回路403に接続される。
The internal circuit of the surface emitting
VCSEL411のカソード電極とフォトダイオード421のアノード電極は、それぞれ回路上のGNDなどの一定電位に接続される。ミラー可動機構制御回路431は制御回路403に接続される。
The cathode electrode of the
VCSEL411は、VCSEL駆動回路402から出力される電流に基づいて点灯する。VCSEL駆動回路402は制御回路403からのタイミング信号に基づいた時間に光量設定信号に基づいた電流をVCSEL411に出力する。
The
制御回路403は、VCSEL411が点灯する時間と点灯時の光量を制御する機能を有している。制御回路403は、主走査1ラインの時間を一定の比率で感光体ドラム901上に画像を形成する時間とそれ以外の調整などの時間に分割し、それぞれの動作を一定時間周期で繰り返す。調整などの時間はさらに各種の調整のために分割され、光量設定の時間もその中に含まれる。
The
制御回路403は、画像形成の時間には外部からの画像形成信号に基づいて、VCSEL411を点滅させるタイミング信号をVCSEL駆動回路402に出力する。一方、光量設定信号は画像形成時には一定に保つ。
The
制御回路403は、光量設定の時間にはVCSEL411を連続して点灯させるタイミング信号をVCSEL駆動回路402に出力し、一方、光量設定信号は、VCSEL411から出射された光が入射することによって発生するフォトダイオード421の出力電流の大きさが規準と等しくなるように変更する。
The
なお、制御回路403は画像形成の時間にはVCSEL411からの光が面発光レーザモジュール401の外部に出射されるように、一方、光量設定の時間にはVCSEL411からの光がフォトダイオード421に入射するように図示しないミラーを動かす。
The
《VCSEL駆動回路例》
図19は、実施例3〜5のようなVCSEL(面発光レーザ)からなるアレイ素子の場合について4素子アレイを例に挙げて説明したもので、図19ではVCSEL411がさらにVCSEL411aから411dの4つの素子からなり、VCSEL411aから411dのアノード電極はそれぞれ個別にVCSEL駆動回路402に接続される。
<< Example of VCSEL drive circuit >>
FIG. 19 illustrates the case of an array element composed of VCSELs (surface emitting lasers) as in Examples 3 to 5, taking a four-element array as an example. In FIG. 19, the
一方、VCSEL411aから411dのカソード電極は共通で、図18と同様にフォトダイオード421のアノード電極と共に回路上のGNDなどの一定電位に接続され、フォトダイオード421のカソード電極は制御回路403に接続される。
On the other hand, the cathode electrodes of the VCSELs 411a to 411d are common and are connected to a constant potential such as GND on the circuit together with the anode electrode of the
VCSEL411aから411dは、VCSEL駆動回路402からそれぞれ出力される電流に基づいて点灯する。
The VCSELs 411a to 411d are turned on based on the currents output from the
VCSEL駆動回路402は、制御回路403からのタイミング信号に基づいた時間にVCSEL411aから411dの個別に用意された光量設定信号に基づいた電流をVCSEL411aから411dにそれぞれ出力する。
The
制御回路403は、VCSEL411aから411dの点灯する時間と点灯時の光量を制御する。制御回路403は、主走査1ラインの時間を一定の比率で感光体ドラム901上に画像を形成する時間とそれ以外の調整などの時間に分割し、それぞれの動作を一定時間周期で繰り返す。調整などの時間はさらに各種の調整のために分割され、光量設定の時間もその中に含まれる。
The
制御回路403は、画像形成の時間には外部からの画像形成信号に基づいて、VCSEL411aから411dを点滅させるタイミング信号をVCSEL駆動回路402に出力する。一方、光量設定信号は画像形成時には一定に保つ。
The
制御回路403は、光量設定の時間にはVCSEL411aからVCSEL411dのうちの1素子を連続して点灯させるタイミング信号をVCSEL駆動回路402に出力し、一方、光量設定信号は、VCSEL411aからVCSEL411dのうちの1素子から出射された光が入射することによって発生するフォトダイオード421の出力電流の大きさが規準となる大きさと等しくなるよう、VCSEL411aからVCSEL411dのうちの点灯させている1素子について変更する。
The
その順番は、例えば、「主走査1ライン画像形成」→「VCSEL411a光量設定」→「主走査1ライン画像形成」→「VCSEL411b光量設定」→「主走査1ライン画像形成」→「VCSEL411c光量設定」→「主走査1ライン画像形成」→「VCSEL411d光量設定」→「主走査1ライン画像形成」→・・・で、以下VCSEL411a、VCSEL411b、VCSEL411c、VCSEL411dの順番に繰り返すことで、VCSEL411aからVCSEL411dについて同じ時間間隔で光量設定を行うことができ、特開2004−287085号公報(特許文献1)に示すように、従来は別にモニタ用の光学系とPDを設ける必要があった複数の光源を持つVCSELアレイの光量モニタが、同一装置内の少なくとも1つのPDで実現可能となる。
The order is, for example, “main scanning 1 line image formation” → “VCSEL 411a light amount setting” → “main scanning 1 line image formation” → “
なお、制御回路403は、画像形成の時間には、VCSEL411aからVCSEL411dの全てのVCSELの光が面発光レーザモジュール401の外部に出射されるように、一方、光量設定の時間には、VCSEL411aからVCSEL411dのうちの光量設定を行うVCSELからの光の全てまたは一部がフォトダイオード421に入射するように、図示しないミラーアレイの一部の領域を動かす。光量設定に関わらないミラーは画像形成の時間の向きのまま動かさない。
Note that the
なお、フォトダイオード421のアノード電極は、図19に示したように、VCSEL411a〜411dの共通のカソード電極と同じGNDなどの一定電位に接続するようにしてもよく、あるいは、図19とは異なり、電気的に絶縁した上で別の電極に接続するようにしてもよく、いずれの接続でも実施可能である。
The anode electrode of the
ただし、VCSEL411の駆動電流が大きい場合は、共通のカソード電極からGNDに流れる電流が1素子あたりの駆動電流の開口数倍となり非常に大きくなるが、個別にすることによって駆動電流の変動によるノイズを低減することができる。
However, when the drive current of the
以上説明したように、本実施例に係る光走査装置900によると、光源ユニット310は実施例3〜5に示す複数の面発光レーザからなる発光素子アレイ205を含んでいるため、感光体ドラム901の表面上に高精彩な潜像を高速で走査形成することが可能となる。
As described above, according to the
また、本実施例に係るレーザプリンタ500によると、実施例3〜5に示した複数の面発光レーザからなる発光素子アレイ205を光源ユニット310として含む光走査装置900を備えているため、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
In addition, the
なお、上記実施例に係る光走査装置900において、前記光源ユニット310は図17に示したVCSELアレイLAに代えて、同様な配列構成を有する複数の面発光レーザからなるアレイを含んでいてもよい。
In the
さらに、従来は別に設けていたモニタ光学系(特に発光素子がVCSELアレイの場合には必須だった)を不要にできることで光源ユニットの低コスト化が可能となる。 Furthermore, the cost of the light source unit can be reduced by eliminating the need for a separate monitor optical system (especially essential when the light emitting element is a VCSEL array).
また、上記実施例では、画像形成装置としてレーザプリンタ500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、実施例1〜2に示す単一の面発光レーザからなる発光素子105あるいは実施例3〜5に示す複数の面発光レーザからなる発光素子アレイ205を光源ユニット310として具備する画像形成装置であれば、安定した高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
In the above-described embodiment, the case of the
[実施例8]《画像形成装置;カラーレーザプリンタ》
次に、本発明の実施例8に係る画像形成装置について説明する。本実施例に係る画像形成装置は、カラーレーザプリンタであり、カラー画像に対し複数の感光体ドラムを備えたダンデムカラー機である。
[Embodiment 8] << Image forming apparatus; Color laser printer >>
Next, an image forming apparatus according to Embodiment 8 of the present invention will be described. The image forming apparatus according to this embodiment is a color laser printer, which is a dandem color machine including a plurality of photosensitive drums for color images.
図20は、本実施例に係るカラー印刷が可能な画像形成装置(カラーレーザプリンタ)の構成図である。 FIG. 20 is a configuration diagram of an image forming apparatus (color laser printer) capable of color printing according to the present embodiment.
本実施例に係るカラーレーザプリンタは、同図に示すように、ブラック(K)用の感光体ドラムK1、帯電器K2、現像器K4、クリーニング手段K5、および転写用帯電手段K6と、シアン(C)用の感光体ドラムC1、帯電器C2、現像器C4、クリーニング手段C5、および転写用帯電手段C6と、マゼンタ(M)用の感光体ドラムM1、帯電器M2、現像器M4、クリーニング手段M5、および転写用帯電手段M6と、イエロー(Y)用の感光体ドラムY1、帯電器Y2、現像器Y4、クリーニング手段Y5、および転写用帯電手段Y6と、光走査装置900、転写ベルト920、および定着手段930などを備えている。
As shown in the figure, the color laser printer according to this embodiment includes a photosensitive drum K1 for black (K), a charger K2, a developing device K4, a cleaning unit K5, a transfer charging unit K6, and cyan ( C) photosensitive drum C1, charging unit C2, developing unit C4, cleaning unit C5, transfer charging unit C6, magenta (M) photosensitive drum M1, charging unit M2, developing unit M4, cleaning unit M5, transfer charging means M6, yellow (Y) photosensitive drum Y1, charger Y2, developing unit Y4, cleaning means Y5, transfer charging means Y6,
本カラーレーザプリンタでは、光走査装置900内に、ブラック用の半導体レーザ、シアン用の半導体レーザ、マゼンタ用の半導体レーザ、イエロー用の半導体レーザを有しており、各々の半導体レーザは、実施例1〜5に係る安定した高信頼性を有する面発光レーザモジュールにより構成されている。
In this color laser printer, the
ブラック用の半導体レーザからの光束はブラック用の感光体ドラムK1に照射され、シアン用の半導体レーザからの光束はシアン用の感光体ドラムC1に照射され、マゼンタ用の半導体レーザからの光束はマゼンタ用の感光体ドラムM1に照射され、イエロー用の半導体レーザからの光束はイエロー用の感光体ドラムY1に照射される。 The light beam from the black semiconductor laser is irradiated to the black photosensitive drum K1, the light beam from the cyan semiconductor laser is irradiated to the cyan photosensitive drum C1, and the light beam from the magenta semiconductor laser is magenta. The light beam from the yellow semiconductor laser is irradiated to the yellow photosensitive drum Y1, and the light beam from the yellow semiconductor laser is irradiated to the yellow photosensitive drum Y1.
各々の感光体ドラムK1、C1、M1、Y1は、矢印の方向に回転し、回転方向の順に、各々の帯電器K2、C2、M2、Y2、現像器K4、C4、M4、Y4、転写用帯電手段K6、C6、M6、Y6、クリーニング手段K5、C5、M5、Y5が配置されている。 Each of the photosensitive drums K1, C1, M1, and Y1 rotates in the direction of the arrow, and in the order of the rotation direction, each of the chargers K2, C2, M2, and Y2, the developing devices K4, C4, M4, and Y4, for transfer. Charging means K6, C6, M6, Y6 and cleaning means K5, C5, M5, Y5 are arranged.
各々の帯電器K2、C2、M2、Y2は、対応する感光体ドラムK1、C1、M1、Y1の表面を均一に帯電する。帯電された感光体ドラムK1、C1、M1、Y1の表面に、光走査装置900から光束が照射され、感光体ドラムK1、C1、M1、Y1の表面に静電潜像が形成される構成となっている。
Each of the chargers K2, C2, M2, and Y2 uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum K1, C1, M1, and Y1. The surface of the charged photosensitive drums K1, C1, M1, and Y1 is irradiated with a light beam from the
この後、各々の現像器K4、C4、M4、Y4によって、感光体ドラムK1、C1、M1、Y1の表面にトナー像が形成され、各々に対応する転写用帯電手段K6、C6、M6、Y6により、記録紙に各々の色のトナー像が転写され、定着手段930により、記録紙に画像が定着される。
Thereafter, toner images are formed on the surfaces of the photosensitive drums K1, C1, M1, and Y1 by the developing units K4, C4, M4, and Y4, and the transfer charging units K6, C6, M6, and Y6 corresponding to the toner images are formed. Thus, the toner images of the respective colors are transferred to the recording paper, and the image is fixed on the recording paper by the fixing
なお、クリーニング手段K5、C5、M5、Y5は、各々に対応した感光体ドラムK1、C1、M1、Y1の表面に残存する残留トナーを除去するものである。 The cleaning units K5, C5, M5, and Y5 remove residual toner remaining on the surfaces of the corresponding photosensitive drums K1, C1, M1, and Y1.
なお、本実施例では、像担持体として感光体ドラムについて説明したが、像担持体としては、銀塩フィルムを用いた画像形成装置であってもよい。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様の処理により可視化させることができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼き付け処理と同様の処理により印画紙に転写することが可能である。このような画像形成装置は、光製版装置や、CTスキャン画像などを描画する光描画装置として実施することが可能である。 In this embodiment, the photosensitive drum is described as the image carrier. However, the image carrier may be an image forming apparatus using a silver salt film. 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 similar to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by the same process as the printing process in the ordinary 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.
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギーにより発色する発色媒体(ポジの印画紙)を用いた画像形成装置であってもよい。この場合においては、光走査により可視画像を直接像担持体に形成することが可能である。 Further, an image forming apparatus using a color developing medium (positive photographic paper) that develops color by the heat energy of a beam spot as an image carrier may be used. In this case, a visible image can be directly formed on the image carrier by optical scanning.
本実施例によれば、実施例1〜5に記載の面発光レーザモジュールを書き込み光源として備えることにより、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、装置内で光量のモニタを行うことができ、安定した光出力で高品位画像の形成可能な画像形成装置を実現することが可能となる。 According to the present embodiment, by providing the surface emitting laser module described in Embodiments 1 to 5 as a writing light source, the light amount can be monitored in the apparatus without reducing the light amount that should be used for the original application. Therefore, it is possible to realize an image forming apparatus capable of forming a high-quality image with a stable light output.
なお、上記画像形成装置の実施例は、発明の内容を限定するものではなく、従来のレーザプリンタ技術に基づいて当業者が任意に変更できる範囲の全ての構成を含むものとする。 The embodiments of the image forming apparatus do not limit the content of the invention, and include all configurations that can be arbitrarily changed by those skilled in the art based on the conventional laser printer technology.
[実施例9]《光学情報記録再生装置》(光ディスク装置、光ピックアップ装置)
次に、本発明の実施例9に係る光学機器の例として光情報記録再生装置(光ディスク装置)について説明する。
[Embodiment 9] << Optical information recording / reproducing apparatus >> (optical disc apparatus, optical pickup apparatus)
Next, an optical information recording / reproducing apparatus (optical disk apparatus) will be described as an example of an optical apparatus according to Embodiment 9 of the present invention.
本例の光情報記録再生装置(光ディスク装置)は、情報記録媒体(光ディスク)へのデータの書き込みや、情報記録媒体(光ディスク)に書き込まれたデータの再生に用いる光源として、実施例1〜5に係る光量の低下がなく安定した高信頼性の面発光レーザモジュールを光源ユニットとして用いたものである。これにより安定した高性能の光情報記録再生装置(光ディスク装置)を実現することができる。 The optical information recording / reproducing apparatus (optical disk apparatus) of this example is a light source used for writing data to an information recording medium (optical disk) or reproducing data written on the information recording medium (optical disk). A stable and highly reliable surface emitting laser module with no decrease in light quantity is used as a light source unit. Thereby, a stable and high-performance optical information recording / reproducing apparatus (optical disk apparatus) can be realized.
[実施例10]《光送信モジュール》
次に、本発明の実施例10に係る光送信モジュールについて説明する。本実施例は、実施例1〜5に係る面発光レーザモジュールを光源とした光送信モジュールである。以下、本実施の例に係る光送信モジュールについて図面を用いて説明する。
[Embodiment 10] << Optical transmission module >>
Next, an optical transmission module according to Embodiment 10 of the present invention will be described. The present embodiment is an optical transmission module using the surface emitting laser modules according to the first to fifth embodiments as a light source. Hereinafter, the optical transmission module according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図21は、光送信モジュールの概略図であり、同図(a)は単一の面発光レーザと単一の光ファイバを用いた光送信モジュールを示し、同図(b)は複数の光レーザからなる面発光レーザアレイと該複数の光レーザのそれぞれに対応する複数の光ファイバを用いた光送信モジュールを示している。 FIG. 21 is a schematic diagram of an optical transmission module. FIG. 21A shows an optical transmission module using a single surface emitting laser and a single optical fiber, and FIG. 21B shows a plurality of optical lasers. 1 shows an optical transmission module using a surface emitting laser array made of a plurality of optical fibers and a plurality of optical fibers corresponding to each of the plurality of optical lasers.
単一の面発光レーザを用いた光送信モジュール250は、同図(a)に示すように、面発光レーザ251(実施例1〜2に係る面発光レーザモジュール)から出射されるレーザ光252を光ファイバ(プラスチック光ファイバ(POF))253に入力し、他装置に伝送するモジュールである。 The optical transmission module 250 using a single surface emitting laser emits laser light 252 emitted from the surface emitting laser 251 (surface emitting laser module according to Examples 1 and 2), as shown in FIG. This is a module that inputs to an optical fiber (plastic optical fiber (POF)) 253 and transmits it to another device.
面発光レーザアレイを用いた光送信モジュール260は、同図(b)に示すように、面発光レーザアレイ261を構成するそれぞれの面発光レーザ(実施例3〜5に係る面発光レーザモジュール)から出射されるレーザ光262を対応する光ファイバ263に入力し、他装置に並列伝送するモジュールである。 As shown in FIG. 2B, the optical transmission module 260 using the surface emitting laser array is obtained from each of the surface emitting lasers (surface emitting laser modules according to Examples 3 to 5) constituting the surface emitting laser array 261. This is a module for inputting the emitted laser beam 262 to a corresponding optical fiber 263 and transmitting it in parallel to another device.
本実施例においては、面発光レーザとして、実施例1〜5に係る信頼性の高い面発光レーザを用いているので、高信頼の光送信モジュールを実現できる。また、光ファイバとして安価なPOFを用いた場合低コストな光送信モジュールを実現でき、家庭用やオフィスの室内用および機器内などの短距離のデータ通信に有効である。 In the present embodiment, since the highly reliable surface emitting lasers according to the first to fifth embodiments are used as the surface emitting laser, a highly reliable optical transmission module can be realized. In addition, when an inexpensive POF is used as an optical fiber, a low-cost optical transmission module can be realized, which is effective for short-distance data communication for home use, indoor use in an office, and equipment.
また、同図(b)に示した光送信モジュールを用いると、高速な並列伝送が可能となり、従来よりも多くのデータを同時に伝送できるようになった。 Further, when the optical transmission module shown in FIG. 5B is used, high-speed parallel transmission is possible, and more data can be transmitted simultaneously than in the past.
また、上記の場合は光発光レーザと光ファイバとを1対1に対応させているが、発振波長の異なる複数の面発光レーザ素子を1次元または2次元にアレイ状に配置して、波長多重送信することにより、伝送速度をさらに増大させることができる。 Further, in the above case, the light emitting laser and the optical fiber are made to correspond one-to-one. However, a plurality of surface emitting laser elements having different oscillation wavelengths are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array so that wavelength multiplexing is performed. By transmitting, the transmission rate can be further increased.
[実施例11]《光送受信モジュール》
次に、本発明の実施例11に係る光送受モジュールについて説明する。本実施例は、実施例1〜5に記載の面発光レーザモジュールを光源とした光送受信モジュールである。以下、本実施例に係る光送受信モジュールについて図面を用いて説明する。
[Embodiment 11] << Optical transceiver module >>
Next, an optical transceiver module according to an eleventh embodiment of the present invention will be described. The present example is an optical transmission / reception module using the surface emitting laser module described in any of Examples 1 to 5 as a light source. The optical transceiver module according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.
図22は、光送受信モジュールの概略図であり、同図(a)は面発光レーザモジュールが単一の面発光レーザを有する場合の構成例であり、該面発光レーザモジュールにおける単一の面発光レーザと単一の受光素子(フォトダイオード)とそれぞれに対応する光ファイバを用いた光送受信モジュールを示し、同図(b)は面発光レーザモジュールが複数の面発光レーザ(実施例3〜5に係る面発光レーザモジュール)を有する場合の構成例であり、該複数の光レーザからなる面発光レーザアレイと複数の受光素子(フォトダイオード)とそれぞれに対応する光ファイバを用いた光送受信モジュールを示している。 FIG. 22 is a schematic diagram of an optical transmission / reception module, and FIG. 22A is a configuration example in the case where the surface emitting laser module has a single surface emitting laser, and the single surface emitting in the surface emitting laser module. An optical transceiver module using a laser, a single light receiving element (photodiode), and an optical fiber corresponding to each of them is shown. FIG. 5B shows a surface emitting laser module that includes a plurality of surface emitting lasers (Examples 3 to 5). This is a configuration example in the case of having such a surface emitting laser module), and shows an optical transmission / reception module using a surface emitting laser array composed of a plurality of optical lasers, a plurality of light receiving elements (photodiodes), and an optical fiber corresponding to each. ing.
単一の面発光レーザと単一の受光素子(フォトダイオード)を用いた光送受信モジュール270は、同図(a)に示すように、面発光レーザ271(実施例1〜2に係る面発光レーザモジュール)から出射されるレーザ光272を光ファイバ(プラスチック光ファイバ(POF))273に入力し、他装置に伝送するとともに、他装置から光ファイバ(プラスチック光ファイバ(POF))275を介して伝送されてきたレーザ光276を受光素子(フォトダイオード)277で受信するモジュールである。 An optical transceiver module 270 using a single surface emitting laser and a single light receiving element (photodiode) includes a surface emitting laser 271 (surface emitting lasers according to Examples 1 and 2) as shown in FIG. The laser beam 272 emitted from the module is input to an optical fiber (plastic optical fiber (POF)) 273 and transmitted to another device, and also transmitted from another device via an optical fiber (plastic optical fiber (POF)) 275. This is a module for receiving the received laser beam 276 by a light receiving element (photodiode) 277.
面発光レーザアレイを用いた光送信モジュール280は、同図(b)に示すように、面発光レーザアレイ281を構成するそれぞれの面発光レーザ(実施例3〜5係る面発光レーザモジュール)から出射されるレーザ光282を対応する光ファイバ283に入力し、他装置に並列伝送するモジュールとともに、他装置から光ファイバ(プラスチック光ファイバ(POF))285を介して伝送されてきたレーザ光286を受光素子(フォトダイオード)アレイ287で受信するモジュールである。 The optical transmission module 280 using the surface emitting laser array emits from each surface emitting laser (surface emitting laser module according to Examples 3 to 5) constituting the surface emitting laser array 281 as shown in FIG. The laser beam 282 is input to the corresponding optical fiber 283, and the laser beam 286 transmitted from the other device via the optical fiber (plastic optical fiber (POF)) 285 is received together with the module that transmits the laser beam in parallel to the other device. This is a module that receives an element (photodiode) array 287.
本実施例においては、光源として実施例1〜5で説明した安定した高信頼性を有する面発光レーザモジュールを用いているので、安定した高信頼の光送受信モジュールを実現できる。また、光ファイバとして安価なPOFを用いた場合低コストな光送受信モジュールを実現でき、家庭用やオフィスの室内用および機器内などの短距離のデータ通信に有効である。 In the present embodiment, since the surface emitting laser module having stable and high reliability described in Embodiments 1 to 5 is used as the light source, a stable and highly reliable optical transceiver module can be realized. In addition, when an inexpensive POF is used as an optical fiber, a low-cost optical transmission / reception module can be realized, which is effective for short-distance data communication for home use, indoor use in an office, and equipment.
また、同図(b)に示した光送受信モジュールを用いると、高速な並列伝送が可能となり、従来よりも多くのデータを同時に伝送できるようになった。 Further, when the optical transceiver module shown in FIG. 5B is used, high-speed parallel transmission is possible, and more data can be transmitted simultaneously than in the past.
また、上記の場合は光発光レーザと光ファイバとを1対1に対応させているが、発振波長の異なる複数の面発光レーザ素子を1次元または2次元にアレイ状に配置して、波長多重送信することにより、伝送速度をさらに増大させることができる。 Further, in the above case, the light emitting laser and the optical fiber are made to correspond one-to-one. However, a plurality of surface emitting laser elements having different oscillation wavelengths are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array so that wavelength multiplexing is performed. By transmitting, the transmission rate can be further increased.
[実施例12]《光通信システム》
次に、本発明の実施例9に係る光情報記録再生装置(光ディスク装置)について説明する。
[Embodiment 12] << Optical communication system >>
Next, an optical information recording / reproducing apparatus (optical disc apparatus) according to Embodiment 9 of the present invention will be described.
実施例12に係る光通信システムは、実施例1〜5に係る面発光レーザモジュール、実施例10に係る光送信モジュール、あるいは、実施11に係る光送受信モジュールを用いた光通信システムである。 The optical communication system according to the twelfth embodiment is an optical communication system using the surface emitting laser modules according to the first to fifth embodiments, the optical transmission module according to the tenth embodiment, or the optical transmission / reception module according to the eleventh embodiment.
実施例12に係る光通信システムは、ミラーを内蔵した高性能の面発光レーザモジュール(実施例1〜5)、ミラーを内蔵した高性能の面発光レーザモジュールを用いた光送信モジュール(実施例10)、あるいは、ミラーを内蔵した高性能の面発光レーザモジュールを用いた光送受信モジュール(実施例11)を用いているので、安定した高性能の小型の光通信システムを実現でき、コンピュータなどの機器間伝送、さらに、機器内のボード間のデータ伝送、ボード内のLSI間、LSI内の素子間など、光インターコネクションとして、特に短距離通信に有効であり、超高速コンピュータシステムが可能となる。 The optical communication system according to the twelfth embodiment includes a high-performance surface-emitting laser module (embodiments 1 to 5) having a built-in mirror, and an optical transmission module using the high-performance surface-emitting laser module having a built-in mirror (embodiment 10). Or an optical transceiver module (Embodiment 11) using a high-performance surface-emitting laser module with a built-in mirror can be used to realize a stable and high-performance small optical communication system, such as a computer. In particular, it is effective for short-distance communication as an optical interconnection such as inter-transmission, data transmission between boards in a device, between LSIs in a board, and elements in an LSI, and an ultrahigh-speed computer system is possible.
なお、面発光レーザは、端面発光レーザに比べて桁違いに低消費電力化でき、2次元アレイ化が容易であるので、並列伝送型の光通信システムに適している。 Note that a surface emitting laser is suitable for a parallel transmission type optical communication system because it can reduce power consumption by an order of magnitude compared to an edge emitting laser and can easily form a two-dimensional array.
なお、上述した実施例はあくまでも例示したものであって本発明の権利範囲を制限するものではない。本発明の権利範囲は、上記した実施例の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等物とみなすことができる構成は全て含むものとする。 It should be noted that the above-described embodiments are merely examples and do not limit the scope of rights of the present invention. The scope of the right of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and all configurations that can be regarded as equivalent to the configurations of the scope of claims for patent are included.
101:ベース
102:キャップ
103:窓ガラス
104,107:ポスト
105:面発光レーザを用いた発光素子
106:フォトダイオードなどの受光素子
108:ミラー可動機構(ミラー入射角度変更手段)
109:ミラー
109a:固定ミラー
109b:可動ミラー
205:一次元発光アレイ素子または二次元発光アレイ素子
205aa〜205hh:二次元配列された発光部
206a〜206h:205から出射されたレーザ光
207aa,207ah:ミラー上でのビーム形状
209:ミラーアレイ
209a〜209j:一次元配列のミラー
211aa,211ah,212aa,212ah:可動させるミラーの範囲
250:光送信モジュール
251:面発光型レーザ
252:レーザ光
253:光ファイバ(プラスチック光ファイバ(POF))
260:光送信モジュール
261:面発光型レーザアレイ
262:レーザ光
263:光ファイバ
270:光送受信モジュール
271:面発光型レーザ
272:レーザ光
273:光ファイバ(プラスチック光ファイバ(POF))
280:光送信モジュール
281:面発光型レーザアレイ
282:レーザ光
283:光ファイバ
285:光ファイバ(プラスチック光ファイバ(POF))
286:レーザ光
287:受光素子(フォトダイオード)アレイ
310:光源ユニット
311:カップリングレンズ
312:開口板(アパーチャ)
313:シリンドリカルレンズ
314:ポリゴンミラー
315:fθレンズ
316:トロイダルレンズ
317,318:ミラー
400:VCSEL駆動回路基板
401:面発光レーザモジュール
402:VCSEL駆動回路
403:制御回路
411,411a〜411d:VCSEL(発光素子)
421:フォトダイオード(受光素子)
431:ミラー可動機構制御回路
500:レーザプリンタ
600:露光装置
601:面発光レーザアレイ
602:コリメートレンズ
603:ハーフミラー
604:レンズ
605:光量センサ
606:アパーチャ
607:シリンダレンズ
608:折り返しミラー
609:回転多面鏡
610,610a:Fθレンズ
611,612:シリンダミラー
620:面発光レーザダイオードアレイ
621:ビームスプリッタ
622:光検出器
623:レーザ光
630:半導体レーザチップ
631:コリメートレンズ
632:平面鏡
633:フォトダイオード
640:半導体レーザ
641:レーザ発光部
642:絞り部材
643:コリメータレンズ
644:凹面反射部
645:フォトダイオード
650:半導体レーザチップ
651:コリメータレンズ
652:筺体
653:透明平板
654:ドーナツ型受光素子
660:レーザチップ
661:ウインドウガラス
662:ドーナツ型の受光素子
663:電極
670:面発光レーザ
671:光路変更手段(液体マイクロレンズアレイ)
672:カバーガラス
673:カップリングレンズ
674:折り返しミラー
675:光検出器
900:光走査装置
901:感光体ドラム
902:帯電チャージャ
903:現像ローラ
904:トナーカートリッジ
905:クリーニングブレード
906:給紙トレイ
907:給紙コロ
908:レジストローラ対
909:定着ローラ
910:排紙トレイ
911:転写チャージャ
912:排紙ローラ
914:除電ユニット
920:転写ベルト
930:定着手段
LA:面発光型レーザアレイ
VCSEL:面発光型レーザ
K1:ブラック(K)用の感光体ドラム
K2:ブラック(K)用の帯電器
K4:ブラック(K)用の現像器
K5:ブラック(K)用のクリーニング手段
K6:ブラック(K)用の転写用帯電手段
C1:シアン(C)用の感光体ドラム
C2:シアン(C)用の帯電器
C4:シアン(C)用の現像器
C5:シアン(C)用のクリーニング手段
C6:シアン(C)用の転写用帯電手段
M1:マゼンタ(M)用の感光体ドラム
M2:マゼンタ(M)用の帯電器
M4:マゼンタ(M)用の現像器
M5:マゼンタ(M)用のクリーニング手段
M6:マゼンタ(M)用の転写用帯電手段
Y1:イエロー(Y)用の感光体ドラム
Y2:イエロー(Y)用の帯電器
Y4:イエロー(Y)用の現像器
Y5:イエロー(Y)用のクリーニング手段
Y6:イエロー(Y)用の転写用帯電手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101: Base 102: Cap 103: Window glass 104,107: Post 105: Light emitting element using surface emitting laser 106: Light receiving element such as a photodiode 108: Mirror moving mechanism (mirror incident angle changing means)
109:
260: Optical transmission module 261: Surface emitting laser array 262: Laser light 263: Optical fiber 270: Optical transmission / reception module 271: Surface emitting laser 272: Laser light 273: Optical fiber (plastic optical fiber (POF))
280: Optical transmission module 281: Surface emitting laser array 282: Laser light 283: Optical fiber 285: Optical fiber (plastic optical fiber (POF))
286: Laser light 287: Light receiving element (photodiode) array
310: Light source unit 311: Coupling lens 312: Aperture plate (aperture)
313: Cylindrical lens 314: Polygon mirror 315: fθ lens 316:
421: Photodiode (light receiving element)
431: Mirror moving mechanism control circuit 500: Laser printer 600: Exposure apparatus 601: Surface emitting laser array 602: Collimating lens 603: Half mirror 604: Lens 605: Light quantity sensor 606: Aperture 607: Cylinder lens 608: Folding mirror 609: Rotation Polyhedral mirrors 610, 610a:
672: Cover glass 673: Coupling lens 674: Folding mirror 675: Optical detector 900: Optical scanning device 901: Photosensitive drum 902: Charger 903: Developing roller 904: Toner cartridge 905: Cleaning blade 906: Paper feed tray 907 : Feed roller 908: Registration roller pair 909: Fixing roller 910: Paper discharge tray 911: Transfer charger 912: Paper discharge roller 914: Static elimination unit 920: Transfer belt 930: Fixing means LA: Surface emitting laser array VCSEL: Surface light emission Type laser K1: Photosensitive drum for black (K) K2: Charger for black (K) K4: Developer for black (K) K5: Cleaning means for black (K) K6: For black (K) Charging means C1: Cyan (C) C2: Cyan (C) charger C4: Cyan (C) developer C5: Cyan (C) cleaning means C6: Cyan (C) transfer charging means M1: Magenta Photosensitive drum for M) M2: Charger for magenta (M) M4: Developer for magenta (M) M5: Cleaning means for magenta (M) M6: Charging means for transfer for magenta (M) Y1 : Photosensitive drum for yellow (Y) Y2: Charger for yellow (Y) Y4: Developer for yellow (Y) Y5: Cleaning means for yellow (Y) Y6: Transfer for yellow (Y) Charging means
Claims (14)
前記ミラー入射角度変更手段によるミラーへ出射された光の入射角度の変更により、光が前記受光素子に入射する状態と外部に出射される状態とを切り替えることを特徴とする面発光レーザモジュール。 A light emitting element comprising a surface emitting laser, a mirror for reflecting the light emitted from the light emitting element, a light receiving element for receiving the light reflected by the mirror, and the light emitted from the light emitting element to the mirror Mirror incident angle changing means for changing the incident angle with the whole of the mirror or a part of the mirror,
A surface-emitting laser module that switches between a state in which light is incident on the light receiving element and a state in which light is emitted to the outside by changing the incident angle of the light emitted to the mirror by the mirror incident angle changing means.
前記面発光レーザモジュールから出射された1または複数のレーザ光を該コリメートレンズと該開口板を介して前記偏向手段に入射させるようにしたことを特徴とする請求項10に記載の光走査装置。 A collimating lens that converts light into parallel light, and an aperture plate that has an aperture that allows light in the center of the parallel light to pass through.
11. The optical scanning device according to claim 10, wherein one or a plurality of laser beams emitted from the surface emitting laser module are incident on the deflecting unit through the collimating lens and the aperture plate.
前記少なくとも一つの像担持体に対して、画像情報によって変調された1または複数のレーザ光を走査する少なくとも一つの請求項10または11に記載の光走査装置とを備えたことを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。 At least one image carrier;
12. The optical scanning device according to claim 10 or 11, wherein the at least one image carrier is scanned with one or more laser beams modulated by image information. Item 13. The image forming apparatus according to Item 12.
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