JP4938375B2 - Optical scanning device and image forming device - Google Patents

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Description

本発明は、像担持体上に潜像を形成する光走査装置、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらのうちの少なくとも2つの機能を有する複合機、プロッタ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device for forming a latent image on an image carrier, a copying machine having the optical scanning device, a printer, a facsimile, a multifunction device having at least two of these functions, and an image forming device such as a plotter. About.

電子写真における画像記録において、高精細な画像品質を得るための画像形成手段として、レーザを用いた画像形成方法が広く用いられている。電子写真の場合、感光性を有するドラムの軸方向にポリゴンミラーを用いてレーザを走査(主走査)しつつ、ドラムを回転させ(副走査)潜像を形成する方法が一般的である。
このような電子写真分野では画像の高密度化及び画像出力の高速化が求められている。しかしながら画像の高密度化と画像出力速度はトレードオフの関係になっており、両立することが求められている。
In image recording in electrophotography, an image forming method using a laser is widely used as an image forming means for obtaining high-definition image quality. In the case of electrophotography, a method of forming a latent image by rotating a drum (sub-scanning) while scanning a laser (main scanning) using a polygon mirror in the axial direction of a photosensitive drum is used.
In such an electrophotographic field, higher density of images and higher speed of image output are required. However, image densification and image output speed are in a trade-off relationship and are required to be compatible.

両立する方法としては、ポリゴンスキャナの高速回転化が考えられるが、ポリゴンスキャナの騒音の増大・消費電力の増大・耐久性の劣化を生じてしまう。
これを防ぐ方法として、マルチビーム化があり、方式としては以下が考えられる。
(1)特許文献2等に記載されているように、複数の端面発光LDを合成する方式
(2)端面発光の1次元LDアレイ
(3)2次元LDアレイ
As a method for achieving both, it is conceivable to increase the rotation speed of the polygon scanner. However, this increases the noise of the polygon scanner, the power consumption, and the durability.
As a method for preventing this, there is a multi-beam method, and the following methods can be considered.
(1) As described in Patent Document 2 and the like, a method of synthesizing a plurality of end surface light emitting LDs (2) a one-dimensional LD array for end surface light emission (3) a two-dimensional LD array

ここで、端面発光LDを合成する方式は、汎用の1LDを用いることができるため、安価となるが、LDとカップリングレンズ間の相対的な位置関係を複数ビームで安定的に保つのが困難であり、マルチビームによって被走査面上に形成される走査線間隔が不均一になる。また、この方式では非常に多くの光源数を有するのは困難であり、超高密度・超高速化を達成するのは困難である。
端面発光の一次元LDアレイは走査線間隔を均一にすることができるが、素子の消費電力が大きくなってしまう。また、ビーム数を極端に増やすと、光学系の光学素子の光軸からのビームのずれ量が大きくなってしまい、光学特性が劣化する。
一方、面発光レーザ(垂直共振器型面発光レーザ、VCSEL)は基板に対して垂直方向に光を出射する半導体レーザであり、二次元集積化が容易である。さらに消費電力は端面型レーザに比べて一桁程度小さく、より多くの光源を二次元集積するのに有利である。
Here, the method of synthesizing the edge-emitting LD is inexpensive because a general-purpose 1LD can be used, but it is difficult to stably maintain the relative positional relationship between the LD and the coupling lens with a plurality of beams. In other words, the interval between the scanning lines formed on the surface to be scanned by the multi-beam becomes non-uniform. In this method, it is difficult to have a very large number of light sources, and it is difficult to achieve ultra high density and high speed.
The one-dimensional LD array of edge emission can make the scanning line interval uniform, but the power consumption of the element increases. Further, if the number of beams is extremely increased, the amount of deviation of the beam from the optical axis of the optical element of the optical system increases, and the optical characteristics deteriorate.
On the other hand, a surface emitting laser (vertical cavity surface emitting laser, VCSEL) is a semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to a substrate, and is easily two-dimensionally integrated. Further, the power consumption is about an order of magnitude smaller than that of the edge type laser, which is advantageous for integrating more light sources in two dimensions.

ポリゴンを使って走査する書き込み光学系の例として、特許文献1、2に記載のものが知られている。
特許文献1には、面発光LDを用いた画像形成装置が記載されており、主走査方向の最周辺の光源間の距離が、副走査方向の最周辺の光源間の距離よりも短くなっている。
特許文献2には、2次元的に配列した光源と走査光学系を組み合わせた構成が記載されており、主走査方向の最周辺の光源間の距離と副走査方向の最周辺の光源間の距離は同じ長さになっている。
As examples of a writing optical system that scans using polygons, those described in Patent Documents 1 and 2 are known.
Patent Document 1 describes an image forming apparatus using a surface-emitting LD, and the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction is shorter than the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction. Yes.
Patent Document 2 describes a configuration in which a two-dimensionally arranged light source and a scanning optical system are combined, and the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction and the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction. Are the same length.

特開2004−287292号公報JP 2004-287292 A 特開2005−250319号公報JP-A-2005-250319

上述のように、従来においては主走査方向の最周辺の光源間の距離が、副走査方向の最周辺の光源間の距離よりも短いか、等しくなっている。
このとき、被走査面上で、高密度対応の走査線間隔とするためには、光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を低減する必要があり、光量不足となってしまう。特に、面発光レーザ素子の場合、高出力化が大きな課題となるので、切実な問題となる。特に特許文献1記載の構成では、超高密度化と光量確保を両立することは困難である。
また、全光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を小さくするためには、走査光学系の被走査面に最も近く副走査方向に正のパワーを有する光学素子を被走査面に近づける必要があり、このため、被走査面に最も近い光学素子のサイズが大きくなり、コストアップする。
As described above, conventionally, the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction is shorter than or equal to the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction.
At this time, in order to obtain a scanning line interval corresponding to high density on the surface to be scanned, it is necessary to reduce the absolute value of the lateral magnification in the sub-scanning direction of the optical system, resulting in insufficient light quantity. In particular, in the case of a surface emitting laser element, high output is a big problem, which is a serious problem. In particular, with the configuration described in Patent Document 1, it is difficult to achieve both ultra-high density and light intensity.
Further, in order to reduce the absolute value of the lateral magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system, it is necessary to bring the optical element closest to the scanning surface of the scanning optical system and having positive power in the sub-scanning direction closer to the scanning surface. For this reason, the size of the optical element closest to the surface to be scanned increases, resulting in an increase in cost.

また、前記光学素子を装着するためのハウジングが大きくなってしまい、機械サイズ(装置サイズ)が大きくなってしまうという問題点も生じる。また、被走査面と走査光学系との間のスペースが狭くなり、配備できるトナー量が少なくなり、トナー交換を頻繁に行なう必要がある。
また、画像出力のために必要な、帯電手段、転写手段、現像手段、定着手段という電子写真プロセスを実施するための手段を配備するためのスペースが少なくなり、走査光学系と逆側に帯電手段、転写手段、現像手段、定着手段を配備せざるを得なくなり、機械サイズが大きくなってしまう。
また、全光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を小さくするもう一つの方法として、偏向器前光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を小さくするという方法があるが、このとき、偏向手段に近い線像形成用のレンズを偏向手段(ポリゴンスキャナ)に近づける必要があり、線像形成レンズがポリゴンスキャナによる熱発生の影響を受けるという問題が発生する。
In addition, the housing for mounting the optical element becomes large, resulting in a problem that the machine size (device size) becomes large. Further, the space between the surface to be scanned and the scanning optical system is narrowed, the amount of toner that can be deployed is reduced, and it is necessary to frequently replace the toner.
In addition, a space for arranging a means for carrying out an electrophotographic process such as a charging means, a transfer means, a developing means, and a fixing means necessary for image output is reduced, and the charging means is on the opposite side to the scanning optical system. Therefore, the transfer unit, the developing unit, and the fixing unit must be provided, and the machine size becomes large.
Another method for reducing the absolute value of the lateral magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system is to reduce the absolute value of the lateral magnification in the sub-scanning direction of the pre-deflector optical system. Therefore, it is necessary to bring the line image forming lens close to the deflecting means close to the deflecting means (polygon scanner), and there is a problem that the line image forming lens is affected by heat generation by the polygon scanner.

本発明は、光利用効率を向上させることにより、高速化を実現させるとともに高密度化を実現し、且つ、主走査、副走査方向とも良好な光学特性を得ることができる光走査装置、該光走査装置を有する画像形成装置の提供を、その目的とする。   The present invention provides an optical scanning device capable of realizing high speed and high density by improving the light utilization efficiency, and obtaining good optical characteristics in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a scanning device.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第1光学系と、前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第2光学系とを有し、前記第1光学系は前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズからのビームを主走査方向に長い線像に形成するアナモフィックレンズと、該カップリングレンズから出射されたビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部と、を有し、主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の前記光源間の距離よりも長く、前記アナモフィックレンズは主走査方向に正のパワーを有し、前記開口部の主走査方向の幅は副走査方向の幅よりも大きく、前記光源の最周辺の発光部の少なくとも1つは、最周辺以外の発光部よりも発光量を大きくすることを特徴とする光走査装置としている To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a light source in which a plurality of semiconductor lasers are arranged two-dimensionally, a first optical system for guiding a plurality of beams from the light source to a deflecting means, and the deflecting means and a second optical system for guiding the scanned surface multiple beams from said first optical system includes a coupling lens for coupling the beam emitted from the light source, the beam from the coupling lens An anamorphic lens that forms a line image that is long in the main scanning direction, and an opening that restricts the light beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction with respect to the beam emitted from the coupling lens, and in the main scanning direction The distance between the light sources at the outermost periphery is longer than the distance between the light sources at the outermost periphery in the sub-scanning direction, the anamorphic lens has a positive power in the main scanning direction, and width Greater than the sub-scanning direction width, at least one of the outermost periphery of the light emitting portion of the light source is directed to an optical scanning apparatus characterized by increasing the light emission amount from the light emission portion other than the most peripheral.

請求項2記載の発明では、請求項1に記載の光走査装置を用いた画像形成装置としている The invention according to claim 2 is an image forming apparatus using the optical scanning device according to claim 1 .

請求項3記載の発明では、請求項1に記載の光走査装置を用いた多色対応の画像形成装置としている According to a third aspect of the invention, a multi-color image forming apparatus using the optical scanning device according to the first aspect is provided .

本発明によれば、本発明によれば、主走査方向の最周辺の光源間距離を副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くすると高密度への対応が容易になり、アナモフィックレンズが主走査方向に正のパワーを持つことにより、両最周辺のビームのポリゴンミラー面上でのビーム間距離は短くなり、主走査、副走査とも良好な光学特性が得られる。
また、面発光LDアレイを用いることにより、ポリゴンスキャナを低速回転にすることができ、更に、光源を駆動するための消費電力も小さくできる。
また、光量ばらつきを低減でき、濃度むらのない光走査装置を実現できる。
また、高密度・高速対応の画像形成装置を提供できる。
According to the present invention, according to the present invention, if the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction is longer than the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction, it becomes easy to cope with high density, and the anamorphic lens By having positive power in the main scanning direction, the distance between the beams on the polygon mirror surface of the two most peripheral beams is shortened, and good optical characteristics can be obtained in both main scanning and sub scanning.
Further, by using the surface emitting LD array, the polygon scanner can be rotated at a low speed, and the power consumption for driving the light source can be reduced.
In addition, it is possible to realize an optical scanning device that can reduce variations in the amount of light and has no density unevenness.
In addition, an image forming apparatus compatible with high density and high speed can be provided.

以下、本発明の第1の実施形態を図1乃至図10に基づいて説明する。
まず、図6に基づいて本実施形態に係る光走査装置の基本的構成を説明する。光源1は二次元配列された半導体レーザである。光源1から射出した光束はカップリングレンズ2により弱い発散光となり、開口部としてのアパーチャ3を経て、アナモフィックレンズ4により主走査方向は平行光、副走査方向は偏向手段としてのポリゴンミラー5近傍に集束する光束となる。
光束はさらにポリゴンミラー5により偏向され、偏向器側走査レンズ6と像面側走査レンズ7により、防塵ガラス8を経て、被走査面としての像面9に結像する。ポリゴンミラー5と偏向器側走査レンズ6の間には防音ガラス10が配備されている。光源1とカップリングレンズ2は材質がアルミニウムである同一の部材に固定されている。
符号11はダミーミラーを示し、カップリングレンズ2、アパーチャ3、アナモフィックレンズ4、ダミーミラー11、防音ガラス10により、光源1からの複数ビームをポリゴンミラー5に導く第1光学系が構成される。
また、防音ガラス10、偏向器側走査レンズ6、像面側走査レンズ7、防塵ガラス8により、ポリゴンミラー5からの複数ビームを被走査面に導く第2光学系が構成される。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
First, the basic configuration of the optical scanning device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The light source 1 is a two-dimensionally arranged semiconductor laser. The light beam emitted from the light source 1 becomes weakly divergent light by the coupling lens 2, passes through the aperture 3 as an opening, and is parallel light in the main scanning direction by the anamorphic lens 4, and in the vicinity of the polygon mirror 5 as the deflecting means in the sub-scanning direction. The light beam is focused.
The light beam is further deflected by the polygon mirror 5, and forms an image on the image surface 9 as a scanned surface through the dust-proof glass 8 by the deflector side scanning lens 6 and the image surface side scanning lens 7. A soundproof glass 10 is disposed between the polygon mirror 5 and the deflector-side scanning lens 6. The light source 1 and the coupling lens 2 are fixed to the same member made of aluminum.
Reference numeral 11 denotes a dummy mirror. The coupling lens 2, the aperture 3, the anamorphic lens 4, the dummy mirror 11, and the soundproof glass 10 constitute a first optical system that guides a plurality of beams from the light source 1 to the polygon mirror 5.
The soundproof glass 10, the deflector side scanning lens 6, the image plane side scanning lens 7, and the dustproof glass 8 constitute a second optical system that guides a plurality of beams from the polygon mirror 5 to the scanned surface.

次に、面発光レーザアレイから成る光源1について詳細に説明する。
本実施形態の面発光レーザアレイは以下のようにして作製することができる。AlAs層を選択酸化した電流狭窄構造を用いた780nm帯面発光レーザの構造例である。
波長は、像担持体としての感光体の感度特性に合わせて選定できる。図3に断面構造の概略図を示す。また、図4には活性層周辺Aの拡大図を示す。
図3に示すように、面発光レーザ素子は、n−GaAs基板上20に、Al0.12Ga0.88As量子井戸層/Al0.3Ga0.7As障壁層からなる活性層21を含み、Al0.6Ga0.4Asスペーサ層22とからなる1波長光学厚さの共振器領域を、各層λ/4の光学厚さで40.5ペアのn−Al0.3Ga0.7As高屈折率層/n−Al0.9Ga0.1As低屈折率層からなる下部反射鏡23と、24ペアのp−Al0.3Ga0.7As高屈折率層/p−Al0.9Ga0.1As低屈折率層からなる上部反射鏡24とで挟んだ構成となっている。
Next, the light source 1 composed of a surface emitting laser array will be described in detail.
The surface emitting laser array of this embodiment can be manufactured as follows. This is a structural example of a 780-nm band surface emitting laser using a current confinement structure in which an AlAs layer is selectively oxidized.
The wavelength can be selected according to the sensitivity characteristics of the photoconductor as the image carrier. FIG. 3 shows a schematic diagram of a cross-sectional structure. FIG. 4 shows an enlarged view of the periphery A of the active layer.
As shown in FIG. 3, the surface emitting laser element has an active layer 21 made of an Al 0.12 Ga 0.88 As quantum well layer / Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer on an n-GaAs substrate 20. 1 wavelength optical thickness resonator region composed of Al 0.6 Ga 0.4 As spacer layer 22 and 40.5 pairs of n-Al 0.3 Ga with an optical thickness of each layer λ / 4. Lower reflector 23 composed of 0.7 As high refractive index layer / n-Al 0.9 Ga 0.1 As low refractive index layer and 24 pairs of p-Al 0.3 Ga 0.7 As high refractive index layer / P-Al 0.9 Ga 0.1 As The structure is sandwiched between the upper reflecting mirrors 24 made of a low refractive index layer.

さらに、AlAs被選択酸化層(電流注入部)25が共振器領域からλ/4離れた上部反射鏡24に設けられている。なお反射鏡の各層の間には抵抗低減のために組成が徐々に変わる組成傾斜層を含む。
これらの結晶成長にはMOCVD法やMBE法を用いることができる。次に、ドライエッチング法によりメサ形状を形成する。エッチング面は下部反射鏡23中に達するようにすることが一般的である。次に、エッチング工程により側面が露出したAlAs被選択酸化層25を、水蒸気中で熱処理し周辺を酸化させ、AlxOyの絶縁物層に変え、素子駆動電流の経路を中心部の酸化されていないAlAs領域だけに制限する電流狭窄構造を形成する。続いて、SiO保護層(図示せず)を設け、更にポリイミドでエッチング部を埋め込んで平坦化し、pコンタクト層(p−GaAsコンタクト層)26と光出射部27のある上部反射鏡24上のポリイミドとSiO保護層(図示せず)を除去し、pコンタクト層26上の光出射部27以外にp側個別電極28を形成し、裏面にn側共通電極29を形成した。
Further, an AlAs selectively oxidized layer (current injection portion) 25 is provided on the upper reflecting mirror 24 that is λ / 4 away from the resonator region. In addition, between each layer of a reflective mirror, the composition gradient layer from which a composition changes gradually for resistance reduction is included.
For these crystal growths, MOCVD or MBE can be used. Next, a mesa shape is formed by dry etching. In general, the etching surface reaches the lower reflecting mirror 23. Next, the AlAs selective oxidation layer 25 whose side surfaces are exposed by the etching process is heat-treated in water vapor to oxidize the surroundings to an AlxOy insulator layer, and the device driving current path is not oxidized at the center. A current confinement structure is formed that limits only to the region. Subsequently, a SiO 2 protective layer (not shown) is provided, and the etched portion is further filled with polyimide to be flattened. On the upper reflector 24 having the p contact layer (p-GaAs contact layer) 26 and the light emitting portion 27. The polyimide and the SiO 2 protective layer (not shown) were removed, the p-side individual electrode 28 was formed in addition to the light emitting portion 27 on the p-contact layer 26, and the n-side common electrode 29 was formed on the back surface.

図3において、符号30はAlxOy電流狭窄層を、31は絶縁膜(ポリイミド)を示している。
図4において、符号32は、Al0.12Ga0.88As活性層を、33は、Al0.3Ga0.7As障壁層を、34は、Al0.6Ga0.4As上部スペーサ層を、35は、Al0.6Ga0.4As下部スペーサ層を、36は、上部反射鏡最下部のAl0.9Ga0.1As低屈折率層(λ/4)を、37は、下部反射鏡最上部のAl0.9Ga0.1As低屈折率層(λ/4)をそれぞれ示している。
In FIG. 3, reference numeral 30 denotes an AlxOy current confinement layer, and 31 denotes an insulating film (polyimide).
In FIG. 4, reference numeral 32 denotes an Al 0.12 Ga 0.88 As active layer, 33 denotes an Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer, and 34 denotes an Al 0.6 Ga 0.4 As upper part. The spacer layer, 35 is an Al 0.6 Ga 0.4 As lower spacer layer, 36 is an Al 0.9 Ga 0.1 As low refractive index layer (λ / 4) at the bottom of the upper reflector, Reference numeral 37 denotes an Al 0.9 Ga 0.1 As low refractive index layer (λ / 4) at the top of the lower reflecting mirror.

本実施形態の場合、ドライエッチング法により形成されたメサ部が各面発光レーザ素子となる。本発明のアレイ配置を形成する方法は、本発明のアレイ配置に沿ったフォトマスクを形成し、通常のフォトリソグラフ工程によりエッチング用マスクを形成し、エッチングすることで形成できる。
アレイの各素子の電気的空間的分離のために素子と素子の間の溝は5μm程度以上は設けることが好ましい。あまり狭いとエッチングの制御が難しくなるからである。また、メサ部は本実施形態のような円形の他に、楕円形や、正方形、長方形の矩形など任意の形状とすることができる。また、大きさ(直径など)は10μm程度以上設けることが好ましい。あまり小さいと素子動作時に熱がこもり、特性が悪くなるからである。
In the case of this embodiment, the mesa portion formed by the dry etching method becomes each surface emitting laser element. The method of forming the array arrangement of the present invention can be formed by forming a photomask along the array arrangement of the present invention, forming an etching mask by a normal photolithography process, and etching.
For electrical and spatial separation of each element of the array, it is preferable to provide a groove between the elements of about 5 μm or more. This is because if it is too narrow, it becomes difficult to control etching. In addition to the circular shape as in the present embodiment, the mesa portion can have any shape such as an ellipse, a square, or a rectangular rectangle. Further, the size (diameter or the like) is preferably about 10 μm or more. This is because if it is too small, heat is accumulated during device operation, and the characteristics deteriorate.

本実施形態のアレイ配置は、図1に示すように、4×8アレイである。副走査方向の隣り合う素子とは等間隔:dとし、アレイの副走査方向位置関係は等間隔C'=d/nとする。そして、主走査方向の隣り合う素子とは等間隔:Xである。具体的にはdを18.4μm、Xを30μmとした。C'=2.3μmとなる。
本実施形態の素子間隔d、Xを図2に示す従来例に適用すると、C=d/n=4.6μmであるので、本実施形態のアレイの各素子中心から副走査方向に垂線を下ろしたときの副走査方向における各素子の間隔C'は50%であり、平面内の素子間隔が同じであっても本発明によると高密度となることがわかる。
なお素子間隔d、Xは、上記プロセス上の制約の他にアレイで動作時の他の素子からの熱干渉の影響も考慮して決める必要がある。
また、副走査方向での高密度化に影響のない主走査方向の素子間隔を広げているので、各素子間の熱干渉の影響低減や、各素子の配線を通すために必要なスペースを確保することができる。
The array arrangement of the present embodiment is a 4 × 8 array as shown in FIG. The adjacent elements in the sub-scanning direction are equally spaced: d, and the positional relationship of the array in the sub-scanning direction is equally spaced C ′ = d / n. The adjacent elements in the main scanning direction are at equal intervals: X. Specifically, d was 18.4 μm and X was 30 μm. C ′ = 2.3 μm.
When the element spacings d and X of the present embodiment are applied to the conventional example shown in FIG. 2, C = d / n = 4.6 μm. Therefore, a perpendicular line is dropped from the center of each element of the array of the present embodiment in the sub-scanning direction. The distance C ′ between the elements in the sub-scanning direction at this time is 50%, and it can be seen that according to the present invention, the density becomes high even if the element spacing in the plane is the same.
Note that the element spacings d and X need to be determined in consideration of the influence of thermal interference from other elements when operating in the array in addition to the above process restrictions.
In addition, since the element spacing in the main scanning direction that does not affect the density increase in the sub-scanning direction has been expanded, the effect of thermal interference between each element is reduced and the space required to pass the wiring of each element is secured. can do.

なお、前述した780nm帯面発光レーザは、別の材料でも作製できる。図5にその活性層周辺の拡大図を示す。
図5に示すように活性層は、圧縮歪組成であってバンドギャップ波長が780nmとなる3層のGaInPAs量子井戸活性層32'と、格子整合する4層の引っ張り歪みを有するGa0.6In0.4P障壁層33'とから構成し、電子を閉じ込めるためのクラッド層(本実施形態ではスペーサ層34'、35')としてワイドバンドギャップである(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを用いている。
キャリア閉じ込めのクラッド層をAlGaAs系で形成した場合に比べて、クラッド層と量子井戸活性層とのバンドギャップ差を極めて大きく取ることができる。他は図4と同様である。
Note that the above-described 780 nm band surface emitting laser can be manufactured using another material. FIG. 5 shows an enlarged view around the active layer.
As shown in FIG. 5, the active layer has a compressive strain composition, a GaInPAs quantum well active layer 32 ′ having a band gap wavelength of 780 nm, and a Ga 0.6 In having a lattice-matched four-layer tensile strain. A clad layer (in this embodiment, spacer layers 34 'and 35' in the present embodiment) that is composed of a 0.4 P barrier layer 33 'and has a wide band gap (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0 .5 In 0.5 P is used.
The band gap difference between the cladding layer and the quantum well active layer can be made extremely large as compared with the case where the carrier confinement cladding layer is formed of AlGaAs. Others are the same as FIG.

表1には、AlGaAs(スペーサ層)/AlGaAs(量子井戸活性層)系780nm,850nm面発光型半導体レーザ、さらに、AlGaInP(スペーサ層)/GaInPAs(量子井戸活性層)系780nm面発光型半導体レーザの典型的な材料組成でのスペーサ層と井戸層、及び障壁層と井戸層とのバンドギャップ差が示されている。なお、スペーサ層とは、通常構成の場合には活性層と反射鏡の間にあたる層のことであって、キャリアを閉じ込めるためのクラッド層としての機能を有している層を指している。   Table 1 shows an AlGaAs (spacer layer) / AlGaAs (quantum well active layer) system 780 nm and 850 nm surface emitting semiconductor laser, and an AlGaInP (spacer layer) / GaInPAs (quantum well active layer) system 780 nm surface emitting semiconductor laser. The band gap difference between the spacer layer and the well layer and the barrier layer and the well layer with the typical material composition is shown. Note that the spacer layer is a layer between the active layer and the reflecting mirror in the case of a normal configuration, and indicates a layer having a function as a cladding layer for confining carriers.

Figure 0004938375
Figure 0004938375

表1に示すように、AlGaInP(スペーサ層)/GaInPAs(量子井戸活性層)系780nm面発光型半導体レーザによれば、AlGaAs/AlGaAs系780nm面発光型半導体レーザはもとより、AlGaAs/AlGaAs系850nm面発光型半導体レーザよりもバンドギャップ差を大きく取れることが判る。
具体的にクラッド層と活性層とのバンドギャップ差は、クラッド層をAlGaAsで形成した場合の466meV(Al組成0.6の場合)に比べて、743meVであり極めて大きい。障壁層と活性層とのバンドギャップ差も同様に優位差があり、良好なキャリア閉じ込めとなる。
また、活性層が圧縮歪を有しているので、ヘビーホールとライトホールのバンド分離により利得の増加が大きくなった。これらにより高利得となるので、低閾値で高出力であった。
As shown in Table 1, according to the AlGaInP (spacer layer) / GaInPAs (quantum well active layer) system 780 nm surface emitting semiconductor laser, the AlGaAs / AlGaAs system 780 nm surface emitting semiconductor laser as well as the AlGaAs / AlGaAs system 850 nm surface are used. It can be seen that the band gap difference can be made larger than that of the light emitting semiconductor laser.
Specifically, the band gap difference between the clad layer and the active layer is 743 meV, which is extremely large, compared to 466 meV (when the Al composition is 0.6) when the clad layer is formed of AlGaAs. Similarly, the band gap difference between the barrier layer and the active layer also has a dominant difference, resulting in good carrier confinement.
In addition, since the active layer has compressive strain, the increase in gain is increased by band separation of heavy holes and light holes. Because of these high gains, the output was high at a low threshold.

なお、この効果は、GaAs基板とほぼ同じ格子定数を有するAlGaAs系で作製した780nmや850nm面発光レーザでは得られない。
さらには、キャリア閉じ込め向上、歪量子井戸活性層による高利得化によって低閾値化することで、光取り出し側DBRの反射率低減が可能となり、さらに高出力化できる。
また、本実施例のように利得が大きくなると温度上昇による光出力低下を抑えることができ、アレイの素子間隔をより狭くすることができる。
また、活性層と障壁層は、Alを含んでいない材料から構成されており、Alフリー活性領域(量子井戸活性層、及びそれに隣接する層)としているので、酸素の取り込みが低減することで非発光再結合センターの形成を抑えることができ、長寿命化を図れる。これにより、書き込みユニット(光走査装置)もしくは光源ユニットの再利用が可能となる。
This effect cannot be obtained with a 780 nm or 850 nm surface emitting laser made of an AlGaAs system having substantially the same lattice constant as the GaAs substrate.
Further, by lowering the threshold value by improving carrier confinement and increasing the gain by the strained quantum well active layer, the reflectivity of the light extraction side DBR can be reduced, and the output can be further increased.
Further, when the gain is increased as in this embodiment, a decrease in light output due to a temperature rise can be suppressed, and the array element spacing can be further narrowed.
In addition, the active layer and the barrier layer are made of a material that does not contain Al, and are formed as an Al-free active region (a quantum well active layer and a layer adjacent thereto). The formation of the light-emitting recombination center can be suppressed, and the life can be extended. Thereby, the writing unit (optical scanning device) or the light source unit can be reused.

本実施形態に係る光走査装置をさらに詳細に説明する。
図2に示すように、従来の二次元LDアレイは、主走査方向に4列、副走査方向に8行の配置となっている。従って、主走査方向の最周辺の光源間の距離は(n−1)×X=3X(n=4)となり、副走査方向の最周辺の光源間の距離は(m−1)×d=7d(m=8)となり、7d>3Xとなる。
このとき、全光学系の副走査方向の横倍率をβsとすると、被走査面上における走査線間隔のピッチは|βs|×d/4となり、高密度対応の場合に所望のピッチを得るのが困難となる。
例えば2400dpiの場合には、25.4/2400=10.6μm、4800dpiの場合には、25.4mm/4800=5.3μmとなるが、|βs|×d/nをこの値と等しくする必要がある。
The optical scanning device according to this embodiment will be described in more detail.
As shown in FIG. 2, the conventional two-dimensional LD array has four columns in the main scanning direction and eight rows in the sub-scanning direction. Therefore, the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction is (n−1) × X = 3X (n = 4), and the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction is (m−1) × d = 7d (m = 8), and 7d> 3X.
At this time, if the horizontal magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system is βs, the pitch of the scanning line interval on the surface to be scanned is | βs | × d / 4, and a desired pitch can be obtained in the case of high density correspondence. It becomes difficult.
For example, in the case of 2400 dpi, 25.4 / 2400 = 10.6 μm, and in the case of 4800 dpi, 25.4 mm / 4800 = 5.3 μm, but | βs | × d / n needs to be equal to this value There is.

これを解決するための達成手段の1つを図1で説明する。図示したように、主走査方向に8列、副走査方向に4行の配置となっている。従って、主走査方向の最周辺の光源間の距離は(n−1)×X=7X(n=8)となり、副走査方向の最周辺の光源間の距離は(m−1)×d=3d(m=4)となり、7X>3dとなる。
従って、主走査方向の最周辺の光源間の距離は副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くなっている。このとき、被走査面上の走査線間隔のピッチは|βs|×d/7となり、従来例に比べ、高密度対応の場合に所望のピッチを得るのが容易となる。
つまり、主走査方向の最周辺の光源間距離を副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くすると、高密度への対応が容易になる。しかし、主走査方向の最周辺の光源間の距離が大きくなってしまう。
One means for achieving this is illustrated in FIG. As shown in the figure, there are 8 columns in the main scanning direction and 4 rows in the sub-scanning direction. Accordingly, the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction is (n−1) × X = 7X (n = 8), and the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction is (m−1) × d = 3d (m = 4) and 7X> 3d.
Therefore, the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction is longer than the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction. At this time, the pitch of the scanning line interval on the surface to be scanned is | βs | × d / 7, which makes it easier to obtain a desired pitch in the case of high density support than in the conventional example.
That is, when the distance between the light sources in the outermost periphery in the main scanning direction is made longer than the distance between the light sources in the outermost periphery in the sub-scanning direction, it becomes easy to cope with high density. However, the distance between the outermost periphery of the light source in the main scanning direction becomes large.

このとき、図7(a)に示すように、両最周辺のビームがポリゴンミラー面上で大きく離れてしまい、全てのビームに対して、主走査、副走査方向のビームスポット径を良好にするのが困難になる。
そこで、図7(b)に示すように、アナモフィックレンズ4が主走査方向に正のパワーを持てば、両最周辺のビームのポリゴンミラー面上でのビーム間距離は短くなり、主走査、副走査とも良好な光学特性が得られる。
At this time, as shown in FIG. 7A, the two most peripheral beams are greatly separated on the polygon mirror surface, and the beam spot diameters in the main scanning and sub-scanning directions are improved with respect to all the beams. It becomes difficult.
Therefore, as shown in FIG. 7B, when the anamorphic lens 4 has a positive power in the main scanning direction, the distance between the beams on the polygon mirror surface of the two most peripheral beams becomes short, and the main scanning, sub-scanning, Good optical characteristics can be obtained in both scanning.

前述したように、主走査方向の最周辺のビーム間距離を副走査方向の最周辺のビーム間距離よりも長くすることは、副走査方向の高密度化に対して有効である。
このとき、ビームを規制するアパーチャ径が主走査側よりも副走査側が大きいと、光量ばらつきが大きくなる。図8(a)、(b)はカップリングレンズ2からの光軸ずれ量が主走査、副走査とも同じとし、主走査方向のアパーチャ径(主アパーチャ径)が副走査方向のアパーチャ径(副アパーチャ径)よりも大きい場合を示しているが、このとき、この図からも分かるとおり、アパーチャ径が大きい程、光軸ずれに対する光量変化率(低減量)が小さくなることがわかる。したがって、光軸ずれが大きい主走査方向のアパーチャ径を副走査方向のアパーチャ径よりも大きくする必要がある。
As described above, making the distance between the outermost beams in the main scanning direction longer than the distance between the outermost beams in the sub-scanning direction is effective for increasing the density in the sub-scanning direction.
At this time, if the aperture diameter for restricting the beam is larger on the sub-scanning side than on the main-scanning side, the light amount variation becomes large. 8A and 8B, the amount of optical axis deviation from the coupling lens 2 is the same for both main scanning and sub-scanning, and the aperture diameter in the main scanning direction (main aperture diameter) is the aperture diameter in the sub-scanning direction (sub-scanning). In this case, as can be seen from this figure, the larger the aperture diameter, the smaller the light quantity change rate (reduction amount) with respect to the optical axis deviation. Therefore, it is necessary to make the aperture diameter in the main scanning direction with a large optical axis deviation larger than the aperture diameter in the sub-scanning direction.

図9に示すように、最周辺にあるビームはアパーチャ3の中心とビームの中心が一致していないため、周辺のビームは光利用効率が中心のビームに対し低下する。そこで、最周辺のビームの光量を高く設定することにより、濃度むらのない光走査装置を実現できる。   As shown in FIG. 9, since the beam at the outermost periphery does not coincide with the center of the aperture 3 and the center of the beam, the light utilization efficiency of the peripheral beam is lower than that of the center beam. Therefore, by setting the light amount of the most peripheral beam high, an optical scanning device without density unevenness can be realized.

図10に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。
被走査面である像担持体としての感光体100が帯電手段101により一様に帯電され、上述した光走査装置102により静電潜像が形成される。静電潜像は現像手段103によりトナーで現像されて可視化される。
感光体100上のトナー画像は、図示しない給紙手段から所定のタイミングで搬送されてきたシート状記録媒体S上に転写手段104により転写される。トナー像を転写されたシート状記録媒体Sは定着手段105に送られ、ここで熱と圧力によりトナー像を定着される。定着を終えたシート状記録媒体Sは図示しない排紙トレイにスタックされる。
転写後の感光体100の表面はクリーニング手段106により残留トナーを除去される。その後、感光体100は表面電位を初期化され、次の作像工程に備えられる。
本光走査装置102を用いることにより、高密度・高速対応の画像形成装置が提供できる。
Based on FIG. 10, the outline of the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
A photoconductor 100 as an image carrier, which is a surface to be scanned, is uniformly charged by a charging unit 101, and an electrostatic latent image is formed by the optical scanning device 102 described above. The electrostatic latent image is developed with toner by the developing unit 103 and visualized.
The toner image on the photoconductor 100 is transferred by the transfer unit 104 onto the sheet-like recording medium S conveyed at a predetermined timing from a paper supply unit (not shown). The sheet-like recording medium S to which the toner image has been transferred is sent to the fixing means 105 where the toner image is fixed by heat and pressure. The sheet-like recording medium S that has been fixed is stacked on a paper discharge tray (not shown).
Residual toner is removed from the surface of the photoreceptor 100 after the transfer by the cleaning means 106. Thereafter, the surface potential of the photoconductor 100 is initialized and prepared for the next image forming process.
By using this optical scanning apparatus 102, a high-density and high-speed compatible image forming apparatus can be provided.

図11に基づいて第2の実施形態(多色対応の画像形成装置)を説明する。図11において、感光体201Y、201M、201C、201Kは矢印の方向に回転し、回転順に帯電部材202Y、202M、202C、202K、現像器204Y、204M、204C、204K、転写用帯電手段206Y、206M、206C、206K、クリーニング手段205Y、205M、205C、205Kが配備されている。
帯電部材202Y、202M、202C、202Kは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する部材である。この帯電部材と現像器204Y、204M、204C、204Kの間の感光体表面に光走査装置(書き込みユニット)207によりビームが照射され、感光体に静電潜像が形成されるようになっている。
静電潜像に基づき、各現像器204により感光体面上にトナー像が形成される。転写用帯電手段206Y、206M、206C、206Kにより、搬送ベルト208により搬送される図示しない記録紙に各色のトナー像が順次転写され、最終的に定着手段210により記録試に画像が定着される。
A second embodiment (multicolor image forming apparatus) will be described with reference to FIG. In FIG. 11, photoconductors 201Y, 201M, 201C, and 201K rotate in the direction of the arrow, and charging members 202Y, 202M, 202C, and 202K, developing devices 204Y, 204M, 204C, and 204K, transfer charging units 206Y and 206M are rotated in the order of rotation. 206C, 206K and cleaning means 205Y, 205M, 205C, 205K are provided.
The charging members 202Y, 202M, 202C, and 202K are members that constitute a charging device for uniformly charging the surface of the photoreceptor. The surface of the photosensitive member between the charging member and the developing devices 204Y, 204M, 204C, and 204K is irradiated with a beam by an optical scanning device (writing unit) 207 so that an electrostatic latent image is formed on the photosensitive member. .
Based on the electrostatic latent image, each developing device 204 forms a toner image on the surface of the photoreceptor. The transfer charging units 206Y, 206M, 206C, and 206K sequentially transfer the toner images of the respective colors onto a recording sheet (not shown) conveyed by the conveyance belt 208, and finally the fixing unit 210 fixes the image on the recording test.

(実施例)
以下に光学系データを示す。
光源波長は780nmであり、図1記載の配列をしている。
発光領域直径は4μm、前述したうように、4×8の配列となっており、d=18.4μm、X=30μmとなる。
カップリングレンズは両面とも下式で表現される。
x=(h^2/R)/[1+√{1−(1+K)(h/R)^2}]+A4・h^4+A6・h^6+A8・h^8+A10・h^10・・・(1)
ここで、光軸からの距離をh、近軸曲率半径をR、円錐定数をK、高次の係数をA4とすると、係数は以下の通りである。
(第1面)
R= 98.97
K=−18.9
A4= −2.748510E−06
A6= 7.513797−07
A8= −5.817478−08
A10= −2.475370−09
(第2面)
R= −31.07
K= −0.35
A4= 1.210E−06
A6= 6.782E−08
A8= 2.523E−08
A10 −4.670E−09
また、屈折率は1.5119である。ここで、d1(図6参照、以下同じ)=42.39となり、その間に屈折率1.5112、厚さ0.3のカバーガラスを挿入する。また、d2=3.8である。
(Example)
The optical system data is shown below.
The light source wavelength is 780 nm, and the arrangement shown in FIG.
The light emitting area diameter is 4 μm, and as described above, the array is 4 × 8, and d = 18.4 μm and X = 30 μm.
The coupling lens is expressed by the following equation on both sides.
x = (h ^ 2 / R) / [1 + √ {1- (1 + K) (h / R) ^ 2}] + A4 · h ^ 4 + A6 · h ^ 6 + A8 · h ^ 8 + A10 · h ^ 10 (1) )
Here, when the distance from the optical axis is h, the paraxial radius of curvature is R, the conic constant is K, and the higher order coefficient is A4, the coefficients are as follows.
(First side)
R = 98.97
K = −18.9
A4 = −2.748510E-06
A6 = 7.513797-07
A8 = −5.817478-08
A10 = −2.4475370-09
(Second side)
R = −31.07
K = −0.35
A4 = 1.210E-06
A6 = 6.782E-08
A8 = 2.523E-08
A10 -4.670E-09
The refractive index is 1.5119. Here, d1 (see FIG. 6, the same applies hereinafter) = 42.39, and a cover glass having a refractive index of 1.5112 and a thickness of 0.3 is inserted therebetween. D2 = 3.8.

アナモフィックレンズは第1面が副走査方向にパワーを有するシリンドリカル面、第2面が主走査方向に正パワーを有するシリンドリカル面である。主走査方向に正のパワーを有しているため、上記効果を有することができる。
第1面の副走査曲率半径は55、第2面の主走査曲率半径は−500である。
ここで、d3=117.2、d4=3である。
The anamorphic lens is a cylindrical surface having a first surface having power in the sub-scanning direction, and a second surface having a positive power in the main scanning direction. Since it has a positive power in the main scanning direction, the above effect can be obtained.
The sub-scanning radius of curvature of the first surface is 55, and the main scanning radius of curvature of the second surface is -500.
Here, d3 = 117.2 and d4 = 3.

また、アパーチャはアナモフィックレンズの第2面から偏向手段側に58.2mm離れたところに配備され、カップリングレンズの後側焦点位置よりも偏向器に近い側に配備されている。ここで、d5=120.2となっている。
このとき、アナモフィックレンズとポリゴンミラーの間、ポリゴンミラーと走査レンズ6の間には肉厚1.9mm、屈折率1.5112の防音ガラスが配備されている。ここで、ポリゴンミラ−は4面で、内接円半径は7mmである。
また、d6=36.7、d7=8、d8=101.9、d9=3、d10=138.2である。8の防塵ガラスは屈折率1.5112、肉厚1.9mmである。
The aperture is disposed at a position 58.2 mm away from the second surface of the anamorphic lens toward the deflecting unit, and is disposed closer to the deflector than the rear focal position of the coupling lens. Here, d5 = 120.2.
At this time, a soundproof glass having a wall thickness of 1.9 mm and a refractive index of 1.5112 is provided between the anamorphic lens and the polygon mirror and between the polygon mirror and the scanning lens 6. Here, the polygon mirror has four surfaces and the inscribed circle radius is 7 mm.
D6 = 36.7, d7 = 8, d8 = 101.9, d9 = 3, d10 = 138.2. The dust-proof glass No. 8 has a refractive index of 1.5112 and a wall thickness of 1.9 mm.

Figure 0004938375
Figure 0004938375

表2において、Rは「主走査方向の近軸曲率」、Rは「副走査方向の近軸曲率」であり、Dは光学素子間距離を表している。単位はmmである。
9mmの防塵ガラスG2が配置される。走査レンズ6、走査レンズ7の各面は非球面であり、全面ともに主走査方向には「式1で与えられる非円弧形状」で、副走査断面(光軸と副走査方向とに平行な仮想的断面)内の曲率が主走査方向に「式2に従って変化」する特殊面である。
In Table 2, R m is "paraxial curvature in the main scanning direction", R s is a "paraxial curvature in the sub-scanning direction", D is represents the distance between the optical elements. The unit is mm.
A 9 mm dust-proof glass G2 is arranged. Each surface of the scanning lens 6 and the scanning lens 7 is an aspherical surface, and the entire surface has a “non-arc shape given by Formula 1” in the main scanning direction, and a sub-scanning section (virtual parallel to the optical axis and the sub-scanning direction). This is a special surface in which the curvature in the target cross-section “changes according to Equation 2” in the main scanning direction.

「副走査断面における曲率の変化」
副走査断面内の曲率:C(Y)(Y:光軸位置を原点とする主走査方向の座標)が主走査方向に変化する状態を表現する式は、光軸を含む副走査断面内の曲率半径:R(0)、B、B、B、・・・を係数として次の通りである。
Cs(Y)=1/Rs(0)+B1・Y+B2・Y^2+B3・Y^3+・・・(2)
"Change of curvature in sub-scan section"
Curvature in the sub-scanning section: C s (Y) (Y: coordinates in the main scanning direction with the optical axis position as the origin) is expressed in the sub-scanning section including the optical axis. The curvature radii of: R s (0), B 1 , B 2 , B 3 ,.
Cs (Y) = 1 / Rs (0) + B1 · Y + B2 · Y ^ 2 + B3 · Y ^ 3 + (2)

走査レンズ6の入射側面(特殊面)の係数を表3に挙げる。   Table 3 lists the coefficients of the incident side surface (special surface) of the scanning lens 6.

Figure 0004938375
Figure 0004938375

走査レンズ6の射出側面(特殊面)の係数を表4に挙げる。   Table 4 lists the coefficients of the exit side surface (special surface) of the scanning lens 6.

Figure 0004938375
Figure 0004938375

走査レンズ7の入射側面(特殊面)の係数を表5に挙げる。   Table 5 lists the coefficients of the incident side surface (special surface) of the scanning lens 7.

Figure 0004938375
Figure 0004938375

走査レンズ7の射出側面(特殊面)の係数を表6に挙げる。   Table 6 lists the coefficients of the exit side surface (special surface) of the scanning lens 7.

Figure 0004938375
Figure 0004938375

また、アパーチャ径は主:5.5mm、副1.18mmの矩形形状をしている。
収差図を図12に示すが良好に補正されていることがわかる。
また、ビームスポット径は以下のようになり、良好に補正されている。
像高(mm) 主走査 副走査(μm)
−161.5 54.12 56.48
−150 53.49 55.90
−100 53.54 55.65
−50 52.80 54.71
0 52.33 54.08
50 52.86 54.73
100 53.51 55.67
150 53.38 55.88
161.5 54.24 56.46
このとき、|βm|=4.9、|βs|=2.3となり、被走査面上で5.3μmの走査線間隔を得ることができ、4800dpiに適用可能である。
Further, the aperture diameter is a rectangular shape having a main size of 5.5 mm and a sub size of 1.18 mm.
The aberration diagram is shown in FIG.
The beam spot diameter is as follows and is corrected well.
Image height (mm) Main scan Sub scan (μm)
-161.5 54.12 56.48
-150 53.49 55.90
-100 53.54 55.65
-50 52.80 54.71
0 52.33 54.08
50 52.86 54.73
100 53.51 55.67
150 53.38 55.88
161.5 54.24 56.46
At this time, | βm | = 4.9 and | βs | = 2.3, and a scanning line interval of 5.3 μm can be obtained on the surface to be scanned, which is applicable to 4800 dpi.

第1の実施形態に係る光走査装置の面発光レーザアレイの配置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows arrangement | positioning of the surface emitting laser array of the optical scanning device which concerns on 1st Embodiment. 従来における面発光レーザアレイの配置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows arrangement | positioning of the surface emitting laser array in the past. 図1で示した面発光レーザアレイの素子の断面図である。It is sectional drawing of the element of the surface emitting laser array shown in FIG. 図3のA部の活性層周辺構造の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the active layer periphery structure of the A section of FIG. 図4で示した部分の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the part shown in FIG. 光走査装置の主走査断面図である。It is main scanning sectional drawing of an optical scanning device. 主走査方向の最周辺の光源間距離を副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くした場合のビーム状態を示す図で、(a)はポリゴンミラー上で両最周辺のビームが離れてしまう不具合を示す図、(b)はアナモフィックレンズの特性によりこの不具合を是正した状態を示す図である。It is a figure which shows the beam state when the distance between the most peripheral light sources in the main scanning direction is made longer than the distance between the most peripheral light sources in the sub-scanning direction. The figure which shows the malfunction which will end, (b) is a figure which shows the state which corrected this malfunction by the characteristic of an anamorphic lens. アパーチャ径と、光軸ずれに対する光量変化率との関係を示す図で、主走査方向のアパーチャ径が副走査方向のアパーチャ径よりも大きい場合の図である。It is a figure which shows the relationship between an aperture diameter and the light quantity change rate with respect to an optical axis deviation, and is a figure in case the aperture diameter of a main scanning direction is larger than the aperture diameter of a subscanning direction. 周辺のビームの光利用効率が中心のビームに対し低下している状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the light utilization efficiency of a peripheral beam is falling with respect to a center beam. 画像形成装置の概要構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus. 第2の実施形態に係る多色画像形成装置の概要構成図である。It is a schematic block diagram of the multicolor image forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 実施例に係る収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram according to Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 カップリングレンズ
3 開口部としてのアパーチャ
4 アナモフィックレンズ
5 偏向手段としてのポリゴンミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Coupling lens 3 Aperture as opening 4 Anamorphic lens 5 Polygon mirror as deflection means

Claims (3)

複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、
前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第1光学系と、
前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第2光学系とを有し、
前記第1光学系は前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズからのビームを主走査方向に長い線像に形成するアナモフィックレンズと、該カップリングレンズから出射されたビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部と、を有し、
主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の前記光源間の距離よりも長く、
前記アナモフィックレンズは主走査方向に正のパワーを有し、
前記開口部の主走査方向の幅は副走査方向の幅よりも大きく、
前記光源の最周辺の発光部の少なくとも1つは、最周辺以外の発光部よりも発光量を大きくすることを特徴とする光走査装置
A light source in which a plurality of semiconductor lasers are arranged two-dimensionally;
A first optical system for guiding a plurality of beams from the light source to a deflecting means;
And a second optical system for guiding the scanned surface multiple beams from said deflecting means,
The first optical system includes a coupling lens that couples a beam emitted from the light source , an anamorphic lens that forms a beam image from the coupling lens into a line image that is long in a main scanning direction , and the coupling lens. An opening that restricts the light beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction with respect to the emitted beam , and
The distance between the light sources at the outermost periphery in the main scanning direction is longer than the distance between the light sources at the outermost periphery in the sub-scanning direction,
The anamorphic lens has a positive power in the main scanning direction,
The width of the opening in the main scanning direction is larger than the width in the sub-scanning direction,
An optical scanning device characterized in that at least one of the light emitting parts at the outermost periphery of the light source has a larger light emission amount than light emitting parts other than the light emitting element at the outermost periphery .
請求項1に記載の光走査装置を用いた画像形成装置 An image forming apparatus using the optical scanning device according to claim 1 . 請求項1に記載の光走査装置を用いた多色対応の画像形成装置。A multicolor image forming apparatus using the optical scanning device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3409772B2 (en) * 1991-05-14 2003-05-26 セイコーエプソン株式会社 Image forming device
JP3197804B2 (en) * 1995-11-10 2001-08-13 株式会社リコー Multi-beam scanner
JP2002026445A (en) * 2000-07-11 2002-01-25 Ricoh Co Ltd Light source device
JP2002264391A (en) * 2001-03-13 2002-09-18 Canon Inc Imaging apparatus capable of expressing gradation, and imaging method
JP4294913B2 (en) * 2002-04-26 2009-07-15 株式会社リコー Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4470396B2 (en) * 2003-06-17 2010-06-02 富士ゼロックス株式会社 Light beam scanning apparatus and image forming apparatus
JP4496729B2 (en) * 2003-08-21 2010-07-07 富士ゼロックス株式会社 Optical scanning device
JP4419775B2 (en) * 2004-09-24 2010-02-24 富士ゼロックス株式会社 Light source device, optical scanning device, light source device adjustment method, and optical scanning device adjustment method
US7466331B2 (en) * 2005-12-07 2008-12-16 Palo Alto Research Center Incorporated Bow-free telecentric optical system for multiple beam scanning systems

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