JP5261894B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置と、その光走査装置を用いたデジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus such as a digital copying machine, a facsimile, a printer, a plotter, or a complex machine using the optical scanning device.
電子写真方式の画像形成装置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。電子写真方式の場合、感光性を有する像担持体(例えば感光体ドラム)の軸方向に偏向手段の一つであるポリゴンスキャナ(回転多面鏡)を用いてレーザを走査(主走査)しつつ、感光体ドラムを回転させ(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方式の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 an electrophotographic image forming apparatus, 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 an electrophotographic system, a laser is scanned (main scanning) using a polygon scanner (rotating polygonal mirror) which is one of deflection means in the axial direction of a photosensitive image carrier (for example, a photosensitive drum), A general method is to form a latent image by rotating the photosensitive drum (sub-scanning). In the field of electrophotography, there is a demand for higher image density and faster image output. However, image densification and image output speed are in a trade-off relationship and are required to be compatible.
上記の画像の高密度化と画像出力速度を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れれるが、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。 As a method for achieving both high image density and image output speed, it is conceivable to increase the rotation speed of the polygon scanner. However, this increases the noise of the polygon scanner, increases the power consumption, and deteriorates the durability.
そこで、このような問題を防ぐ方法として、光源の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)複数の光源(例えば端面発光型の半導体レーザ(LD))からの光ビームを合成する方式(特許文献1等参照)。
(2)複数の発光素子を1次元配列した端面発光型の1次元LDアレイを用いる方式。
(3)複数の発光素子を2次元配列した面発光型の2次元LDアレイを用いる方式。
Therefore, as a method for preventing such a problem, there is a multi-beam light source, and the following methods are conceivable.
(1) A method of combining light beams from a plurality of light sources (for example, edge-emitting semiconductor lasers (LDs)) (see
(2) A method using an edge-emitting type one-dimensional LD array in which a plurality of light-emitting elements are arranged one-dimensionally.
(3) A method using a surface-emitting type two-dimensional LD array in which a plurality of light-emitting elements are two-dimensionally arranged.
ここで、複数の端面発光型LDからの光ビームを合成する方式では、汎用の半導体レーザ(LD)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の光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。 Here, in the method of combining light beams from a plurality of edge-emitting LDs, a general-purpose semiconductor laser (LD) can be used, which is inexpensive, but the relative positional relationship between the LD and the coupling lens. Is difficult to stably maintain with a plurality of light beams, and 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.
また、端面発光型の1次元LDアレイを用いる方式では、端面発光型の一次元LDアレイは走査線間隔を均一にすることができるが、発光素子の消費電力が大きくなってしまうことや、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という問題がある。 In the method using the edge-emitting type one-dimensional LD array, the edge-emitting type one-dimensional LD array can make the scanning line interval uniform, but the power consumption of the light-emitting element increases, the beam When the number is extremely increased, there is a problem that 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.
一方、面発光型の2次元LDアレイを用いる方式では、面発光型レーザ(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(LD)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発光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。図12に従来の面発光型レーザアレイの発光素子の配置の一例を示す。この例では、発光素子を8行×4列に32個配置している。 On the other hand, in a method using a surface emitting type two-dimensional LD array, a surface emitting laser (vertical cavity surface emitting laser, VCSEL) is a semiconductor laser (LD) that emits light in a direction perpendicular to a substrate. Two-dimensional integration is easy. Furthermore, the power consumption is about an order of magnitude smaller than that of the edge-emitting laser, which is advantageous for two-dimensional integration of more light sources. FIG. 12 shows an example of the arrangement of light emitting elements of a conventional surface emitting laser array. In this example, 32 light emitting elements are arranged in 8 rows × 4 columns.
ところで、ポリゴンスキャナ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、特許文献2に記載の従来技術があるが、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、面発光型レーザ素子の場合、高出力化が大きな課題となるので、切実な問題となる。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い位置に副走査方向に正のパワーを有する光学素子を配置し、この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。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、画像形成装置に配備できる現像手段の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。
By the way, as an example of a writing optical system that scans using a polygon scanner, there are conventional techniques described in
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、偏向手段の前の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光学素子(例えばシリンドリカルレンズ等)を偏向手段(ポリゴンスキャナ)に近づける必要があり、線像形成用の光学素子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。 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 optical system in front of the deflecting means. At this time, it is necessary to bring a line image forming optical element (for example, a cylindrical lens) close to the deflecting means close to the deflecting means (polygon scanner), and the line image forming optical element is affected by heat generation by the polygon scanner. The problem occurs.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、上記の従来技術の課題を解決し、光利用効率を向上させることにより、高速化を実現させ、なおかつ、高密度化を実現することができる新規な構成の光走査装置を提供することを目的とし、さらには、その光走査装置を備え、高速化、高密度化に対応した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can solve the above-described problems of the prior art and improve the light utilization efficiency, thereby realizing a high speed and a high density. Another object of the present invention is to provide an optical scanning device having a simple structure, and further to provide an image forming device that includes the optical scanning device and can perform image formation corresponding to high speed and high density. To do.
上記目的を達成するため、本発明では、以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第1の手段は、光走査装置であって、複数の発光素子が二次元状に配列した光源と、前記光源からの複数の光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の光ビームを被走査面に導く第2光学系とを有し、前記偏向手段による走査方向を主走査方向、該主走査方向と前記第1、第2光学系の光軸に直交する方向を副走査方向としたとき、前記主走査方向の最周辺の発光素子間の距離を、前記副走査方向の最周辺の発光素子間の距離よりも長くし、前記第1光学系は、前記光源から出射された複数の光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出射された複数の光ビームに対して少なくとも主走査方向の光束を制限する開口部を有し、前記開口部は前記カップリングレンズの後側焦点位置より、前記偏向手段に近い側に配備されることを特徴とする。
本発明の第2の手段は、第1の手段の光走査装置において、前記開口部は主走査方向および副走査方向において光束を制限し、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いことを特徴とする。
本発明の第3の手段は、第2の手段の光走査装置において、前記二次元状に配列した発光素子のうち、最周辺の発光素子の少なくとも1つは、最周辺以外の発光素子よりも発光量を大きくすることを特徴とする。
本発明の第4の手段は、第1乃至第3のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記光源と前記被走査面の間の光学系の主走査方向の横倍率をβm、前記光源と前記被走査面の間の光学系の副走査方向の横倍率をβsとしたとき、
|βm|>|βs|
の条件を満たすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
The first means of the present invention is an optical scanning device, wherein a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally, a first optical system for guiding a plurality of light beams from the light source to a deflecting means, A second optical system for guiding a plurality of light beams from the deflecting means to the surface to be scanned, the scanning direction by the deflecting means being the main scanning direction, and the main scanning direction and the optical axes of the first and second optical systems The distance between the outermost light emitting elements in the main scanning direction is longer than the distance between the outermost light emitting elements in the sub scanning direction, and the first optical system Has a coupling lens for coupling a plurality of light beams emitted from the light source, and an opening for restricting at least a light beam in the main scanning direction with respect to the plurality of light beams emitted from the coupling lens. The opening is on the rear side of the coupling lens. From the point position, characterized in that it is deployed side closer to the deflection means.
According to a second means of the present invention, in the optical scanning device of the first means, the opening restricts the light flux in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the width of the opening in the main scanning direction is the same as that in the sub-scanning direction. It is characterized by being larger than the width .
According to a third means of the present invention, in the optical scanning device of the second means, at least one of the outermost light emitting elements among the two-dimensionally arranged light emitting elements is more than the light emitting elements other than the outermost periphery. It is characterized by increasing the light emission amount.
According to a fourth means of the present invention, in the optical scanning device of any one of the first to third means, the lateral magnification in the main scanning direction of the optical system between the light source and the scanned surface is βm, and the light source When the horizontal magnification in the sub-scanning direction of the optical system between the scanning surface and the scanning surface is βs,
| Βm |> | βs |
It satisfies the following conditions.
本発明の第5の手段は、第1乃至第4のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記複数の発光素子が二次元状に配列した光源は、各発光素子が前記副走査方向に一次元的にm個(m≧2)配列し、更に、前記副走査方向の一次元的な列が略主走査方向にn個(n≧2)配列され、なおかつ、m×nの発光素子(m≦n)から前記副走査方向に平行な直線に垂線を下ろした時の該副走査方向における各発光素子の位置関係が等間隔となることを特徴とする。
また、本発明の第6の手段は、第1乃至第5のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記複数の発光素子が二次元状に配列した光源は、前記副走査方向の一次元的なm個の配列の発光素子の配列ピッチをd、前記主走査方向のn個の配列の配列ピッチをXとするとき、
X>d
とすることを特徴とする。
According to a fifth means of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fourth means, the light source in which the plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally has each light emitting element in the sub-scanning direction. M (m ≧ 2) are arranged in a one-dimensional manner, and n (n ≧ 2) one-dimensional columns in the sub-scanning direction are arranged substantially in the main scanning direction, and m × n light emission is performed. The positional relationship of each light emitting element in the sub-scanning direction when the perpendicular is lowered from the element (m ≦ n) to a straight line parallel to the sub-scanning direction is equal.
According to a sixth means of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fifth means, the light source in which the plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally is a primary light in the sub-scanning direction. When the arrangement pitch of the original m light emitting elements is d and the arrangement pitch of the n arrangements in the main scanning direction is X,
X> d
It is characterized by.
本発明の第7の手段は、像担持体としての感光体ドラム、感光体表面を均一に帯電する帯電装置、感光体ドラムに光ビームを照射して静電潜像を形成する光走査装置、静電潜像をトナーで現像する現像装置、記録媒体に転写する転写装置を備えた画像形成装置において、第1乃至第6のいずれか1つの手段の光走査装置を用いて画像形成を行うことを特徴とする。
また、本発明の第8の手段は、第7の手段の画像形成装置において、少なくとも前記感光体ドラムと帯電装置が並設されるとともに、前記現像装置が多色の現像装置を備え、第1乃至第6のいずれか1つの手段の光走査装置を用いて多色画像の形成を行うことを特徴とする。
The seventh means of the present invention is a photosensitive drum as an image carrier, a charging device that uniformly charges the surface of the photosensitive member, an optical scanning device that forms an electrostatic latent image by irradiating the photosensitive drum with a light beam, In an image forming apparatus including a developing device that develops an electrostatic latent image with toner and a transfer device that transfers the image to a recording medium, image formation is performed using the optical scanning device of any one of the first to sixth means. It is characterized by.
According to an eighth means of the present invention, in the image forming apparatus of the seventh means , at least the photosensitive drum and the charging device are arranged in parallel, and the developing device includes a multicolor developing device, A multicolor image is formed by using the optical scanning device of any one of the sixth to sixth means.
本発明の第1の手段の光走査装置では、主走査方向の最周辺の発光素子間距離を副走査方向の最周辺の発光素子間距離よりも長くすることを特徴としており、高密度化への対応が容易になる。また、第4の手段の光走査装置では、上記の構成に加えて、更に全光学系の副走査方向の横倍率の絶対値|βs|を主走査方向の横倍率の絶対値|βm|よりも大きくすることで、被走査面上のピッチを小さくでき、高密度化への対応がさらに容易になる。
また、光源として、複数の発光素子が二次元状に配列した面発光型LDアレイを用いることにより、偏向手段(例えばポリゴンスキャナ)を低速回転にすることができ、更には、光源を駆動するための消費電力も小さくすることができる。
The optical scanning device of the first means of the present invention is characterized in that the distance between the most peripheral light emitting elements in the main scanning direction is longer than the distance between the most peripheral light emitting elements in the sub-scanning direction. It becomes easy to handle. In the optical scanning device of the fourth means, in addition to the above configuration, the absolute value | βs | of the lateral magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system is further calculated from the absolute value | βm | of the lateral magnification in the main scanning direction. by also increasing, it is possible to reduce the pitch on the surface to be scanned, corresponds becomes easier to densification.
Further, by using a surface-emitting LD array in which a plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally as a light source, the deflection means (for example, a polygon scanner) can be rotated at a low speed, and further, the light source is driven. The power consumption can be reduced.
第5の手段の光走査装置では、上記の構成に加え、前記複数の発光素子が二次元状に配列した光源は、各発光素子が前記副走査方向に一次元的にm個(m≧2)配列し、更に、前記副走査方向の一次元的な列が略主走査方向にn個(n≧2)配列され、なおかつ、m×nの発光素子(m≦n)から前記副走査方向に平行な直線に垂線を下ろした時の該副走査方向における各発光素子の位置関係が等間隔となるように構成したものであり、第1の手段の構成を発光素子の列数、行数の関係で規定することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
また、第6の手段の光走査装置では、上記の構成に加え、前記複数の発光素子が二次元状に配列した光源は、前記副走査方向の一次元的なm個の配列の発光素子の配列ピッチをd、前記主走査方向のn個の配列の配列ピッチをXとするとき、
X>d
とすることにより、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おり、各素子間の熱干渉の影響の低減や、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。
In the optical scanning device of the fifth means, in addition to the above-described configuration, the light source in which the plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally includes m light emitting elements one-dimensionally in the sub-scanning direction (m ≧ 2). And n (n ≧ 2) one-dimensional rows in the sub-scanning direction are arranged in the main scanning direction, and from the m × n light emitting elements (m ≦ n) in the sub-scanning direction. The positional relationship of the light emitting elements in the sub-scanning direction when the perpendicular is drawn down to a straight line parallel to is equal to each other, and the configuration of the first means is the number of columns and rows of the light emitting elements. The effect similar to the above can be acquired by prescribing by the relationship.
In addition, in the optical scanning device of the sixth means, in addition to the above configuration, the light source in which the plurality of light emitting elements are arranged in a two-dimensional manner is a light emitting element in a one-dimensional array of m in the sub-scanning direction. When the arrangement pitch is d and the arrangement pitch of the n arrangements in the main scanning direction is X,
X> d
As a result, the element spacing in the main scanning direction, which does not affect the increase in density in the sub-scanning direction, is widened, and it is necessary to reduce the influence of thermal interference between elements and to pass the wiring of each element. Space can be secured.
第1の手段の光走査装置では、上記第1の手段の構成に加え、前記第1光学系は、前記光源から出射された複数の光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出射された複数の光ビームに対して少なくとも主走査方向の光束を制限する開口部(例えばアパーチャ)を有し、前記開口部は前記カップリングレンズの後側焦点位置より、前記偏向手段(例えばポリゴンスキャナ)に近い側に配備されることにより、偏向手段の偏向反射面(例えばポリゴンミラー面)上での最周辺の光ビームの中心線間距離が短くなり、主走査、副走査の像面湾曲を良好にすることができ、しいては、主走査、副走査とも良好なビームスポット径が得られる。 In the optical scanning device of the first means, the addition to the configuration of the first means, said first optical system includes a coupling lens for coupling the plurality of light beams emitted from the light source, the coupling lens An opening (for example, an aperture) that restricts at least a light beam in the main scanning direction with respect to the plurality of light beams emitted from the light source. By being arranged on the side closer to the polygon scanner, the distance between the center lines of the outermost light beams on the deflecting reflecting surface (for example, the polygon mirror surface) of the deflecting means is shortened, and the image planes of main scanning and sub scanning are reduced. The curvature can be improved, and a good beam spot diameter can be obtained in both main scanning and sub-scanning.
第3の手段の光走査装置では、第2の手段の構成に加え、前記二次元状に配列した発光素子のうち、最周辺の発光素子の少なくとも1つは、最周辺以外の発光素子よりも発光量を大きくすることにより、最周辺のビームの光量の低下を抑えることができる。すなわち、複数の発光素子が二次元状に配列した光源を用いた場合、最周辺にある光ビームは開口部(例えばアパーチャ)の中心とビームの中心が一致していないため(図7参照)、周辺のビームは光利用効率が中心のビームに対して低下する。そこで、最周辺の発光素子の発光量を大きくして、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することができる。 In the optical scanning device of the third means, in addition to the configuration of the second means, at least one of the most peripheral light emitting elements among the two-dimensionally arranged light emitting elements is more than the light emitting elements other than the most peripheral light emitting elements. By increasing the light emission amount, it is possible to suppress a decrease in the light amount of the most peripheral beam. That is, when a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally is used, the center of the opening (for example, aperture) and the center of the beam of the light beam at the outermost periphery do not coincide with each other (see FIG. 7). The peripheral beam has lower light utilization efficiency than the central beam. Therefore, by increasing the light emission amount of the most peripheral light emitting element and setting the light amount of the most peripheral beam high, it is possible to realize an optical scanning device having no density unevenness.
なお、第2の手段の光走査装置では、前記第1光学系は、前記光源から出射された複数の光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出射された複数の光ビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部(例えばアパーチャ)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いことにより、光量ばらつきを小さくすることができる。
ここで、第4〜第6の手段の構成では、最周辺のビームのカップリングレンズからの光軸ずれ量は副走査方向よりも主走査方向のほうが大きくなる。ところが、ビームを規制するアパーチャ径が主走査方向よりも副走査方向のほうが大きいと、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(図8(b)の主アパーチャ径)が副走査方向のアパーチャ径(図8(a)の副アパーチャ径)よりも大きい場合を示しているが、このとき、図8からもわかるとおり、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。また、副走査方向の横倍率を主走査方向の横倍率よりも小さくするためには、
主走査方向のアパーチャ径/副走査方向のアパーチャ径
を大きくしていく必要があり、その意味でも第2の手段の構成の意義は大きい。
In the optical scanning device of the second means, the first optical system includes a coupling lens for coupling a plurality of light beams emitted from the light source, and a plurality of light beams emitted from the coupling lens. On the other hand, it has an opening (for example, an aperture) that restricts a light beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the width of the opening in the main scanning direction is larger than the width in the sub-scanning direction, thereby reducing variation in the amount of light. can do.
Here, in the configurations of the fourth to sixth means, the amount of optical axis deviation of the most peripheral beam from the coupling lens is larger in the main scanning direction than in the sub scanning direction. However, when the aperture diameter for restricting the beam is larger in the sub-scanning direction than in the main scanning direction, the light amount variation becomes large. 8A and 8B, the amount of optical axis deviation from the coupling lens is the same for both the main scanning and the sub scanning, and the aperture diameter in the main scanning direction (the main aperture diameter in FIG. 8B) is the sub scanning direction. Is larger than the aperture diameter (sub-aperture diameter in FIG. 8A). As can be seen from FIG. 8, at this time, the larger the aperture diameter, the smaller the light quantity change rate with respect to the optical axis deviation. I understand that. 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. In order to make the horizontal magnification in the sub-scanning direction smaller than the horizontal magnification in the main scanning direction,
It is necessary to increase the aperture diameter in the main scanning direction / the aperture diameter in the sub-scanning direction, and in this sense, the configuration of the second means is significant.
本発明では、以上のような構成および効果により、低コストで、簡単な構成で、高密度、高速対応であり、かつ、複数ビームとも温度変動にかかわらず安定した小ビームスポットを獲得でき、複数ビーム間の走査線間隔を安定的に獲得でき、なおかつ、マルチビーム間の光量差が少ない構成の光走査装置を実現することができる。
そして、第7の手段の画像形成装置では、上記の構成及び効果を有する光走査装置を用いて画像形成を行うことにより、高密度・高速対応の画像形成装置を実現することができる。
さらに第8の手段の画像形成装置では、上記の構成及び効果を有する光走査装置を用いて多色画像の形成を行うことにより、高密度・高速対応で、かつ多色対応の画像形成装置を実現することができる。
In the present invention, with the above-described configuration and effects, a low-cost, simple configuration, high-density, high-speed support, and a plurality of beams can acquire a stable small beam spot regardless of temperature fluctuations. It is possible to realize an optical scanning device that can stably acquire the scanning line interval between the beams and that has a small difference in the amount of light between the multiple beams.
In the image forming apparatus of the seventh means, an image forming apparatus compatible with high density and high speed can be realized by performing image formation using the optical scanning apparatus having the above-described configuration and effects.
Further, in the image forming apparatus of the eighth means, by forming a multi-color image using the optical scanning device having the above-described configuration and effect, an image forming apparatus capable of high-density and high-speed and compatible with multi-color can be obtained. Can be realized.
[実施形態1]
以下、本発明の構成、動作及び作用効果を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る光走査装置の基本的な構成例を示す概略構成図であり、光走査装置を構成する光学系を、光軸を通り主走査方向(偏向手段による偏向走査方向)に平行な平面(主走査平面または主走査断面という)上に展開して示した図である。
図1において、符号1は複数の発光素子が二次元配列された面発光型の半導体レーザアレイ(LDアレイ)であり、2はカップリングレンズ、3はアパーチャ(開口部)、4はアナモルフィックレンズ、5は偏向手段としての偏向器(ポリゴンスキャナ)のポリゴンミラー(図ではポリゴンミラーの1つの偏向反射面のみを図示してある)、6は偏向器側走査レンズ、7は像面側走査レンズ、8は防塵ガラス、9は像面(被走査面)、10は防音ガラス、11はダミーミラーである。
[Embodiment 1]
Hereinafter, the configuration, operation, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration example of an optical scanning device according to the present invention. An optical system constituting the optical scanning device passes through an optical axis in a main scanning direction (a deflection scanning direction by a deflecting unit). It is the figure expanded and shown on the parallel plane (it is called a main scanning plane or a main scanning cross section).
In FIG. 1,
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、アパーチャ3を経て、アナモルフィックレンズ4により主走査方向は平行光、副走査方向はポリゴンミラー5近傍に集束する光束となる。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、像面9に結像する。また、偏向器のポリゴンミラー5と偏向器側走査レンズ6の間に防音ガラス10を配備している。なお、光源1とカップリングレンズ2は材質がアルミニウムからなる同一の保持部材(図示せず)に固定されている。
The light beam emitted from the
(面発光レーザの説明)
図1に示すような構成の光走査装置の光源1として用いる面発光型LDアレイは、例えばAlAs層を選択酸化した電流狭窄構造を用いた波長780nm帯の面発光型レーザである。なお、波長は、画像形成装置の感光体の感度特性に合わせて選定できる。図3に面発光型LDアレイを構成する発光素子(面発光型レーザ素子)の断面構造の概略図を示す。また、図4には図3の素子の活性層周辺(図中A部)の拡大図を示す。
(Description of surface emitting laser)
A surface-emitting LD array used as the
図3に示すような断面構造の面発光型レーザ素子は、以下のようにして作製することができる。
まず、n−GaAs基板上に、Al0.12Ga0.88As量子井戸層/Al0.3Ga0.7As障壁層からなる活性層を含み、Al0.6Ga0.4Asスペーサ層とからなる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とで挟んだ構成となっている。さらに、AlAs被選択酸化層が共振器領域からλ/4離れた上部反射鏡に設けられている。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周知のMOCVD法やMBE法を用いることができる。
The surface emitting laser element having a cross-sectional structure as shown in FIG. 3 can be manufactured as follows.
First, an active layer composed of an Al 0.12 Ga 0.88 As quantum well layer / Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer is formed on an n-GaAs substrate, and an Al 0.6 Ga 0.4 As spacer is formed. A resonator region having a one-wavelength optical thickness composed of layers is formed by 40.5 pairs of n-Al 0.3 Ga 0.7 As high-refractive index layers / n-Al 0. 9 Ga 0.1 as and a lower reflector formed of a low refractive index layer, p-Al 0.3 Ga 0.7 as high refractive index layer 24 pairs / p-Al 0.9 Ga 0.1 as low refractive index The structure is sandwiched between upper reflecting mirrors composed of layers. Further, an AlAs selectively oxidized layer is provided on the upper reflecting mirror 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. A well-known MOCVD method or MBE method can be used for the crystal growth.
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被選択酸化層を水蒸気中で熱処理して周辺を酸化させ、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、SiO2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コンタクト層と光出射部のある上部反射鏡上のポリイミドとSiO2保護層(図示せず)を除去し、pコンタクト層上の光出射部以外にp側個別電極を形成し、裏面にn側共通電極を形成した。 Next, a mesa shape is formed by dry etching. In general, the etching surface reaches the lower reflecting mirror. Then, the AlAs selectively oxidized layer side is exposed through an etching process to oxidize the surrounding is heat-treated in water vapor, instead of the insulating layer of Al X O Y, optionally oxidized in the center of the path of the device operation current A current confinement structure is formed that restricts only to a non-AlAs region. Subsequently, an SiO 2 protective layer (not shown) is provided, and the etching portion is further buried and flattened with polyimide, and the polyimide and the SiO 2 protective layer (not shown) on the upper reflecting mirror having the p contact layer and the light emitting portion are provided. ), A p-side individual electrode was formed in addition to the light emitting portion on the p-contact layer, and an n-side common electrode was formed on the back surface.
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発行素子(面発光型レーザ素子)となる。本発明の二次元状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。これは溝の幅が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、メサ部の大きさ(直径など)は10μm程度以上設けることが好ましい。これは、メサ部があまり小さいと、素子の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 the present embodiment, the mesa portion formed by the dry etching method becomes each emitting element (surface emitting laser element). The method of forming the two-dimensional 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 the width of the groove is too narrow, it becomes difficult to control the 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, it is preferable that the size (diameter and the like) of the mesa portion is about 10 μm or more. This is because if the mesa portion is too small, heat is accumulated during the operation of the element, and the characteristics are deteriorated.
本実施形態の光源1の発光素子のアレイ配置は、例えば図2に示すように4行、8列の4×8アレイである(図中の円形白抜け部が発光素子(発光点)である)。副走査方向の隣り合う素子と素子の間隔は等間隔:dとし、アレイの副走査方向位置関係は等間隔:C2=d/nとする。そして、主走査方向の隣り合う素子と素子の間隔は等間隔:Xである。具体的にはdを18.4μm、Xを30μmとし、C2=2.3μmとなる。
The array arrangement of the light emitting elements of the
本実施形態の素子間隔d、Xを図12の従来例のアレイ配置に適用すると、C=d/n=4.6μmであるので、図2に示す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時の副走査方向における各素子の間隔C2は、図12のCの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。
When the element spacings d and X of the present embodiment are applied to the array arrangement of the conventional example of FIG. 12, C = d / n = 4.6 μm, so that the sub-center from the element center of the array of the present embodiment shown in FIG. The distance C2 between the elements in the sub-scanning direction when the vertical line is lowered in the scanning direction is 50% of C in FIG. 12, and even if the element spacing in the plane is the same, the density becomes high according to the present invention. I understand. 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帯の面発光型レーザ素子は、別の材料でも作製できる。図5に素子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)として、ワイドバンドギャップである(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P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。また、その他は図4と同様の構造である。 Note that the above-described surface-emitting laser element in the 780 nm band can be manufactured using another material. FIG. 5 shows an enlarged view around the active layer of the device. As shown in FIG. 5, the active layer is composed of three GaInPAs quantum well active layers having a compressive strain composition and a band gap wavelength of 780 nm, and Ga 0.6 In 0 having four layers of lattice-matched tensile strain. .4 P barrier layer, and a clad layer (a spacer layer in this embodiment) for confining electrons, which 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. The rest of the structure is the same as that shown in FIG.
下記の表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 below shows an AlGaAs (spacer layer) / AlGaAs (quantum well active layer) system 780 nm, 850 nm surface emitting semiconductor laser, and an AlGaInP (spacer layer) / GaInPAs (quantum well active layer) system 780 nm surface emitting type. The band gap difference between the spacer layer and the well layer and the barrier layer and the well layer in the typical material composition of the semiconductor laser 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.
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。
As shown in Table 1, according to the AlGaInP (spacer layer) / GaInPAs (quantum well active layer) 780 nm surface emitting semiconductor laser, the AlGaAs / AlGaAs 780 nm surface emitting semiconductor laser as well as the AlGaAs / AlGaAs 850 nm surface 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.
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。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の面発光型レーザでは得られない。 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 with a low threshold. This effect cannot be obtained with a surface-emitting laser of 780 nm or 850 nm manufactured by an AlGaAs system having substantially the same lattice constant as the GaAs substrate.
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、本実施形態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、書込みユニットもしくは光源ユニットの再利用が可能となる。
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 the present 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. As a result, the writing unit or the light source unit can be reused.
(第1、第4の手段の説明)
図12に示したように、従来の面発光型レーザアレイの二次元配列では、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発光素子間の距離は、
(n−1)×X=3X (n=4)
となり、副走査方向の最周辺の発光素子間の距離は、
(m−1)×d=7d (m=8)
となり、
7d>3X
となる。このとき、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、
25.4mm/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。
(Explanation of first and fourth means)
As shown in FIG. 12, the conventional two-dimensional array of surface emitting laser arrays has four columns in the main scanning direction and eight rows in the sub-scanning direction. Therefore, the distance between the most peripheral light emitting elements in the main scanning direction is
(N−1) × X = 3X (n = 4)
And the distance between the light emitting elements at the outermost periphery in the sub-scanning direction is
(M−1) × d = 7d (m = 8)
And
7d> 3X
It becomes. At this time, the pitch of the scanning line interval on the surface to be scanned is | βs | × d / 4, and it is difficult to obtain a desired pitch in the case of high density correspondence. For example, in the case of 2400 dpi,
25.4 mm / 2400 = 10.6 μm
In the case of 4800 dpi,
25.4 mm / 4800 = 5.3 μm
However, it is necessary to make | βs | × d / n equal to this value.
これを解決するための達成手段の1つを図2で説明する。図2は本発明の面発光型レーザアレイの発光素子の配置を示す概略平面図であり、主走査方向ピッチXが副走査方向ピッチdより長い例で、主走査方向と副走査方向の配列数が違う場合の例である。図2に示すように、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発光素子間の距離は副走査方向の最周辺の発光素子間距離よりも長くなっている。
One means for achieving this is illustrated in FIG. FIG. 2 is a schematic plan view showing the arrangement of the light emitting elements of the surface emitting laser array of the present invention, in which the main scanning direction pitch X is longer than the sub scanning direction pitch d, and the number of arrangements in the main scanning direction and the sub scanning direction. This is an example of when is different. As shown in FIG. 2, the arrangement is 8 columns in the main scanning direction and 4 rows in the sub-scanning direction. Therefore, 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
It becomes.
Therefore, the distance between the most peripheral light emitting elements in the main scanning direction is longer than the distance between the most peripheral light emitting elements in the sub scanning direction.
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発光素子間距離を副走査方向の最周辺の発光素子間距離よりも長くすると、高密度への対応が容易になる。
また、更に全光学系の副走査方向の横倍率の絶対値|βs|を、主走査方向の横倍率の絶対値|βm|よりも小さくする(|βm|>|βs|)ことで、被走査面上のピッチを小さくでき、高密度への対応が容易になる。
なお、主走査方向の最周辺の発光素子間距離を副走査方向の最周辺の発光素子間距離よりも短くし、|βs|を小さくするという方法も考えられるが、光利用効率の低下をはじめとした前述の様々な問題が発生するので好ましくない。
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. In other words, if the distance between the light emitting elements at the outermost periphery in the main scanning direction is made longer than the distance between the light emitting elements at the outermost periphery in the sub scanning direction, it becomes easy to cope with high density.
Further, the absolute value | βs | of the horizontal magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system is made smaller than the absolute value | βm | of the horizontal magnification in the main scanning direction (| βm |> | βs |). The pitch on the scanning surface can be reduced, and it becomes easy to cope with high density.
Although a method of making the distance between the most peripheral light emitting elements in the main scanning direction shorter than the distance between the most peripheral light emitting elements in the sub-scanning direction and reducing | βs | Since the above-mentioned various problems occur, it is not preferable.
(第5の手段の説明)
第5の手段は、第1または第4の手段の構成に加え、複数の発光素子が二次元状に配列した光源1は、各発光素子が副走査方向に一次元的にm個(図2の例ではm=4)配列し、更に、副走査方向の一次元的な列が略主走査方向にn個(図2の例ではn=8)配列され、なおかつ、m×nの発光素子(m≦n)から副走査方向に平行な直線に垂線を下ろした時の該副走査方向における各発光素子の位置関係が等間隔となるように構成したものであり、第1の手段の構成を発光素子の列数、行数の関係で規定することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
(Explanation of the fifth means)
In the fifth means, in addition to the configuration of the first or fourth means, the
(第6の手段の説明)
前述したように、被走査面上での走査線間隔をいかに小さくできるかが大きな課題であるが、第6の手段の光走査装置では、第5の手段の構成に加え、複数の発光素子が二次元状に配列した光源は、副走査方向の一次元的なm個の配列の発光素子の配列ピッチをd、主走査方向のn個の配列の配列ピッチをXとするとき、
X>d
とすることにより、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おり、各素子間の熱干渉の影響の低減や、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。
(Explanation of sixth means)
As described above, how to reduce the scanning line interval on the surface to be scanned is a big problem. In the optical scanning device of the sixth means, in addition to the configuration of the fifth means, a plurality of light emitting elements are provided. The two-dimensionally arranged light source has a one-dimensional array of m light emitting elements in the sub-scanning direction as d, and an array pitch of n arrays in the main scanning direction as X.
X> d
As a result, the element spacing in the main scanning direction, which does not affect the increase in density in the sub-scanning direction, is widened, and it is necessary to reduce the influence of thermal interference between elements and to pass the wiring of each element. Space can be secured.
(第1の手段の説明)
第1の手段の光走査装置では、第1光学系は、光源から出射された複数の光ビームをカップリングするカップリングレンズ2と、該カップリングレンズ2から出射された複数の光ビームに対して少なくとも主走査方向の光束を制限する開口部(例えばアパーチャ)3を有し、開口部3はカップリングレンズ2の後側焦点位置より、偏向手段(例えばポリゴンミラー)5に近い側に配備される構成としたものである。
(Explanation of the first means)
In the optical scanning device of the first means , the first optical system includes a
以下、図6(a),(b)を参照して説明する。なお、両図とも主走査断面内の光学系配置を示している。
図6(a)は、カップリングレンズ2の後側焦点位置にアパーチャ3を配備した場合の説明図である。第1〜第4の手段のような構成をとると、主走査方向の最周辺の発光素子間の距離が大きくなる。このとき、主走査方向のビームを制限するアパーチャ3をカップリングレンズ2の後側焦点位置に配備すると、図示するように、ポリゴンミラー面上でビームが離れてしまい、特に最周辺のビームの光学特性が劣化してしまう。本構成において、最も重要な特性は被走査面上で所望の走査線間隔を得ることであり、アパーチャ3をカップリングレンズ2の後側焦点位置に配備しても、高画質、高密度、高速対応の光走査装置となるが、更に主走査、副走査のビームスポット径特性を向上させるためには、図6(b)のような構成をとれば良い。すなわち、アパーチャ3をカップリングレンズ2の後側焦点位置よりも偏向手段(ポリゴンミラー)5に近い側に配備する。このとき、ポリゴンミラー面上での最周辺のビームの中心線間距離が短くなり、主走査、副走査の像面湾曲を良好にすることができ、しいては、主走査、副走査とも良好なビームスポット径が得られる。
Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. Both figures show the arrangement of the optical system in the main scanning section.
FIG. 6A is an explanatory diagram when the
(第3の手段の説明)
第3の手段の光走査装置では、以上の構成に加え、二次元状に配列した発光素子のうち、最周辺の発光素子の少なくとも1つは、最周辺以外の発光素子よりも発光量を大きくするものであり、これにより、最周辺のビームの光量の低下を抑えることができる。すなわち、図7に示すように、複数の発光素子が二次元状に配列した光源1を用いた場合、最周辺にある光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て低下する。そこで、最周辺の発光素子の発光量を大きくして、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することができる。
(Explanation of the third means)
In the optical scanning device of the third means, in addition to the above configuration, at least one of the most peripheral light emitting elements out of the two-dimensionally arranged light emitting elements has a larger light emission amount than the light emitting elements other than the most peripheral light emitting element. Thus, it is possible to suppress a decrease in the light amount of the most peripheral beam. That is, as shown in FIG. 7, when the
(第2の手段の説明)
第2の手段の光走査装置では、以上のような構成に加え、第1光学系は、光源1から出射された複数の光ビームをカップリングするカップリングレンズ2と、該カップリングレンズ2から出射された複数の光ビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部(例えばアパーチャ)3を有し、アパーチャ3の主走査方向の幅は副走査方向の幅よも大きい構成としたものであり、光量ばらつきを小さくすることができる。
(Explanation of the second means)
In the optical scanning device of the second means, in addition to the above-described configuration, the first optical system includes a
ここで、第4〜第6の手段の構成では、最周辺のビームのカップリングレンズ2からの光軸ずれ量は副走査方向よりも主走査方向のほうが大きくなる。ところが、ビームを規制するアパーチャ径が主走査方向よりも副走査方向のほうが大きいと、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(図8(b)の主アパーチャ径)が副走査方向のアパーチャ径(図8(a)の副アパーチャ径)よりも大きい場合を示しているが、このとき、図8からもわかるとおり、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。また、副走査方向の横倍率を主走査方向の横倍率よりも小さくするためには、
主走査方向のアパーチャ径/副走査方向のアパーチャ径
を大きくしていく必要があり、その意味でも第2の手段の構成の意義は大きい。
Here, in the configurations of the fourth to sixth means, the optical axis deviation amount of the most peripheral beam from the
It is necessary to increase the aperture diameter in the main scanning direction / the aperture diameter in the sub-scanning direction, and in this sense, the configuration of the second means is significant.
[実施形態2]
次に図9に本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の一構成例を示す。図9に示す画像形成装置では、像担持体としての円筒状に形成された感光体ドラム111を有し、その周囲には感光体表面を均一に帯電するための帯電装置112(図では帯電ローラによる接触式のものを示しているが、この他、帯電ブラシや、非接触式のコロナチャージャ等を用いることもできる)、感光体ドラムに光ビームを照射して静電潜像を形成する光走査装置113、感光体ドラム上の静電潜像をトナーで現像する現像装置114、現像により感光体ドラム上で顕像化されたトナー像をシート状の記録媒体Sに転写する転写装置115(図では転写ローラを示しているが、コロナチャージャ等を用いるものであってもよい)、転写後の転写残トナーを除去するクリーニング装置116を有している。また、符号117は定着装置を示している。
[Embodiment 2]
Next, FIG. 9 shows a configuration example of an image forming apparatus using the optical scanning device according to the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 9 has a
感光体ドラム111は、接地された金属等の導電性を持つ円筒の外側表面に、暗中では誘電体、光が当たると導電体となる光導電性の感光体材料からなる感光層が設けられている。
感光体ドラム111は図中の矢印方向へ等速回転され、帯電装置112によって感光体表面に均一に電荷が与えられる。
The
The
次に光走査装置113によって感光体ドラム111の一部に画像情報に応じて強度変調された光ビームが照射される。感光体ドラム111の光ビームが露光された部分は導電体となり、感光体表面の電荷が導電性を持つ円筒を介して逃げることにより感光体表面の電荷が無くなる。また、光ビームが露光されなかった部分の電荷はそのまま保持される。このようにして感光体表面に静電潜像が形成される。
Next, a light beam whose intensity is modulated in accordance with image information is irradiated onto a part of the
次に現像装置114によって感光体表面と同じ極性の電荷に帯電されたトナーが感光体表面の電荷の無くなった部分にのみ付着し、トナー画像として可視像化される。
感光体上のトナー画像は、図示しない給紙部から給紙される記録紙やOHPシート等のシート状記録媒体S上に転写装置114によって静電力及び圧力により転写される。シート状記録媒体S上に転写されたトナー画像は定着装置117によって熱及び圧力を加えることにより定着される。そして、トナー画像を定着されたシート状記録媒体Sは装置外の図示しない排紙部へ排出される。また、トナー画像転写後の感光体111はクリーニング装置116のクリーニング部材(ブレード、ブラシ等)によりクリーニングされて残留トナーや紙粉が除去される。
Next, the toner charged to the same polarity as the surface of the photoreceptor by the developing
The toner image on the photoreceptor is transferred by electrostatic force and pressure by the
以上のように、図9に示す構成の画像形成装置では、帯電→露光→現像→転写→定着→クリーニングという工程を経て画像形成を行なうものであるが、光走査装置113に、実施形態1で説明した本発明の光走査装置を用いることにより、高密度・高速対応の画像形成装置を実現することができる。 As described above, in the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 9, image formation is performed through the steps of charging → exposure → development → transfer → fixing → cleaning. By using the described optical scanning device of the present invention, a high-density and high-speed compatible image forming apparatus can be realized.
[実施形態3]
図10に本発明に係る光走査装置を用いた多色対応の画像形成装置の一構成例を示す。図中の符号111Y,111M,111C,111Kは、転写ベルト118に沿って並設された感光体ドラムであり、図中の矢印方向に回転される。各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kの周囲には、図9と同様に、帯電装置112Y,112M,112C,112K(図では帯電ローラによる接触式のものを示しているが、この他、帯電ブラシや、非接触式のコロナチャージャ等を用いることもできる)、光走査装置113、各色の現像装置114Y,114M,114C,114K、転写装置(転写チャージャ、転写ローラ、転写ブラシ等)115Y,115M,115C,115K、クリーニング装置116Y,116M,116C,116Kが配設されている。また、図中の符号117は定着装置、119は記録紙等のシート状記録媒体Sを積載した給紙カセット、120は給紙ローラ、121は分離ローラ、122は搬送ローラ、123はレジストローラを示している。
[Embodiment 3]
FIG. 10 shows an example of the configuration of a multi-color image forming apparatus using the optical scanning device according to the present invention.
感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kは潜像形成手段である光走査装置113により画像情報に応じて強度変調された光ビームが露光され、静電潜像が形成される。この露光工程を行う光走査装置113の基本的な構成は実施形態1で説明した通りであり、各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kに対応して4つの光走査装置を配置しても良いが、図10の例では、1つの偏向手段で4系統のマルチビームを振り分けて走査する構成である。すなわち、図10に示す光走査装置では、4つの感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kにそれぞれ対応するためのマルチビーム光源と第1、第2光学系を4系統備えており、1つの偏向手段で4系統のマルチビームを左右に振り分けて走査し、第2光学系に設けたミラーで各マルチビームの光路を折り曲げて各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kに照射する構成である。
The
各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kに形成された静電潜像は、イエロー(Y)現像装置114Y、マゼンタ(M)現像装置114M、シアン(C)現像装置114C、ブラック(K)現像装置114Kによって現像され、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として顕像化される。また、この現像工程にタイミングを合わせて給紙カセット119からシート状記録媒体Sが給紙ローラ120と分離ローラ121により1枚ずつ給紙され、搬送ローラ122を経てレジストローラ123に至る。そして、上記の現像工程で顕像化された各感光体ドラム111Y,111M,111C,111K上のトナー像が転写位置に来るタイミングに合わせてレジストローラ123によりシート状記録媒体Sが転写ベルト118に送り出され、転写ベルト118によりシート状記録媒体Sが担持されて各色の転写位置に順次搬送される。そして、転写ベルト118を挟んで各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kに対向して配置された転写装置115Y,115M,115C,115Kにより転写バイアスが印加され、各感光体ドラム111Y,111M,111C,111K上の各色のトナー像がシート状記録媒体Sに順次重ね合わせて転写される。シート状記録媒体S上に転写された4色重ね合わせのトナー画像(カラー画像)は定着装置117によって熱及び圧力を加えることにより定着される。そして、トナー画像を定着されたシート状記録媒体Sは装置外の図示しない排紙部に排出される。また、トナー画像転写後の各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kはクリーニング装置116Y,116M,116C,116Kのクリーニング部材(ブレード、ブラシ等)によりクリーニングされて残留トナーや紙粉が除去される。
The electrostatic latent images formed on the
なお、図10に示す画像形成装置では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のいずれか1色の画像を形成する単色モード、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のいずれか2色の画像を重ねて形成する2色モード、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のいずれか3色の画像を重ねて形成する3色モード、上記のように4色の重ね画像を形成するフルカラーモードを有し、これらのモードを図示しない操作部にて指定して実行することで単色、多色、フルカラーの画像形成が可能である。 In the image forming apparatus shown in FIG. 10, a single color mode for forming an image of any one of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), yellow (Y), magenta ( M), Cyan (C), Black (K) Two-color mode that forms two colors of images, Yellow (Y), Magenta (M), Cyan (C), Black (K) It has a three-color mode in which three-color images are superimposed and a full-color mode in which a four-color superimposed image is formed as described above. Multicolor and full-color image formation is possible.
また、図10に示す構成の画像形成装置では、各色の作像部で帯電→露光→現像→転写という工程を経てシート状記録媒体S上に多色画像形成を行なうものであるが、各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kからシート状記録媒体Sに直接転写する方式に換えて、中間転写ベルト等の中間転写体を用い、各感光体ドラム111Y,111M,111C,111Kから中間転写体に1次転写して各色の重ね画像を形成した後、中間転写体からシート状記録媒体Sに一括して2次転写する構成の、中間転写方式の画像形成装置としてもよい。
Further, in the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 10, multicolor image formation is performed on the sheet-like recording medium S through the steps of charging → exposure → development → transfer in each color image forming unit. Instead of the method of transferring directly from the
以上のように、本発明に係る多色画像形成装置では、各色の作像部で帯電→露光→現像→転写という工程を経てシート状記録媒体S上に多色画像形成を行なうものであるが、光走査装置113に、実施形態1で説明した本発明の光走査装置を用いることにより、高密度・高速対応で、かつ多色対応の画像形成装置を実現することができる。
As described above, in the multicolor image forming apparatus according to the present invention, a multicolor image is formed on the sheet-like recording medium S through the steps of charging → exposure → development → transfer in each color image forming unit. By using the optical scanning device of the present invention described in the first embodiment for the
以下に本発明に係る光走査装置の具体的な実施例(光学系データ)を示す。
光走査装置の光学系の配置は図1と同様である。光源1の各発光素子の波長は780nmであり、複数の発光素子は図2に示したような二次元配列をしている。
発光領域(図2中の円形白抜け部)の直径は4μmであり、前述したうように、4×8の配列となっており、副走査方向の素子間隔(ピッチ)dはd=18.4μm、主走査方向の素子間隔(ピッチ)XはX=30μmとなっている。
Specific examples (optical system data) of the optical scanning device according to the present invention are shown below.
The arrangement of the optical system of the optical scanning device is the same as in FIG. The wavelength of each light emitting element of the
The diameter of the light emitting region (circular white portion in FIG. 2) is 4 μm, and as described above, the array is 4 × 8, and the element interval (pitch) d in the sub-scanning direction is d = 18. The element spacing (pitch) X in the main scanning direction is 4 μm, and X = 30 μm.
第1光学系のカップリングレンズ2は、第1面、第2面の両面とも下記の式(1) で表現される面形状を有している。
x=(h2/R)/[1+√{1−(1+K)(h/R)2}]
+A4・h4+A6・h6+A8・h8+A10・h10 ・・・(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,A6,A8,A10とすると、各係数は以下の通りである。また、屈折率は1.5119である
The
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 coefficients are A4, A6, A8, and A10, the respective coefficients are as follows. The refractive index is 1.5119.
(第1面)
R=98.97
K=−18.9
A4=−2.748510E-06(E-06=×10−6を意味する(以下同様))
A6=7.513797E-07
A8=−5.817478E-08
A10=−2.475370E-09
(First side)
R = 98.97
K = −18.9
A4 = −2.748510E-06 (meaning E-06 = × 10 −6 (the same applies hereinafter))
A6 = 7.513797E-07
A8 = −5.817478E-08
A10 = -2.475370E-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
(Second side)
R = −31.07
K = −0.35
A4 = 1.210E-06
A6 = 6.782E-08
A8 = 2.523E-08
A10 = -4.670E-09
ここで、図1中のd1=42.39mmとなり、その間に屈折率1.5112、厚さ0.3mmのカバーガラスを挿入する。
また、d2=3.8mmである。
Here, d1 in FIG. 1 is 42.39 mm, and a cover glass having a refractive index of 1.5112 and a thickness of 0.3 mm is inserted therebetween.
D2 = 3.8 mm.
アナモルフィックレンズ4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面が主走査方向にパワーを有するシリンドリカル面である。第1面の副走査曲率半径は55mm、第2面の主走査曲率半径は−500mmである。ここで、図1中のd3=117.2mm、d4=3mmである。
アパーチャ3はアナモルフィックレンズ4の第2面から偏向手段側に58.2mmいったところに配備され、カップリングレンズ2の後側焦点位置よりも偏向器(ポリゴンミラー)5に近い側に配備されている。ここで、d5=120.2mmとなっている。また、アパーチャ径は主走査方向:5.5mm、副走査方向:1.18mmの矩形形状をしている。
The
The
なお、このとき、アナモルフィックレンズ4とポリゴンミラー5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10が配備されている。ここで、ポリゴンミラーは4面で、内接円半径は7mmである。
また、図1中のd6=36.7mm、d7=8mm、d8=101.9mm、d9=3mm、d10=138.2mmである。下記の表2に、光偏向器(ポリゴンミラー)5以降の光学系データを示す。
At this time, a
Further, in FIG. 1, d6 = 36.7 mm, d7 = 8 mm, d8 = 101.9 mm, d9 = 3 mm, d10 = 138.2 mm. Table 2 below shows optical system data after the optical deflector (polygon mirror) 5.
表2の表記においてRmは「主走査方向の近軸曲率」、Rs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。また、走査レンズ7と被走査面9の間には防塵ガラス8が配置され、この防塵ガラス8は屈折率1.5112、肉厚1.9mmである。
In the notation of Table 2, R m is “paraxial curvature in the main scanning direction”, R s is “paraxial curvature in the sub scanning direction”, and D represents the distance between the optical elements. The unit is mm. A dust-
第2光学系を構成する偏向器側走査レンズ6と像面側走査レンズ7の各面は非球面であり、全面ともに主走査方向には「下記の式(2)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「下記の式(3)に従って変化」する特殊面である。
すなわち、主走査面(レンズ光軸を含み、主走査方向に平行な仮想的な平断面)内における非円弧形状は、光軸における主走査面内の近軸曲率半径:Rm、主走査方向における光軸からの距離:Y、円錐常数:K、高次の係数:A1,A2,A3,A4,A5,A6,・・・とするとき、光軸方向のデプス:Xを用い、多項式:
X=(Y2/Rm)/[1+√{1-(1+K)(Y/Rm)2}]
+A1・Y+A2・Y2+A3・Y3+A4・Y4+A5・Y5+A6・Y6+・・・ (2)
で表す。奇数次の係数:A1,A3,A5・・・の1以上が「0でない」場合、式(2)で与えられる非円弧形状は主走査方向に非対称となる。
Each surface of the deflector-side scanning lens 6 and the image plane-
That is, the non-arc shape in the main scanning plane (virtual flat section including the lens optical axis and parallel to the main scanning direction) is a paraxial radius of curvature in the main scanning plane on the optical axis: R m , the main scanning direction. The distance from the optical axis in Y: Y, the conic constant: K, and the higher order coefficients: A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 ,. Using X, polynomial:
X = (Y 2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / Rm) 2 }]
+ A 1・ Y + A 2・ Y 2 + A 3・ Y 3 + A 4・ Y 4 + A 5・ Y 5 + A 6・ Y 6 + ... (2)
Represented by When one or more of odd-order coefficients: A 1 , A 3 , A 5 ... Is not “0”, the non-circular arc shape given by Equation (2) is asymmetric in the main scanning direction.
[副走査断面における曲率の変化]
副走査断面内における曲率:Cs(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をRs(0)、B1、B2、B3、・・・を係数として、次の通りである。
Cs(Y)={1/Rs(0)}+B1・Y+B2・Y2+B3・Y3+B4・Y4+B5・Y5+・・・ (3)
奇数次の係数B1,B3,B5・・・の1以上が「0でない」とき、式(3)で与えられる「副走査断面における曲率」は、主走査方向に非対称に変化する。
[Change in curvature in sub-scan section]
The expression expressing the state in which the curvature in the sub-scanning section: C s (Y) (Y: coordinates in the main scanning direction with the optical axis position as the origin) changes in the main scanning direction is in the sub-scanning section including the optical axis. Are as follows, with R s (0), B 1 , B 2 , B 3 ,... As coefficients.
Cs (Y) = {1 / Rs (0)} +
When one or more of the odd-order coefficients B 1 , B 3 , B 5 ... Is not “0”, the “curvature in the sub-scanning section” given by the equation (3) changes asymmetrically in the main scanning direction.
走査レンズ6の第1面(入射側面(特殊面))の係数を下記の表3に示す。また、走査レンズ6の第2面(射出側面(特殊面))の係数を下記の表4に示す。さらに走査レンズ7の第1面(入射側面(特殊面))の係数を下記の表5に示す。また、走査レンズ7の第2面(射出側面(特殊面))の係数を下記の表6に示す。
The coefficients of the first surface (incident side surface (special surface)) of the scanning lens 6 are shown in Table 3 below. Further, the coefficients of the second surface (exit side surface (special surface)) of the scanning lens 6 are shown in Table 4 below. Further, the coefficients of the first surface (incident side surface (special surface)) of the
本実施例の光走査装置における収差図を図11に示すが、収差が良好に補正されている。また、被走査面(像面)9上でのビームスポット径は以下の表7のようになり、良好に補正されている。
このとき、主走査方向の横倍率の絶対値は|βm|=4.9、副走査方向の横倍率の絶対値は|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の高密度の光走査装置として、高密度・高速対応の画像形成装置に適用可能である。
FIG. 11 shows aberration diagrams in the optical scanning device of the present embodiment. The aberrations are corrected favorably. Further, the beam spot diameter on the scanned surface (image surface) 9 is as shown in Table 7 below, and is corrected well.
At this time, the absolute value of the horizontal magnification in the main scanning direction is | βm | = 4.9, the absolute value of the horizontal magnification in the sub-scanning direction is | βs | = 2.3, and the scanning surface is scanned with 5.3 μm. The line spacing can be obtained, and the present invention can be applied to a high-density and high-speed image forming apparatus as a high-density optical scanning apparatus of 4800 dpi.
1:光源(面発光型レーザアレイ)
2:カップリングレンズ
3:アパーチャ(開口部)
4:アナモルフィックレンズ
5:ポリゴンミラー(偏向手段)
6:偏向器側走査レンズ
7:像面側走査レンズ
8:防塵ガラス
9:像面(被走査面)
10:防音ガラス
11:ダミーミラー
111,111Y,111M,111C,111K:感光体ドラム
112,112Y,112M,112C,112K:帯電装置
113:光走査装置
114,114Y,114M,114C,114K:現像装置
115,115Y,115M,115C,115K:転写装置
116,116Y,116M,116C,116K:クリーニング装置
117:定着装置
118:転写ベルト
119:給紙カセット
120:給紙ローラ
121:分離ローラ
122:搬送ローラ
123:レジストローラ
S:シート状記録媒体
1: Light source (surface emitting laser array)
2: Coupling lens 3: Aperture (opening)
4: Anamorphic lens 5: Polygon mirror (deflection means)
6: Deflector scanning lens 7: Image surface scanning lens 8: Dust-proof glass 9: Image surface (scanned surface)
10: Soundproof glass 11:
Claims (8)
前記光源からの複数の光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の光ビームを被走査面に導く第2光学系とを有し、
前記偏向手段による走査方向を主走査方向、該主走査方向と前記第1、第2光学系の光軸に直交する方向を副走査方向としたとき、前記主走査方向の最周辺の発光素子間の距離を、前記副走査方向の最周辺の発光素子間の距離よりも長くし、前記第1光学系は、前記光源から出射された複数の光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出射された複数の光ビームに対して少なくとも主走査方向の光束を制限する開口部を有し、前記開口部は前記カップリングレンズの後側焦点位置より、前記偏向手段に近い側に配備されることを特徴とする光走査装置。 A light source in which a plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally;
A first optical system for guiding a plurality of light beams from the light source to a deflecting means;
A second optical system for guiding a plurality of light beams from the deflecting means to a scanned surface;
When the scanning direction by the deflecting means is the main scanning direction, and the direction perpendicular to the optical axis of the main scanning direction and the first and second optical systems is the sub-scanning direction, between the light emitting elements at the outermost periphery in the main scanning direction The first optical system includes a coupling lens that couples a plurality of light beams emitted from the light source, and the cup. An opening that restricts at least a light beam in the main scanning direction with respect to the plurality of light beams emitted from the ring lens, and the opening is closer to the deflecting unit than a rear focal position of the coupling lens. optical scanning device characterized in that it is deployed.
前記光源と前記被走査面の間の光学系の主走査方向の横倍率をβm、前記光源と前記被走査面の間の光学系の副走査方向の横倍率をβsとしたとき、
|βm|>|βs|
の条件を満たすことを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
When the lateral magnification in the main scanning direction of the optical system between the light source and the scanned surface is βm, and the lateral magnification in the sub-scanning direction of the optical system between the light source and the scanned surface is βs,
| Βm |> | βs |
An optical scanning device characterized by satisfying the following condition.
前記複数の発光素子が二次元状に配列した光源は、各発光素子が前記副走査方向に一次元的にm個(m≧2)配列し、更に、前記副走査方向の一次元的な列が略主走査方向にn個(n≧2)配列され、
なおかつ、m×nの発光素子(m≦n)から前記副走査方向に平行な直線に垂線を下ろした時の該副走査方向における各発光素子の位置関係が等間隔となることを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
In the light source in which the plurality of light emitting elements are arranged in a two-dimensional manner, each light emitting element is arranged one-dimensionally in the sub-scanning direction (m ≧ 2), and further, a one-dimensional row in the sub-scanning direction. Are arranged approximately in the main scanning direction (n ≧ 2),
In addition, the positional relationship of the light emitting elements in the sub-scanning direction when the perpendicular is lowered from the m × n light-emitting elements (m ≦ n) to the straight line parallel to the sub-scanning direction is equally spaced. Optical scanning device.
前記複数の発光素子が二次元状に配列した光源は、前記副走査方向の一次元的なm個の配列の発光素子の配列ピッチをd、前記主走査方向のn個の配列の配列ピッチをXとするとき、
X>d
とすることを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 5,
The light source in which the plurality of light emitting elements are arranged in a two-dimensional manner has an arrangement pitch of light emitting elements in a one-dimensional array of m in the sub-scanning direction, d, and an arrangement pitch of n arrays in the main scanning direction. When X is
X> d
An optical scanning device characterized by that.
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