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JP2008209675A - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

Optical scanning apparatus and image forming apparatus Download PDF

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JP2008209675A
JP2008209675A JP2007046451A JP2007046451A JP2008209675A JP 2008209675 A JP2008209675 A JP 2008209675A JP 2007046451 A JP2007046451 A JP 2007046451A JP 2007046451 A JP2007046451 A JP 2007046451A JP 2008209675 A JP2008209675 A JP 2008209675A
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JP
Japan
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scanning
light emitting
light
sub
emitting units
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Application number
JP2007046451A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Ichii
大輔 市井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to US12/031,362 priority patent/US7626744B2/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/47Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light
    • B41J2/471Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror
    • B41J2/473Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror using multiple light beams, wavelengths or colours

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  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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Abstract

【課題】高コスト化を招くことなく、光により被走査面上を精度良く走査する。
【解決手段】2次元的に配列された40個の発光部101を有する光源と、光源からの光を偏向するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーで偏向された光を感光体ドラムに集光する走査光学系とを備え、前記複数の発光部は、副走査方向に対応するS方向に関して、最も近接する2つの発光部の間隔dが2.5μmである。これにより、安価な走査光学系を用いても、感光体ドラム上に形成される光スポットのスポット径のばらつきを低減することが可能となる。従って、結果として、高コスト化を招くことなく、光により被走査面上を精度良く走査することが可能となる。
【選択図】図4
An object of the present invention is to accurately scan a surface to be scanned with light without increasing costs.
A light source having 40 light emitting units arranged two-dimensionally, a polygon mirror for deflecting light from the light source, and scanning optics for condensing the light deflected by the polygon mirror onto a photosensitive drum. The plurality of light emitting units have an interval d between two light emitting units that are closest to each other in the S direction corresponding to the sub-scanning direction. As a result, even when an inexpensive scanning optical system is used, it is possible to reduce the variation in the spot diameter of the light spot formed on the photosensitive drum. Therefore, as a result, it is possible to accurately scan the surface to be scanned with light without increasing the cost.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光により被走査面上を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning apparatus that scans a surface to be scanned with light and an image forming apparatus including the optical scanning apparatus.

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラムの軸方向にポリゴンスキャナ(例えば、ポリゴンミラー)を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ潜像を形成する方法が一般的である。このような電子写真の分野では、画像品質を向上させるために画像の高密度化、及び操作性を向上させるために画像出力の高速化が画像形成装置に求められている。   In electrophotographic image recording, an image forming apparatus using a laser is widely used. In this case, the image forming apparatus includes an optical scanning device, and forms a latent image by rotating the drum while scanning laser light using a polygon scanner (for example, a polygon mirror) in the axial direction of the photosensitive drum. Is common. In the field of electrophotography, an image forming apparatus is required to increase image density in order to improve image quality and to increase image output speed in order to improve operability.

これら高密度化及び高速化を両立させる方法として、光源から出射される光のマルチビーム化がある。   As a method for achieving both high density and high speed, there is a method of making multi-beams of light emitted from a light source.

例えば、特許文献1には、積層された複数の半導体層よりなり、その積層方向に対して垂直な方向の端部に側面を有する光電変換部を同一基板に複数備えた光電変換素子が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a photoelectric conversion element that includes a plurality of stacked semiconductor layers and includes a plurality of photoelectric conversion portions on the same substrate that have side surfaces at end portions in a direction perpendicular to the stacking direction. ing.

特許文献2には、配設基板と、この配設基板により支持された1つの基板と、この基板の前記配設基板と反対側に積層して形成された複数の半導体層よりそれぞれなる複数の発光部と、これら各発光部に対して前記基板の反対側にそれぞれ設けられ、前記各発光部と1対1に対応して電気的に接続された複数のオーミック電極と、前記基板に対して前記各発光部を介して積層されることにより、前記各発光部の前記基板と反対側に形成された少なくとも1つの放熱層とを備えた半導体発光素子が開示されている。   In Patent Document 2, a plurality of substrate layers, a single substrate supported by the distribution substrate, and a plurality of semiconductor layers formed by stacking on the opposite side of the substrate from the distribution substrate are provided. A plurality of ohmic electrodes provided on the opposite side of the substrate with respect to the light emitting units, and electrically connected to the light emitting units in a one-to-one correspondence with the substrates; A semiconductor light emitting device is disclosed that includes at least one heat dissipation layer formed on the side opposite to the substrate of each light emitting unit by being stacked via each light emitting unit.

しかしながら、特許文献1に開示されている光電変換素子及び特許文献2に開示されている半導体発光素子をマルチビーム光源に用いるには、消費電力が大きく、発熱量が大きいため、コスト的には4ビーム若しくは8ビーム程度が限界であった。また、各素子は、複数の発光部の配列が1次元であるため、ビーム数を極端に増やすと、光学系の光軸からのビームのずれ量が大きくなり、ビーム特性が劣化するおそれがあった。   However, in order to use the photoelectric conversion element disclosed in Patent Document 1 and the semiconductor light-emitting element disclosed in Patent Document 2 for a multi-beam light source, the power consumption is large and the heat generation amount is large. The beam or about 8 beams was the limit. In addition, since each element has a one-dimensional arrangement of a plurality of light emitting units, if the number of beams is extremely increased, the amount of deviation of the beam from the optical axis of the optical system increases, which may deteriorate the beam characteristics. It was.

そこで、複数の発光点を1つの素子上に2次元的に形成することが容易で、消費電力が小さい垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を用いることが提案された。   Therefore, it has been proposed to use a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) that can easily form a plurality of light emitting points on one element in a two-dimensional manner and consumes less power. .

特許文献3には、発光素子とその駆動回路が搭載され、画像形成装置本体に固定される筐体に取り付けられる第1の基板と、前記画像形成装置本体からのハーネスを接続するコネクターが搭載され、前記第1の基板とは分離されて、前記筐体に取り付けられる第2の基板と、前記第1の基板の端子と前記第2の基板の端子とを、電気的に接続する弾性変形可能な接続部材と、を有する光走査装置が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 is equipped with a light-emitting element and its drive circuit, a first substrate attached to a housing fixed to the image forming apparatus main body, and a connector for connecting a harness from the image forming apparatus main body. The second substrate that is separated from the first substrate and is attached to the housing, and the terminals of the first substrate and the terminals of the second substrate that are electrically connected are elastically deformable. An optical scanning device having a connecting member is disclosed.

特許文献4には、独立して変調可能な複数の発光点を二次元的の配設した光源と、前記光源から射出した発散光をカップリングするカップリングレンズと、からなる組みを複数組み合わせて構成した光源装置が開示されている。   In Patent Document 4, a plurality of combinations of a light source in which a plurality of light-emitting points that can be independently modulated are arranged two-dimensionally and a coupling lens that couples divergent light emitted from the light source are combined. A configured light source device is disclosed.

特許文献5には、光ビームを射出する光源と、前記光ビームを主走査方向に偏向させる偏向装置と、偏向された光ビームを被走査面上に結像させる光学系と、前記偏向装置と被走査面の間の光路上に設けられた複数のシリンダミラーと、を備えた光走査装置が開示されている。この光走査装置は、被走査面に近いシリンダミラーを反射面の法線を軸に回転させて走査線の傾きを調整するスキュー調整手段と、前記偏向装置に近いシリンダミラーを反射面の母線を軸に回転させて副走査方向の角度を調整する角度調整手段とを備えている。   Patent Document 5 discloses a light source that emits a light beam, a deflection device that deflects the light beam in a main scanning direction, an optical system that forms an image of the deflected light beam on a surface to be scanned, and the deflection device. An optical scanning device including a plurality of cylinder mirrors provided on an optical path between scanned surfaces is disclosed. The optical scanning device includes a skew adjusting unit that adjusts the inclination of the scanning line by rotating a cylinder mirror close to the surface to be scanned around the normal line of the reflection surface, and a bus mirror on the reflection surface of the cylinder mirror close to the deflection device. Angle adjusting means for adjusting the angle in the sub-scanning direction by rotating the shaft.

特開平11−340570号公報JP 11-340570 A 特開平11−354888号公報JP 11-354888 A 特開2004−287292号公報JP 2004-287292 A 特開2005−250319号公報JP-A-2005-250319 特開2005−309301号公報JP 2005-309301 A

ところで、最近、画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷にも用いられるようになり、価格を上げることなく、更なる高画質化が求められている。   Recently, image forming apparatuses have come to be used for simple printing as an on-demand printing system, and there is a demand for higher image quality without increasing the price.

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、高コスト化を招くことなく、光により被走査面上を精度良く走査することができる光走査装置を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide an optical scanning device capable of accurately scanning a surface to be scanned with light without incurring an increase in cost. It is in.

また、本発明の第2の目的は、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することができる画像形成装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a high quality image at high speed without incurring an increase in cost.

本発明は、第1の観点からすると、光により被走査面を走査する光走査装置であって、2次元的に配列された複数の発光部を有する光源と;前記光源からの光を偏向する偏向器と;前記偏向器で偏向された光を前記被走査面に集光する走査光学系と;を備え、前記複数の発光部は、副走査方向に対応する方向に関して、最も近接する2つの発光部の間隔が、1μm以上、5μm未満であることを特徴とする光走査装置である。   From a first aspect, the present invention is an optical scanning device that scans a surface to be scanned with light, and includes a light source having a plurality of light emitting units arranged two-dimensionally; and deflects light from the light source And a scanning optical system that condenses the light deflected by the deflector onto the surface to be scanned, and the plurality of light emitting units are arranged in the closest two in the direction corresponding to the sub-scanning direction. The optical scanning device is characterized in that the interval between the light emitting portions is 1 μm or more and less than 5 μm.

なお、本明細書では、発光部の間隔は、2つの発光部の中心間距離をいうものとする。   Note that in this specification, the interval between the light emitting units refers to the distance between the centers of the two light emitting units.

これによれば、複数の発光部では、副走査方向に対応する方向に関して、最も近接する2つの発光部の間隔が、1μm以上、5μm未満とされているため、安価な走査光学系を用いても、被走査面上に形成される光スポットのスポット径のばらつきを低減することが可能となる。従って、結果として、高コスト化を招くことなく、光により被走査面上を精度良く走査することが可能となる。   According to this, in the plurality of light emitting units, the interval between the two closest light emitting units in the direction corresponding to the sub-scanning direction is set to 1 μm or more and less than 5 μm, so an inexpensive scanning optical system is used. In addition, it is possible to reduce the variation in the spot diameter of the light spot formed on the surface to be scanned. Therefore, as a result, it is possible to accurately scan the surface to be scanned with light without increasing the cost.

本発明は、第2の観点からすると、少なくとも1つの像担持体と;前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも1つの本発明の光走査装置と;を備える画像形成装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided at least one image carrier; and at least one optical scanning device of the present invention that scans the at least one image carrier with light containing image information. An image forming apparatus provided.

これによれば、少なくとも1つの本発明の光走査装置を備えているために、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。   According to this, since at least one optical scanning device of the present invention is provided, as a result, it is possible to form a high-quality image at a high speed without increasing the cost.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図24に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ500の概略構成が示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 500 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示されるレーザプリンタ500は、光走査装置900、像担持体としての感光体ドラム901、帯電チャージャ902、現像ローラ903、トナーカートリッジ904、クリーニングブレード905、給紙トレイ906、給紙コロ907、レジストローラ対908、転写チャージャ911、定着ローラ909、排紙ローラ912、及び排紙トレイ910などを備えている。   A laser printer 500 shown in FIG. 1 includes an optical scanning device 900, a photosensitive drum 901 as an image carrier, a charging charger 902, a developing roller 903, a toner cartridge 904, a cleaning blade 905, a paper feed tray 906, and a paper feed roller 907. A registration roller pair 908, a transfer charger 911, a fixing roller 909, a paper discharge roller 912, a paper discharge tray 910, and the like.

上記帯電チャージャ902、現像ローラ903、転写チャージャ911及びクリーニングブレード905は、それぞれ感光体ドラム901の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム901の回転方向(図1における矢印方向)に関して、帯電チャージャ902→現像ローラ903→転写チャージャ911→クリーニングブレード905の順に配置されている。   The charging charger 902, the developing roller 903, the transfer charger 911, and the cleaning blade 905 are disposed in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 901, respectively. Then, the charging charger 902, the developing roller 903, the transfer charger 911, and the cleaning blade 905 are arranged in this order with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 901 (the arrow direction in FIG. 1).

感光体ドラム901の表面には、感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム901の表面が被走査面である。   A photosensitive layer is formed on the surface of the photosensitive drum 901. That is, the surface of the photoconductive drum 901 is the surface to be scanned.

帯電チャージャ902は、感光体ドラム901の表面を均一に帯電させる。   The charging charger 902 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 901.

光走査装置900は、帯電チャージャ902で帯電された感光体ドラム901の表面に、上位装置(例えばパソコン)からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム901の表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム901の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム901の回転に伴って現像ローラ903の方向に移動する。この光走査装置900の構成については後述する。   The optical scanning device 900 irradiates the surface of the photosensitive drum 901 charged by the charging charger 902 with light modulated based on image information from a host device (for example, a personal computer). As a result, on the surface of the photosensitive drum 901, the charge is lost only in the portion irradiated with light, and a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 901. The latent image formed here moves in the direction of the developing roller 903 as the photosensitive drum 901 rotates. The configuration of the optical scanning device 900 will be described later.

トナーカートリッジ904にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ903に供給される。   The toner cartridge 904 stores toner, and the toner is supplied to the developing roller 903.

現像ローラ903は、回転に伴ってその表面にトナーカートリッジ904から供給されたトナーが帯電されて薄く均一に付着される。また、この現像ローラ903には、感光体ドラム901における帯電している部分(光が照射されなかった部分)と帯電していない部分(光が照射された部分)とで互いに逆方向の電界が生じるような電圧が印加されている。そして、この電圧によって、現像ローラ903の表面に付着しているトナーは、感光体ドラム901の表面の光が照射された部分にだけ付着する。すなわち、現像ローラ903は、感光体ドラム901の表面に形成された潜像にトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像は、感光体ドラム901の回転に伴って転写チャージャ911の方向に移動する。   As the developing roller 903 rotates, the toner supplied from the toner cartridge 904 is charged and thinly and uniformly attached to the surface thereof. Further, the developing roller 903 has an electric field in the opposite direction between a charged portion (a portion not irradiated with light) and an uncharged portion (a portion irradiated with light) in the photosensitive drum 901. A voltage is generated to generate. By this voltage, the toner adhering to the surface of the developing roller 903 adheres only to the portion irradiated with light on the surface of the photosensitive drum 901. That is, the developing roller 903 causes the toner to adhere to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 901 and visualizes the image information. Here, the latent image to which the toner is attached moves in the direction of the transfer charger 911 as the photosensitive drum 901 rotates.

給紙トレイ906には転写対象物としての記録紙913が格納されている。この給紙トレイ906の近傍には給紙コロ907が配置されており、該給紙コロ907は、記録紙913を給紙トレイ906から1枚づつ取り出し、レジストローラ対908に搬送する。該レジストローラ対908は、転写ローラ911の近傍に配置され、給紙コロ907によって取り出された記録紙913を一旦保持するとともに、該記録紙913を感光体ドラム901の回転に合わせて感光体ドラム901と転写チャージャ911との間隙部に向けて送り出す。   A recording sheet 913 as a transfer object is stored in the sheet feeding tray 906. A paper feed roller 907 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 906, and the paper feed roller 907 takes out the recording paper 913 one by one from the paper feed tray 906 and conveys it to the registration roller pair 908. The registration roller pair 908 is disposed in the vicinity of the transfer roller 911, temporarily holds the recording paper 913 taken out by the paper feed roller 907, and the recording paper 913 is synchronized with the rotation of the photosensitive drum 901. It is sent out toward the gap between 901 and the transfer charger 911.

転写チャージャ911には、感光体ドラム901の表面上のトナーを電気的に記録紙913に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム901の表面の潜像が記録紙913に転写される。ここで転写された記録紙913は、定着ローラ909に送られる。   A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer charger 911 in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 901 to the recording paper 913. With this voltage, the latent image on the surface of the photosensitive drum 901 is transferred to the recording paper 913. The recording sheet 913 transferred here is sent to the fixing roller 909.

この定着ローラ909では、熱と圧力とが記録紙913に加えられ、これによってトナーが記録紙913上に定着される。ここで定着された記録紙913は、排紙ローラ912を介して排紙トレイ910に送られ、排紙トレイ910上に順次スタックされる。   In the fixing roller 909, heat and pressure are applied to the recording paper 913, whereby the toner is fixed on the recording paper 913. The recording paper 913 fixed here is sent to the paper discharge tray 910 via the paper discharge roller 912 and sequentially stacked on the paper discharge tray 910.

クリーニングブレード905は、感光体ドラム901の表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム901の表面は、再度帯電チャージャ902の位置に戻る。   The cleaning blade 905 removes toner remaining on the surface of the photosensitive drum 901 (residual toner). The removed residual toner is used again. The surface of the photosensitive drum 901 from which the residual toner has been removed returns to the position of the charging charger 902 again.

次に、前記光走査装置900の構成について図2及び図3を用いて説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 900 will be described with reference to FIGS.

この光走査装置900は、光源14、カップリングレンズ15、開口板16、線像形成レンズ17、ポリゴンミラー13、該ポリゴンミラー13を回転させる不図示のポリゴンモータ、及び2つの走査レンズ(11a、11b)などを備えている。   The optical scanning device 900 includes a light source 14, a coupling lens 15, an aperture plate 16, a line image forming lens 17, a polygon mirror 13, a polygon motor (not shown) that rotates the polygon mirror 13, and two scanning lenses (11a, 11a, 11b) and the like.

光源14は、一例として図4に示されるように、40個の発光部101が1つの基板上に形成された2次元アレイ100を有している。各発光部101は、いずれも発振波長が780nmのVCSELである。ところで、VCSELは、発振波長の温度変動が小さく、原理的に波長の不連続な変化(いわゆる波長飛び)が発生しないという特徴を有している。   As shown in FIG. 4 as an example, the light source 14 includes a two-dimensional array 100 in which 40 light emitting units 101 are formed on one substrate. Each light emitting unit 101 is a VCSEL having an oscillation wavelength of 780 nm. By the way, the VCSEL has a feature that the temperature variation of the oscillation wavelength is small, and in principle, a discontinuous change in wavelength (so-called wavelength jump) does not occur.

なお、光源14から射出される光束の発散角(FWHM)は、主走査方向に対応する方向(以下では、便宜上「M方向」ともいう)及び副走査方向に対応する方向(以下では、便宜上「S方向」ともいう)、共に7±1度であり、ニア・フィールド・パターンは、直径4μmの円形である。   The divergence angle (FWHM) of the light beam emitted from the light source 14 is a direction corresponding to the main scanning direction (hereinafter also referred to as “M direction” for convenience) and a direction corresponding to the sub-scanning direction (hereinafter referred to as “for convenience”. Both of them are 7 ± 1 degrees, and the near field pattern is a circle having a diameter of 4 μm.

上記40個の発光部101は、図4に示されるように、M方向からS方向に向かって傾斜角αをなす方向(以下では、便宜上「T方向」という)と、S方向とに沿って2次元的に配列されている。ここでは、光源14は、T方向に沿って10個の発光部が等間隔に配置され、S方向に沿って4個の発光部が等間隔に配置されている。そして、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも小さい。すなわち、T方向を長辺、S方向を短辺とする平行四辺形の中に各発光部が配置されている。これによりS方向よりもM方向に数多くの発光部を配列することができる。   As shown in FIG. 4, the 40 light emitting units 101 are arranged along a direction (hereinafter referred to as “T direction” for convenience) and an S direction that form an inclination angle α from the M direction toward the S direction. Two-dimensionally arranged. Here, in the light source 14, ten light emitting units are arranged at equal intervals along the T direction, and four light emitting units are arranged at equal intervals along the S direction. The interval between the two light emitting units located at both ends with respect to the S direction is smaller than the interval between the two light emitting units located at both ends with respect to the M direction. That is, each light emitting part is arranged in a parallelogram having the long side in the T direction and the short side in the S direction. As a result, a larger number of light emitting portions can be arranged in the M direction than in the S direction.

VCSELの2次元アレイでは、隣接する2つの発光部の間隔は、発熱防止や配線の点からある程度広く取る必要がある。隣接する2つの発光部のS方向に関する発光部間隔dを1≦d<5μmとすることにより、M方向に関する発光部間隔dmをdよりも大きくとることができる。本実施形態では、一例として、書込密度が4800dpiであり、dm=30μm、ds=25μm、d=2.5μmである。そして、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は、dm×9=270μm、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は、d×39=97.5μmである。   In a two-dimensional array of VCSELs, the interval between two adjacent light emitting units needs to be increased to some extent from the viewpoint of preventing heat generation and wiring. By setting the light emitting portion interval d in the S direction between two adjacent light emitting portions to 1 ≦ d <5 μm, the light emitting portion interval dm in the M direction can be made larger than d. In this embodiment, as an example, the writing density is 4800 dpi, dm = 30 μm, ds = 25 μm, and d = 2.5 μm. The interval between the two light emitting units located at both ends in the M direction is dm × 9 = 270 μm, and the interval between the two light emitting units located at both ends in the S direction is d × 39 = 97.5 μm.

高密度な走査を行うためには、S方向に関して、発光部間隔を狭くすることが望ましい。また、2次元アレイの性能向上、製造歩留りの向上、及び寿命の向上のためには、複数の発光部が配置される領域はS方向よりもM方向に長い形態とすることが望ましい。   In order to perform high-density scanning, it is desirable to narrow the interval between the light emitting portions in the S direction. In addition, in order to improve the performance of the two-dimensional array, the manufacturing yield, and the lifetime, it is desirable that the region where the plurality of light emitting units are arranged be longer in the M direction than in the S direction.

仮に、S方向に関して広い範囲に亘って複数の発光部を配置すると、温度変化に起因する光学系の変形及び光学特性の変化によって、感光体ドラム上に形成される光スポットに副走査方向の位置ずれ(以下、便宜上「副走査方向ずれ」ともいう)が起こる。この副走査方向ずれは、光源から射出される光が、副走査方向に関して光学系の光軸から離れるほど大きくなる。   If a plurality of light emitting units are arranged over a wide range with respect to the S direction, a position in the sub-scanning direction is formed on a light spot formed on the photosensitive drum due to a deformation of the optical system and a change in optical characteristics due to a temperature change. Deviation (hereinafter also referred to as “sub-scanning direction deviation” for convenience) occurs. This sub-scanning direction deviation increases as the light emitted from the light source moves away from the optical axis of the optical system in the sub-scanning direction.

また、温度変化に起因する走査線間隔のばらつきは、S方向に関して両端に位置する2つの発光部間で最大となる。走査光学系における副走査方向の横倍率が、主走査方向の位置によって異なっているため、走査光学系の光軸に対して+S側に位置する発光部からの光による走査線と、−S側に位置する発光部からの光による走査線とで、走査線の曲がり方が互いに逆方向になるからである。互いに逆方向に曲がった走査線同士が隣接するときに発生する走査線間隔の誤差は、副走査方向ずれとなり、一走査毎に現れるバンディングとして知覚され、走査精度(走査品質)の低下を招く。   Further, the variation in the scanning line interval due to the temperature change is the maximum between the two light emitting units located at both ends in the S direction. Since the lateral magnification in the sub-scanning direction in the scanning optical system differs depending on the position in the main scanning direction, the scanning line by the light from the light emitting unit located on the + S side with respect to the optical axis of the scanning optical system, and the −S side This is because the scanning lines are bent in opposite directions with respect to the scanning line by the light from the light emitting unit located in the area. An error in the scanning line interval that occurs when scanning lines that are bent in opposite directions are adjacent to each other is shifted in the sub-scanning direction, and is perceived as banding that appears every scanning, resulting in a reduction in scanning accuracy (scanning quality).

装置の低コスト化のために走査レンズを樹脂製にした場合には、ガラスよりも熱膨張率及び屈折率の温度変化が大きいため、副走査方向ずれがさらに顕著になる。図5には、本実施形態における、副走査方向に関する走査線間隔の温度によるプラス側及びマイナス側の最大変動量と像高との関係が示されている。ここでは、走査線間隔の温度変動は5μm以下で抑えられ、画質劣化への影響は許容できる範囲にある。なお、書込密度が4800dpiのときには、解像度が5.3μmであるため、これ以上の変動は許容できない。従って、副走査方向に対応する方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は、100μm以下とすることが望ましい。   When the scanning lens is made of resin in order to reduce the cost of the apparatus, the temperature change of the thermal expansion coefficient and the refractive index is larger than that of glass, so that the deviation in the sub-scanning direction becomes more remarkable. FIG. 5 shows the relationship between the maximum fluctuation amount on the plus side and the minus side depending on the temperature of the scanning line interval in the sub scanning direction and the image height in the present embodiment. Here, the temperature variation of the scanning line interval is suppressed to 5 μm or less, and the influence on the image quality deterioration is in an allowable range. When the writing density is 4800 dpi, since the resolution is 5.3 μm, further fluctuations cannot be allowed. Therefore, it is desirable that the interval between the two light emitting units located at both ends in the direction corresponding to the sub-scanning direction is 100 μm or less.

各発光部は、一例として図6に示されるように、n―GaAs基板111上に、下部反射鏡112、スペーサー層113、活性層114、スペーサー層115、上部反射鏡117、及びpコンタクト層118などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「積層体」ともいう。また、活性層114近傍の拡大図が図7に示されている。   For example, as shown in FIG. 6, each light emitting unit includes a lower reflector 112, a spacer layer 113, an active layer 114, a spacer layer 115, an upper reflector 117, and a p-contact layer 118 on an n-GaAs substrate 111. Such semiconductor layers are sequentially stacked. Hereinafter, a structure in which a plurality of these semiconductor layers are stacked is also referred to as a “stacked body” for convenience. An enlarged view of the vicinity of the active layer 114 is shown in FIG.

下部反射鏡112は、n−Al0.9Ga0.1Asからなる低屈折率層(低屈折率層112aとする)とn−Al0.3Ga0.7Asからなる高屈折率層(高屈折率層112bとする)とをペアとして、40.5ペア有している。各屈折率層はいずれも、発振波長をλとするとλ/4の光学厚さとなるように設定されている。なお、低屈折率層112aと高屈折率層112bとの間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層(図示省略)が設けられている。 The lower reflecting mirror 112 includes a low refractive index layer (referred to as a low refractive index layer 112a) made of n-Al 0.9 Ga 0.1 As and a high refractive index layer made of n-Al 0.3 Ga 0.7 As. 40.5 pairs are provided as a pair (with a high refractive index layer 112b). Each refractive index layer is set to have an optical thickness of λ / 4 when the oscillation wavelength is λ. Note that a composition gradient layer (not shown) in which the composition is gradually changed from one composition to the other composition between the low refractive index layer 112a and the high refractive index layer 112b in order to reduce electrical resistance. Is provided.

スペーサー層113は、Al0.6Ga0.4Asからなる層である。 The spacer layer 113 is a layer made of Al 0.6 Ga 0.4 As.

活性層114は、Al0.12Ga0.88Asからなる量子井戸層114aとAl0.3Ga0.7Asからなる障壁層114bを有している(図5参照)。 The active layer 114 includes a quantum well layer 114a made of Al 0.12 Ga 0.88 As and a barrier layer 114b made of Al 0.3 Ga 0.7 As (see FIG. 5).

スペーサー層115は、Al0.6Ga0.4Asからなる層である。 The spacer layer 115 is a layer made of Al 0.6 Ga 0.4 As.

スペーサー層113と活性層114とスペーサー層115とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、その厚さが1波長光学厚さとなるように設定されている(図7参照)。   A portion composed of the spacer layer 113, the active layer 114, and the spacer layer 115 is also called a resonator structure, and the thickness thereof is set to be one wavelength optical thickness (see FIG. 7).

上部反射鏡117は、p−Al0.9Ga0.1Asからなる低屈折率層(低屈折率層117aとする)とp−Al0.3Ga0.7Asからなる高屈折率層(高屈折率層117bとする)とをペアとして、24ペア有している。各屈折率層はいずれも、λ/4の光学厚さとなるように設定されている。なお、低屈折率層117aと高屈折率層117bとの間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層(図示省略)が設けられている。 The upper reflecting mirror 117 includes a low refractive index layer (referred to as a low refractive index layer 117a) made of p-Al 0.9 Ga 0.1 As and a high refractive index layer made of p-Al 0.3 Ga 0.7 As. There are 24 pairs (with high refractive index layer 117b). Each refractive index layer is set to have an optical thickness of λ / 4. A composition gradient layer (not shown) in which the composition is gradually changed from one composition to the other composition in order to reduce electric resistance between the low refractive index layer 117a and the high refractive index layer 117b. Is provided.

上部反射鏡117における共振器構造体からλ/4離れた位置には、AlAsからなる被選択酸化層116が設けられている。   A selective oxidation layer 116 made of AlAs is provided at a position away from the resonator structure in the upper reflecting mirror 117 by λ / 4.

《製造方法》
次に、上記2次元アレイ100の製造方法について簡単に説明する。
"Production method"
Next, a method for manufacturing the two-dimensional array 100 will be briefly described.

(1)上記積層体を有機金属気相成長法(MOCVD法)あるいは分子線結晶成長法(MBE法)を用いた結晶成長によって作成する。 (1) The laminate is formed by crystal growth using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam crystal growth (MBE).

(2)それぞれが発光部となる複数の領域の各周囲にドライエッチング法により溝を形成し、いわゆるメサ部を形成する。ここでは、エッチング底面は下部反射鏡112中に達するように設定されている。なお、エッチング底面は少なくとも被選択酸化層116を超えたところにあれば良い。これにより、被選択酸化層116が溝の側壁に現れることとなる。また、メサ部の大きさ(直径)は、10μm以上であることが好ましい。あまり小さいと素子動作時に熱がこもり、発光特性に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。 (2) Grooves are formed by dry etching around each of a plurality of regions, each of which serves as a light emitting portion, to form a so-called mesa portion. Here, the bottom surface of the etching is set so as to reach the lower reflecting mirror 112. Note that the bottom surface of the etching may be at least beyond the selective oxidation layer 116. As a result, the selectively oxidized layer 116 appears on the sidewall of the trench. In addition, the size (diameter) of the mesa portion is preferably 10 μm or more. This is because if it is too small, heat will be trapped during device operation, which may adversely affect the light emission characteristics.

(3)溝が形成された積層体を水蒸気中で熱処理し、メサ部における被選択酸化層116の周囲を選択的に酸化してAlの絶縁物層に変える。そして、メサ部の中央部には、被選択酸化層116における酸化されていないAlAs領域が残留する。これにより、発光部の駆動電流の経路をメサ部の中央部だけに制限する、いわゆる電流狭窄構造が形成される。 (3) The laminated body in which the groove is formed is heat-treated in water vapor, and the periphery of the selective oxidation layer 116 in the mesa portion is selectively oxidized to be changed to an Al x O y insulator layer. Then, an unoxidized AlAs region in the selective oxidation layer 116 remains in the central portion of the mesa portion. As a result, a so-called current confinement structure is formed in which the drive current path of the light emitting part is limited to only the central part of the mesa part.

(4)各メサ部の上部電極103が形成される領域及び光出射部102を除いて、例えば厚さ150nmのSiO保護層120を設け、さらに各溝にポリイミド119を埋め込んで平坦化する。 (4) Except for the region where the upper electrode 103 of each mesa part is formed and the light emitting part 102, for example, a 150 nm thick SiO 2 protective layer 120 is provided, and polyimide 119 is buried in each groove and planarized.

(5)各メサ部におけるpコンタクト層118上の光出射部102を除いた領域に上部電極103をそれぞれ形成し、積層体の周辺に各ボンディングパッド(不図示)を形成する。そして、各上部電極103とそれぞれに対応するボンディングパッドとを繋ぐ各配線(不図示)を形成する。 (5) The upper electrode 103 is formed in each mesa portion on the p contact layer 118 except for the light emitting portion 102, and each bonding pad (not shown) is formed around the laminated body. And each wiring (not shown) which connects each upper electrode 103 and the bonding pad corresponding to each is formed.

(6)積層体裏面に下部電極(n側共通電極)110を形成する。 (6) A lower electrode (n-side common electrode) 110 is formed on the back surface of the laminate.

(7)積層体を複数のチップに切断する。 (7) The laminate is cut into a plurality of chips.

図2に戻り、カップリングレンズ15は、一例として焦点距離(F1とする)が47.7mmのガラス製レンズであり、光源14から射出された光を略平行光とする。   Returning to FIG. 2, the coupling lens 15 is a glass lens having a focal length (F 1) of 47.7 mm as an example, and the light emitted from the light source 14 is substantially parallel light.

焦点距離F1は、装置の大型化を防ぐために、できるだけ小さくすることが望ましい。しかしながら、F1を小さくすると光学系の横倍率が大きくなるため、ビームスポット径の小径化が困難となる。このように、F1の値は選択の幅に大きな制約があり、例えばA3対応の光学系なら25〜48mmの範囲内、A4対応の光学系なら18〜34mmの範囲内とすることが望ましい。   The focal length F1 is desirably as small as possible in order to prevent the apparatus from becoming large. However, if F1 is reduced, the lateral magnification of the optical system is increased, so that it is difficult to reduce the beam spot diameter. As described above, the value of F1 is largely limited in the range of selection. For example, it is desirable that the value is within a range of 25 to 48 mm for an optical system corresponding to A3, and 18 to 34 mm for an optical system compatible with A4.

開口板16は、一例として、主走査方向の前幅が5.44mm、副走査方向の前幅が2.10mmの矩形形状あるいは楕円形状の開口部を有し、主走査方向及び副走査方向に関して、カップリングレンズ15を介した光のビーム径を規定する。   As an example, the aperture plate 16 has a rectangular or elliptical opening having a front width in the main scanning direction of 5.44 mm and a front width in the sub scanning direction of 2.10 mm, and is related to the main scanning direction and the sub scanning direction. The beam diameter of light through the coupling lens 15 is defined.

線像形成レンズ17は、一例として焦点距離(F2とする)が107.0mmのガラス製レンズであり、開口板16の開口部を通過した光をポリゴンミラー13の偏向反射面近傍に副走査方向に関して結像する。   The line image forming lens 17 is a glass lens having a focal length (F2) of 107.0 mm as an example, and the light that has passed through the opening of the aperture plate 16 is near the deflecting reflection surface of the polygon mirror 13 in the sub-scanning direction. Imaging with respect to.

ところで、特に副走査方向に関しては、温度変化によるビームウエスト位置のずれが大きいため、副走査方向に関してビームスポット径を安定的に小径化するには、焦点深度を深くする必要がある。そこで、光学系の開口数を低くしてビームが絞られ過ぎないようにしなければならない。開口数を下げるには、(1)開口板16の開口径(アパーチャ径)を小さくする、(2)線像形成レンズ17の焦点距離を長くする、ことが考えられるが、光利用効率の点から開口径はできるだけ大きいほうが良いため、線像形成レンズ17の焦点距離はできるだけ長いほうが好ましい。   By the way, especially in the sub-scanning direction, the deviation of the beam waist position due to temperature change is large. Therefore, in order to stably reduce the beam spot diameter in the sub-scanning direction, it is necessary to increase the depth of focus. Therefore, it is necessary to reduce the numerical aperture of the optical system so that the beam is not focused too much. In order to reduce the numerical aperture, it is conceivable to (1) reduce the aperture diameter (aperture diameter) of the aperture plate 16 and (2) increase the focal length of the line image forming lens 17. Therefore, it is preferable that the aperture diameter is as large as possible. Therefore, the focal length of the line image forming lens 17 is preferably as long as possible.

光源14とポリゴンミラー13との間の光路上に配置される光学系は、カップリング光学系とも呼ばれている。本実施形態では、カップリング光学系は、カップリングレンズ15と開口板16と線像形成レンズ17とから構成されている。   The optical system arranged on the optical path between the light source 14 and the polygon mirror 13 is also called a coupling optical system. In the present embodiment, the coupling optical system includes a coupling lens 15, an aperture plate 16, and a line image forming lens 17.

ポリゴンミラー13は、一例として内接円の半径が7mmの4面鏡であり、副走査方向に平行な軸の周りに等速回転する。   For example, the polygon mirror 13 is a four-sided mirror having an inscribed circle with a radius of 7 mm, and rotates at a constant speed around an axis parallel to the sub-scanning direction.

走査レンズ11aは、一例として中心(光軸上)肉厚が13.5mmの樹脂製レンズである。   As an example, the scanning lens 11a is a resin lens having a center (on the optical axis) thickness of 13.5 mm.

走査レンズ11bは、一例として中心(光軸上)肉厚が3.5mmの樹脂製レンズである。   As an example, the scanning lens 11b is a resin lens having a center (on the optical axis) thickness of 3.5 mm.

走査レンズ11a及び走査レンズ11bの各面(入射面、射出面)は次の(1)式及び次の(2)式で表現される非球面である。ここで、Xは光軸方向(図2における紙面左右方向)の座標、Yは主走査方向(図2における紙面上下方向)の座標を示す。また、入射面の中央をY=0とする。Cm0はY=0における主走査方向の曲率を示し、曲率半径Rの逆数である。a00,a01,a02,・・・は主走査形状の非球面係数である。また、Cs(Y)はYに関する副走査方向の曲率、Rs0は副走査方向の光軸上の曲率半径、b00,b01,b02,・・・は副走査方向の非球面係数である。なお、光軸は、Y=0で副走査方向における中央の点を通る軸をいう。 Each surface (incident surface, exit surface) of the scanning lens 11a and the scanning lens 11b is an aspheric surface expressed by the following equation (1) and the following equation (2). Here, X is the coordinate in the optical axis direction (left and right direction in FIG. 2), and Y is the coordinate in the main scanning direction (up and down direction in FIG. 2). The center of the incident surface is Y = 0. C m0 represents the curvature in the main scanning direction at Y = 0, and is the reciprocal of the curvature radius R m . a 00 , a 01 , a 02 ,... are main scanning aspherical coefficients. Further, Cs (Y) is a curvature in the sub-scanning direction with respect to Y, R s0 is a radius of curvature on the optical axis in the sub-scanning direction, b 00 , b 01 , b 02 ,. is there. The optical axis is an axis that passes through the center point in the sub-scanning direction when Y = 0.

Figure 2008209675
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Figure 2008209675
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各走査レンズの各面(入射面、射出面)におけるR、Rs0及び各非球面係数の値の一例が表1に示されている。 Table 1 shows an example of values of R m , R s0, and each aspheric coefficient on each surface (incident surface, exit surface) of each scanning lens.

Figure 2008209675
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表1の値を前記(1)式に代入して得られた走査レンズ11aの形状が図8に示されている。また、表1の値を前記(1)式に代入して得られた走査レンズ11bの形状が図9に示されている。   FIG. 8 shows the shape of the scanning lens 11a obtained by substituting the values in Table 1 into the equation (1). FIG. 9 shows the shape of the scanning lens 11b obtained by substituting the values in Table 1 into the equation (1).

表1の値を前記(2)式に代入して得られた走査レンズ11aの入射面及び射出面におけるCs(Y)が図10に示されている。また、表1の値を前記(2)式に代入して得られた走査レンズ11bの入射面及び射出面におけるCs(Y)が図11に示されている。   FIG. 10 shows Cs (Y) on the entrance surface and exit surface of the scanning lens 11a obtained by substituting the values in Table 1 into the equation (2). FIG. 11 shows Cs (Y) on the entrance surface and exit surface of the scanning lens 11b obtained by substituting the values in Table 1 into the equation (2).

ポリゴンミラー13と感光体ドラム901との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、走査レンズ11aと走査レンズ11bとから構成されている。   An optical system disposed on the optical path between the polygon mirror 13 and the photosensitive drum 901 is also called a scanning optical system. In this embodiment, the scanning optical system includes a scanning lens 11a and a scanning lens 11b.

この走査光学系の主走査方向の焦点距離は、一例として237.8mmであり、副走査方向の焦点距離は、一例として71.4mmである。   The focal length in the main scanning direction of this scanning optical system is 237.8 mm as an example, and the focal length in the sub-scanning direction is 71.4 mm as an example.

走査光学系の副走査方向の横倍率(β2sとする)は、一例として0.97倍である。また、光走査装置900の光学系全体の副走査方向の横倍率(βsとする)は、一例として2.18倍である。   As an example, the lateral magnification (β2s) in the sub-scanning direction of the scanning optical system is 0.97 times. Further, the horizontal magnification (βs) in the sub-scanning direction of the entire optical system of the optical scanning device 900 is 2.18 times as an example.

走査光学系の副走査方向の横倍率の絶対値|β2s|は、大きいと製造誤差によるビームウエスト位置のずれが発生するため、等倍〜縮小系が望ましいが、縮小系にした場合には次のような別の問題が発生する。つまり、開口板16によってビーム整形を行う際に発生した回折光が感光体ドラム901に到達し、ビームスポット径がデフォーカス方向に関して非対称な形になってしまうため、焦点深度が浅くなり、ビームスポット径のばらつきが増大する。これは、回折光の結像位置が感光体ドラム901に近い場合に起こる現象で、走査光学系が等倍〜縮小倍率のときに特に顕著となる。   If the absolute value | β2s | of the lateral magnification in the sub-scanning direction of the scanning optical system is large, the beam waist position shifts due to a manufacturing error. Therefore, the same magnification to a reduction system is desirable. Another problem occurs. That is, the diffracted light generated when beam shaping is performed by the aperture plate 16 reaches the photosensitive drum 901, and the beam spot diameter becomes asymmetric with respect to the defocus direction. Variation in diameter increases. This is a phenomenon that occurs when the imaging position of the diffracted light is close to the photosensitive drum 901, and is particularly noticeable when the scanning optical system has the same magnification to a reduction magnification.

このことを具体的に説明するため、図12(A)〜図12(C)には、略同一の構成を持つ一般的な書込光学系における、開口絞りからの回折光の結像位置の違いよる、デフォーカス量に対する副走査方向に関するビームスポット径の変化の例が示されている。横軸はデフォーカス量(mm)、縦軸は副走査方向に関するビームスポット径(μm)である。図12(A)は、回折光の結像位置が被走査面から−30mmにあるとき、図12(B)は、回折光の結像位置が被走査面から−100mmにあるとき、図12(C)は、回折光の結像位置が被走査面から+30mmにあるときである。図12(A)及び図12(C)では、回折光の影響で焦点深度は非対称な曲線となっており、焦点深度は浅い。図12(B)では、回折光の結像位置が図12(A)及び図12(C)の場合よりも被走査面から離れているので、被走査面に対してより対称形に近くなっており、焦点深度も深い。   In order to explain this specifically, FIGS. 12A to 12C show the imaging position of the diffracted light from the aperture stop in a general writing optical system having substantially the same configuration. An example of a change in the beam spot diameter in the sub-scanning direction with respect to the defocus amount due to the difference is shown. The horizontal axis is the defocus amount (mm), and the vertical axis is the beam spot diameter (μm) in the sub-scanning direction. 12A shows the case where the imaging position of the diffracted light is −30 mm from the scanned surface, and FIG. 12B shows the case where the imaging position of the diffracted light is −100 mm from the scanned surface. (C) is when the imaging position of the diffracted light is +30 mm from the scanned surface. 12A and 12C, the depth of focus is an asymmetric curve due to the influence of diffracted light, and the depth of focus is shallow. In FIG. 12B, since the imaging position of the diffracted light is farther from the scanned surface than in the case of FIGS. 12A and 12C, it is closer to a symmetrical shape with respect to the scanned surface. The depth of focus is deep.

本実施形態における、主走査方向に関するビームスポット径とデフォーカス量との関係が図13(A)に示され、副走査方向に関するビームスポット径とデフォーカス量との関係が図13(B)に示されている。   FIG. 13A shows the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount in the main scanning direction in this embodiment, and FIG. 13B shows the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount in the sub scanning direction. It is shown.

本実施形態では、開口板16からの回折光の結像位置は被走査面から−42.5mmとなるため、焦点深度は非対称な曲線になり、焦点深度が浅くなっている。|β2s|を小さくすることは、走査レンズが被走査面に近づく配置を必要とし、回折光の結像位置も被走査面に近づくことになるため、|β2s|を小さくすることは、温度変動や製造誤差による影響をビームスポット径変動として受けやすくなるため高画質化達成のためには適当ではない。さらに高速化を行うためのマルチビーム光学系においては、主走査方向に対応する方向に離れている複数の発光部からの光は、それぞれ走査レンズの異なる位置を通過するため、ビームウエスト位置は全てのビームでそろわなくなる。従って、全光における焦点深度はより浅くなるため、ビームスポット径安定化のための課題はさらに大きくなる。従って、|β2s|は小さくすることができない。また、|β2s|を大きくすると、温度変動による光学系の屈折力の変動が増大し、副走査方向に関するビームウエスト位置の変動を大きくしてしまい、ビームスポット径のばらつきの増大を招く。そのため本実施形態では、|β2s|=0.97としている。   In the present embodiment, since the imaging position of the diffracted light from the aperture plate 16 is −42.5 mm from the scanning surface, the depth of focus is an asymmetric curve, and the depth of focus is shallow. Reducing | β2s | requires an arrangement in which the scanning lens approaches the scanned surface, and the imaging position of the diffracted light also approaches the scanned surface, so reducing | β2s | It is not suitable for achieving high image quality because it is easily affected by variations in beam spot diameter due to manufacturing errors. In a multi-beam optical system for further speeding up, light from a plurality of light emitting portions separated in a direction corresponding to the main scanning direction passes through different positions of the scanning lens, so that all beam waist positions are It will not be aligned with the beam of. Therefore, since the depth of focus in all light becomes shallower, the problem for stabilizing the beam spot diameter is further increased. Therefore, | β2s | cannot be reduced. Also, if | β2s | is increased, the variation in refractive power of the optical system due to temperature variation increases, and the variation in beam waist position in the sub-scanning direction increases, leading to an increase in variation in beam spot diameter. Therefore, in this embodiment, | β2s | = 0.97.

上記の光学的な制約から、本実施形態では、光学系全系の副走査方向の横倍率βsは、βs=F2/F1×|β2s|=2.18、となる。βsを本実施形態と異なる値にする場合は、F1はより小さい値、F2及び|β2s|はより大きい値とすることが高画質化、高速化のために必要であり、βsは本実施形態と同等か、あるいはより大きい値になる。従って、βsは2.1倍以上であることが望ましい。   Due to the optical constraints described above, in this embodiment, the lateral magnification βs in the sub-scanning direction of the entire optical system is βs = F2 / F1 × | β2s | = 2.18. When βs is set to a value different from that of the present embodiment, F1 must be a smaller value, and F2 and | β2s | must be larger values for higher image quality and higher speed. Is equal to or greater than Therefore, βs is desirably 2.1 times or more.

ところで、2次元アレイにおける前記発光部間隔dの値が1μm(下限値)を下回ると、書込光学系の副走査方向の横倍率が高くなり、光源における発光部間隔のばらつきがそのまま拡大されて被走査面上に反映されてしまい、走査線間隔のばらつきを大きくしてしまう。そこで、高精度の光走査を実現するには、発光部間隔のばらつきが小さい2次元アレイが必要となる。しかしながら、(1)発光部の間隔が広く取れないことから、配線が非常に困難になり高い精度の配線が要求される、(2)発光部間の距離が小さいほど放熱性能が低下するため、駆動時の素子の発熱が無視できなくなり、素子の劣化を早める、こととなり、コスト上昇を招来する。   By the way, when the value of the light emitting portion interval d in the two-dimensional array is less than 1 μm (lower limit), the lateral magnification in the sub-scanning direction of the writing optical system becomes high, and the variation in the light emitting portion interval in the light source is enlarged as it is. This is reflected on the surface to be scanned, and the variation in the scanning line interval is increased. Therefore, in order to realize high-precision optical scanning, a two-dimensional array with a small variation in the interval between the light emitting sections is required. However, (1) since the interval between the light emitting parts cannot be made wide, wiring becomes very difficult and highly accurate wiring is required. (2) Because the heat radiation performance decreases as the distance between the light emitting parts decreases. Heat generation of the element at the time of driving cannot be ignored, and the deterioration of the element is accelerated, resulting in an increase in cost.

そこで、dの値を下限値よりも小さい値に維持しつつ主走査方向に対応する方向の間隔を広げて発熱対策を行うと、発光部が離れすぎて走査線間隔のばらつき、ビームスポット径のばらつきが大きくなり、光学性能が劣化する。これらの理由から、dの値は1μm以上であることが望ましい。   Therefore, if the countermeasure for heat generation is taken by expanding the interval in the direction corresponding to the main scanning direction while maintaining the value of d smaller than the lower limit value, the light emitting part is too far away, the variation in the scanning line interval, the beam spot diameter The variation increases and the optical performance deteriorates. For these reasons, the value of d is desirably 1 μm or more.

従来の書込密度である300dpi、600dpi、あるいは1200dpiの場合、画像の斜め線、すなわち主走査方向にも副走査方向にも平行でない線が滑らかにつながらず、ジャギーとして知覚されてしまう。そこでより高密度でジャギーが知覚され難くできる2400dpiに対応する場合、走査線の間隔は25.4/2400=10.58μmになる。これを満足する発光部間隔dは、光学系全系の副走査の横倍率βsが2.18のときには、10.58/2.18=4.9μmとなる。また、さらに高密度な4800dpiに対応する場合、同様にd=25.4/4800/2.18=2.5μmとなる。このように、発光部間隔dを5μmより小さくすることで、高密度でビームスポット径が安定で、光利用効率に優れ、十分な露光量で光走査を行うことができる。しかし、発光部間隔dが5μm以上だと、露光量不足や、ビームスポット径の不安定化を招き、望ましくない。さらに、発光部間隔dが1μmを下回ると装置の短寿命化、及び走査線間隔の不安定化を招くおそれがある。   In the case of 300 dpi, 600 dpi, or 1200 dpi, which is a conventional writing density, an oblique line of an image, that is, a line that is not parallel to the main scanning direction and the sub-scanning direction is not smoothly connected and is perceived as jaggy. Therefore, in the case of 2400 dpi, which is more dense and difficult to perceive jaggies, the scanning line interval is 25.4 / 2400 = 10.58 μm. The light emitting portion interval d that satisfies this condition is 10.58 / 2.18 = 4.9 μm when the sub-scanning lateral magnification βs of the entire optical system is 2.18. Further, in the case of corresponding to a higher density of 4800 dpi, d = 25.4 / 4800 / 2.18 = 2.5 μm. Thus, by setting the light emitting portion interval d to be smaller than 5 μm, the beam spot diameter is stable with high density, the light use efficiency is excellent, and the optical scanning can be performed with a sufficient exposure amount. However, if the distance d between the light emitting portions is 5 μm or more, the exposure amount is insufficient and the beam spot diameter becomes unstable, which is not desirable. Furthermore, if the light emitting portion interval d is less than 1 μm, the life of the device may be shortened and the scanning line interval may become unstable.

本実施形態では、感光体ドラム901の表面に形成される光スポットの目標とするビームスポット径は、主走査方向で52μm、副走査方向で55μmである。   In this embodiment, the target beam spot diameter of the light spot formed on the surface of the photosensitive drum 901 is 52 μm in the main scanning direction and 55 μm in the sub-scanning direction.

また、図3における符号d1〜d11の具体的な値の一例が表2に示されている。   Table 2 shows an example of specific values of the symbols d1 to d11 in FIG.

Figure 2008209675
Figure 2008209675

さらに、感光体ドラム901における有効走査領域の長さ(主走査方向の書込み幅)は323mm(±161.5mm)である。すなわち、像高は、−161.5mm〜+161.5mmである。   Further, the length of the effective scanning area (writing width in the main scanning direction) on the photosensitive drum 901 is 323 mm (± 161.5 mm). That is, the image height is −161.5 mm to +161.5 mm.

本実施形態における像面湾曲の計測値の一例が図14(A)に示され、等速特性の計測値の一例が図14(B)に示されている。これらによると、副走査方向に関して、非常に良く像面がそろっており、従来よりも走査レンズの肉厚を低減しているにもかかわらず、ビームスポット径のばらつきが非常に小さいことが分かる。   An example of the measured value of the field curvature in the present embodiment is shown in FIG. 14A, and an example of the measured value of the constant velocity characteristic is shown in FIG. According to these, it can be seen that the image planes are very well aligned in the sub-scanning direction, and that the variation in the beam spot diameter is very small even though the thickness of the scanning lens is reduced as compared with the conventional case.

また、本実施形態における副走査方向の横倍率の偏差(Δβとする)の一例が図15に示されている。これによると、副走査方向の横倍率における最大値と最小値の差は0.5%程度に抑えられ、略一定とみなすことができる。なお、図15では、像高0(有効走査領域の中央(図3参照))での副走査方向の横倍率を基準(Δβ=0)にしている。   FIG. 15 shows an example of a deviation (Δβ) in the lateral magnification in the sub-scanning direction in the present embodiment. According to this, the difference between the maximum value and the minimum value in the lateral magnification in the sub-scanning direction is suppressed to about 0.5%, and can be regarded as substantially constant. In FIG. 15, the horizontal magnification in the sub-scanning direction at the image height 0 (the center of the effective scanning area (see FIG. 3)) is set as a reference (Δβ = 0).

次に、光学系の倍率、発光部のニア・フィールド・パターン、及びビームスポット径の関係について述べる。   Next, the relationship among the magnification of the optical system, the near field pattern of the light emitting portion, and the beam spot diameter will be described.

本実施形態と同様に、カップリングレンズの焦点距離が47.7mmの光学系(主走査方向の横倍率が約5.0倍、副走査方向の横倍率が2.2倍)を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係のシミュレーション結果が、図16(A)〜図19(B)に示されている。図16(A)は、主走査方向に関するニア・フィールド・パターン(Amとする)が無限小(=0)のときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図16(B)は、副走査方向に関するニア・フィールド・パターン(Asとする)が無限小(=0)のときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。図17(A)は、Amが2μmのときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図17(B)は、Asが2μmのときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。図18(A)は、Amが4μmのときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図18(B)は、Asが4μmのときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。図19(A)は、Amが6μmのときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図19(B)は、Asが6μmのときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。   As in the present embodiment, when an optical system having a coupling lens focal length of 47.7 mm (horizontal magnification in the main scanning direction is approximately 5.0 times and lateral magnification in the sub-scanning direction is 2.2 times) is used. FIG. 16A to FIG. 19B show simulation results of the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount. FIG. 16A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when the near field pattern (Am) in the main scanning direction is infinitesimal (= 0), and FIG. 16B shows the sub-scanning. The beam spot diameter in the sub-scanning direction when the near field pattern (As) in the direction is infinitesimal (= 0) is shown. FIG. 17A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when Am is 2 μm, and FIG. 17B shows the beam spot diameter in the sub scanning direction when As is 2 μm. 18A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when Am is 4 μm, and FIG. 18B shows the beam spot diameter in the sub-scanning direction when As is 4 μm. FIG. 19A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when Am is 6 μm, and FIG. 19B shows the beam spot diameter in the sub scanning direction when As is 6 μm.

従来の、カップリングレンズの焦点距離が26.8mmの光学系(主走査方向の横倍率が約8.9倍、副走査方向の横倍率が4.5倍)を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係のシミュレーション結果が、図20(A)〜図23(B)に示されている。図20(A)は、Amが無限小(=0)のときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図20(B)は、Asが無限小(=0)のときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。図21(A)は、Amが2μmのときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図21(B)は、Asが2μmのときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。図22(A)は、Amが4μmのときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図22(B)は、Asが4μmのときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。図23(A)は、Amが6μmのときの主走査方向に関するビームスポット径を示し、図23(B)は、Asが6μmのときの副走査方向に関するビームスポット径を示している。   Beam spot diameter when using a conventional optical system with a coupling lens focal length of 26.8 mm (horizontal magnification in the main scanning direction is about 8.9 times and lateral magnification in the sub-scanning direction is 4.5 times) 20A to 23B show simulation results of the relationship between the distance and the defocus amount. FIG. 20A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when Am is infinitesimal (= 0), and FIG. 20B shows the sub-scanning direction when As is infinitesimal (= 0). The beam spot diameter is shown. FIG. 21A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when Am is 2 μm, and FIG. 21B shows the beam spot diameter in the sub scanning direction when As is 2 μm. 22A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when Am is 4 μm, and FIG. 22B shows the beam spot diameter in the sub-scanning direction when As is 4 μm. FIG. 23A shows the beam spot diameter in the main scanning direction when Am is 6 μm, and FIG. 23B shows the beam spot diameter in the sub scanning direction when As is 6 μm.

これらの光学系で、主走査方向に関するビームスポット径の目標値を52±5μm、副走査方向に関するビームスポット径の目標値を55±5μmとし、図16(A)〜図23(B)の各図中にその境界線が破線で示されている。   In these optical systems, the target value of the beam spot diameter in the main scanning direction is set to 52 ± 5 μm, and the target value of the beam spot diameter in the sub-scanning direction is set to 55 ± 5 μm, and each of FIGS. 16 (A) to 23 (B). The boundary line is indicated by a broken line in the figure.

従来の光学系では、Amが2μmまでは焦点深度が十分確保されており、ビームスポット径のばらつきはあまり大きくない。しかし、Am=4μm以上では、主走査方向において焦点深度が急激に減少し、ばらつきが大きくなりやすい装置となってしまう。一方、本実施形態と同様の光学系では、Am=6まで焦点深度は確保され、ビームスポット径の増大も許容される範囲である。   In the conventional optical system, the depth of focus is sufficiently secured until Am is 2 μm, and the variation of the beam spot diameter is not so large. However, if Am = 4 μm or more, the depth of focus is drastically decreased in the main scanning direction, resulting in a device in which variation tends to increase. On the other hand, in the optical system similar to the present embodiment, the depth of focus is ensured up to Am = 6, and the increase of the beam spot diameter is allowed.

これにより、ニア・フィールド・パターンが数μm以上あるような光源に対しては、低い横倍率の光学系が必要であることが分かる。VCSELはこのような光源であるため、副走査方向に対応する方向及び主走査方向に対応する方向の少なくとも一方の方向に関して、ニア・フィールド・パターンA、走査光学系を含む光学系全体の横倍率β、被走査面上でのビームスポット径ωを用いて、次の(3)式が満足されることが望ましい。   This shows that a low lateral magnification optical system is required for a light source having a near field pattern of several μm or more. Since the VCSEL is such a light source, the lateral magnification of the entire optical system including the near field pattern A and the scanning optical system in at least one of the direction corresponding to the sub-scanning direction and the direction corresponding to the main scanning direction. It is desirable that the following expression (3) is satisfied using β and the beam spot diameter ω on the surface to be scanned.

{(ω/β・A)−1/2}−2<0.7 ……(3) {(Ω / β · A) 2 −1/2} −2 <0.7 (3)

このことを図24を用いて説明する。図24には、デフォーカス量が0における、(β×A)=0(すなわち、A=0)のときのビームスポット径と(β×A)>0のときとのビームスポット径の差を、図16(A)〜図23(B)から求め、プロットしたものである。図24における曲線は、次の(4)式を示す曲線である。ここで、ωはA=0のときのビームスポット径であり、A≠0でのビームスポット径ωとの関係は、次の(5)式となると仮定している。 This will be described with reference to FIG. FIG. 24 shows the difference between the beam spot diameter when the defocus amount is 0 and (β × A) = 0 (ie, A = 0) and the beam spot diameter when (β × A)> 0. FIG. 16 (A) to FIG. 23 (B) are obtained and plotted. The curve in FIG. 24 is a curve showing the following equation (4). Here, ω 0 is the beam spot diameter when A = 0, and it is assumed that the relationship with the beam spot diameter ω when A ≠ 0 is expressed by the following equation (5).

Figure 2008209675
Figure 2008209675

Figure 2008209675
Figure 2008209675

図24から、実際の書込光学系におけるビームスポット径の増大と、上記仮定とがよく一致していることが分かる。Aが大きさを持つために発生するビームスポット径の増大率δは、次の(6)式で示される。ただし、k=βA/ωである。 From FIG. 24, it can be seen that the increase in the beam spot diameter in the actual writing optical system agrees well with the above assumption. An increase rate δ of the beam spot diameter generated because A has a magnitude is expressed by the following equation (6). However, k = βA / ω 0 .

Figure 2008209675
Figure 2008209675

本実施形態では、主走査方向に関して、k=5.0×4÷50=0.4であり、このときδは4%程度に抑えられ、主走査方向に関するビームスポット径も52μmと殆んど変化しない。副走査方向に関しては、k=0.16となるため、さらに変化は小さく、ω=55μmに対して殆ど変化せず55μmのままとなる。 In the present embodiment, k = 5.0 × 4 ÷ 50 = 0.4 in the main scanning direction. At this time, δ is suppressed to about 4%, and the beam spot diameter in the main scanning direction is almost 52 μm. It does not change. Since k = 0.16 in the sub-scanning direction, the change is further small, and hardly changes with respect to ω 0 = 55 μm and remains 55 μm.

上記従来例では、主走査方向に関して、横倍率は8.9倍であるため、k=0.712となりω=56μmと10%以上の増大となってしまう。また、ニア・フィールド・パターンを大きくすると、例えば、A=7μmとした場合には、横倍率が5倍で目標のビームスポット径が50μmの場合、k=0.7となりω=56μmになってしまうため、これも高画質化のためには望ましくない。k=0.65(例えばβ=5、A=6.5、ω=50)であれば、ω=55μmで略10%程度の変化に留まるため、画質の劣化は許容範囲内である。 In the conventional example, since the lateral magnification is 8.9 times in the main scanning direction, k = 0.712, and ω = 56 μm, which is an increase of 10% or more. When the near field pattern is increased, for example, when A = 7 μm, when the lateral magnification is 5 and the target beam spot diameter is 50 μm, k = 0.7 and ω = 56 μm. Therefore, this is also not desirable for improving the image quality. If k = 0.65 (for example, β = 5, A = 6.5, ω 0 = 50), the change in image quality is within an allowable range because ω = 55 μm and the change is about 10%.

従って、少なくともk=βA/ω<0.7であることが望ましく、このとき実際のビームスポット径ωとの関係は、上記(6)式より、次の(7)式となる。 Therefore, it is desirable that at least k = βA / ω 0 <0.7. At this time, the relationship with the actual beam spot diameter ω is expressed by the following equation (7) from the above equation (6).

Figure 2008209675
Figure 2008209675

ところで、VCSELは、ニア・フィールド・パターンの大きい方が、出力に対しては有利であることが知られている。そこで、上記(3)式が満たされるように設定することで、光量において有利なVCSELを用いながら、ビームスポット径の小径化を実現することができる。   By the way, it is known that the VCSEL is advantageous for output when the near field pattern is larger. Therefore, by setting so that the above expression (3) is satisfied, it is possible to reduce the beam spot diameter while using a VCSEL advantageous in light quantity.

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置900によると、2次元的に配列された40個の発光部を有する光源14と、光源14からの光を偏向するポリゴンミラー13と、ポリゴンミラー13で偏向された光を感光体ドラム901に集光する走査光学系とを備え、前記複数の発光部は、副走査方向に対応するS方向に関して、最も近接する2つの発光部の間隔dが2.5μmである。これにより、安価な走査光学系を用いても、感光体ドラム901上に形成される光スポットのスポット径のばらつきを低減することが可能となる。従って、結果として、高コスト化を招くことなく、光により被走査面上を精度良く走査することが可能となる。   As described above, according to the optical scanning device 900 according to the present embodiment, the light source 14 having 40 light emitting units arranged two-dimensionally, the polygon mirror 13 that deflects the light from the light source 14, and the polygon A scanning optical system for condensing the light deflected by the mirror 13 onto the photosensitive drum 901, and the plurality of light emitting units are spaced apart from the two closest light emitting units in the S direction corresponding to the sub-scanning direction. Is 2.5 μm. Thereby, even if an inexpensive scanning optical system is used, it is possible to reduce the variation in the spot diameter of the light spot formed on the photosensitive drum 901. Therefore, as a result, it is possible to accurately scan the surface to be scanned with light without increasing the cost.

ところで、マルチビーム光源を用いて副走査方向の書込密度を大きくする方法には、(1)光学系の副走査方向の横倍率を小さくする方法と、(2)副走査方向に関する発光部間隔を小さくする方法とがある。しかしながら、(1)の方法では、被走査面上でのビーム径を規定する開口板において、開口部の副走査方向の幅を小さくする必要があり、光量不足となる。一方、(2)の方法では、発光部間の熱干渉の影響や、各発光部からの配線を通すために必要なスペースの確保が困難になる。   By the way, the method for increasing the writing density in the sub-scanning direction using the multi-beam light source includes (1) a method for reducing the lateral magnification of the optical system in the sub-scanning direction, and (2) a light emitting unit interval in the sub-scanning direction. There is a way to make it smaller. However, in the method (1), it is necessary to reduce the width of the opening in the sub-scanning direction in the aperture plate that defines the beam diameter on the surface to be scanned, resulting in insufficient light quantity. On the other hand, in the method (2), it is difficult to secure the space necessary for the influence of thermal interference between the light emitting units and the wiring from each light emitting unit.

本実施形態では、複数の発光部は2次元的に配列され、主走査方向に対応する方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔が、副走査方向に対応する方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも大きいため、各発光部間の熱干渉の影響低減や、各発光部の配線を通すために必要なスペースを確保しつつ、副走査方向に関する発光部間隔を小さくすることができる。   In the present embodiment, the plurality of light emitting units are two-dimensionally arranged, and the interval between the two light emitting units located at both ends with respect to the direction corresponding to the main scanning direction is 2 located at both ends with respect to the direction corresponding to the sub scanning direction. Since it is larger than the interval between the two light emitting units, the light emitting unit interval in the sub-scanning direction should be reduced while reducing the influence of thermal interference between the respective light emitting units and ensuring the space necessary to pass the wiring of each light emitting unit. Can do.

また、本実施形態に係るレーザプリンタ500によると、高コスト化を招くことなく、光により感光体ドラム901上を精度良く走査することができる光走査装置900を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。   In addition, the laser printer 500 according to the present embodiment includes the optical scanning device 900 that can accurately scan the photosensitive drum 901 with light without incurring an increase in cost. High-quality images can be formed at high speed without incurring costs.

なお、上記実施形態では、光源14が、同一基板上の形成された40個の発光部101を有している場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図25に示されるように、光源14が、同一基板上の形成された20個の発光部101を有していても良い。ここでは、光源14は、T方向に沿って10個の発光部が等間隔に配置され、S方向に沿って2個の発光部が配置されている。そして、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも小さい。   In the above-described embodiment, the case where the light source 14 includes the 40 light emitting units 101 formed on the same substrate has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 25, the light source 14 may have 20 light emitting units 101 formed on the same substrate. Here, in the light source 14, ten light emitting units are arranged at equal intervals along the T direction, and two light emitting units are arranged along the S direction. The interval between the two light emitting units located at both ends with respect to the S direction is smaller than the interval between the two light emitting units located at both ends with respect to the M direction.

ここでは、書込密度が2400dpiであり、dm=25μm、ds=49μm、d=4.9μmである。そして、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は、dm×9=225μm、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は、d×19=93.1μmである。   Here, the writing density is 2400 dpi, dm = 25 μm, ds = 49 μm, and d = 4.9 μm. The interval between the two light emitting units located at both ends in the M direction is dm × 9 = 225 μm, and the interval between the two light emitting units located at both ends in the S direction is d × 19 = 93.1 μm.

また、上記実施形態において、一例として図26〜図28に示されるように、前記2次元アレイ100に代えて、2次元アレイ100の前記複数の半導体層のうちの一部の半導体層の材料を変更した2次元アレイ(2次元アレイ200とする)を用いても良い。この2次元アレイ200は、前記2次元アレイ100における前記スペーサー層113をスペーサー層213に変更し、前記活性層114を活性層214に変更し、前記スペーサー層115をスペーサー層215に変更したものである。   Moreover, in the said embodiment, as shown in FIGS. 26-28 as an example, it replaces with the said two-dimensional array 100, and the material of the one part semiconductor layer of the said some semiconductor layers of the two-dimensional array 100 is used. A modified two-dimensional array (referred to as a two-dimensional array 200) may be used. In the two-dimensional array 200, the spacer layer 113 in the two-dimensional array 100 is changed to a spacer layer 213, the active layer 114 is changed to an active layer 214, and the spacer layer 115 is changed to a spacer layer 215. is there.

スペーサー層213は、ワイドバンドギャップである(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pからなる層である。 The spacer layer 213 is a layer made of (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P having a wide band gap.

活性層214は、図27に示されるように、圧縮歪が残留する組成であってバンドギャップ波長が780nmとなる3層のGaInPAs量子井戸層214aと格子整合する4層の引張歪みを有するGa0.6In0.4P障壁層214bとを有している。 As shown in FIG. 27, the active layer 214 has a composition in which compressive strain remains and has a Ga 0 having a tensile strain of four layers lattice-matched with the three GaInPAs quantum well layers 214a having a band gap wavelength of 780 nm. .6 In 0.4 P barrier layer 214b.

スペーサー層215は、ワイドバンドギャップである(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pからなる層である。 The spacer layer 215 is a layer made of (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P having a wide band gap.

スペーサー層213と活性層214とスペーサー層215とからなる部分は、共振器構造体と呼ばれており、その厚さは1波長光学厚さとなるように設定されている(図27参照)。   A portion composed of the spacer layer 213, the active layer 214, and the spacer layer 215 is called a resonator structure, and the thickness thereof is set to be one wavelength optical thickness (see FIG. 27).

この2次元アレイ200は、スペーサー層にAlGaInP系の材料が用いられているため、上記実施形態における前記2次元アレイ100に比べて、スペーサー層と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。   Since the two-dimensional array 200 uses an AlGaInP-based material for the spacer layer, the band gap difference between the spacer layer and the active layer can be extremely large compared to the two-dimensional array 100 in the above embodiment. it can.

図28には、スペーサー層/量子井戸層の材料がAlGaAs/AlGaAs系で、波長が780nm帯のVCSEL(以下では、便宜上、「VCSEL_A」という)、スペーサー層/量子井戸層の材料がAlGaInP/GaInPAs系で、波長が780nm帯のVCSEL(以下では、便宜上、「VCSEL_B」という)、及びスペーサー層/量子井戸層の材料がAlGaAs/GaAs系で、波長が850nm帯のVCSEL(以下では、便宜上、「VCSEL_C」という)について、典型的な材料組成でのスペーサー層と量子井戸層のバンドギャップ差、及び障壁層と量子井戸層のバンドギャップ差が示されている。なお、VCSEL_Aは、前記2次元アレイ100におけるVCSEL101に対応し、x=0.7のVCSEL_Bは、2次元アレイ200におけるVCSEL(VCSEL201という)に対応している。   In FIG. 28, the spacer layer / quantum well layer material is an AlGaAs / AlGaAs-based VCSEL having a wavelength of 780 nm band (hereinafter referred to as “VCSEL_A” for convenience), and the spacer layer / quantum well layer material is AlGaInP / GaInPAs. In this system, a VCSEL having a wavelength of 780 nm band (hereinafter referred to as “VCSEL_B” for convenience) and a spacer layer / quantum well layer material is an AlGaAs / GaAs system and a VCSEL having a wavelength of 850 nm band (hereinafter referred to as “ For VCSEL_C "), the band gap difference between the spacer layer and the quantum well layer and the band gap difference between the barrier layer and the quantum well layer in a typical material composition are shown. Note that VCSEL_A corresponds to the VCSEL 101 in the two-dimensional array 100, and VCSEL_B with x = 0.7 corresponds to the VCSEL (referred to as VCSEL 201) in the two-dimensional array 200.

これによれば、VCSEL_Bは、VCSEL_Aはもとより、VCSEL_Cよりもバンドギャップ差を大きく取れることが判る。具体的には、VCSEL_Bでのスペーサー層と量子井戸層とのバンドギャップ差は767.3meVであり、VCSEL_Aの465.9meVに比べて極めて大きい。また、障壁層と量子井戸層とのバンドギャップ差も同様に、VCSEL_Bに優位性があり、更に良好なキャリア閉じ込めが可能となる。   According to this, it can be seen that VCSEL_B can take a larger band gap difference than VCSEL_C as well as VCSEL_A. Specifically, the band gap difference between the spacer layer and the quantum well layer in VCSEL_B is 767.3 meV, which is extremely larger than 465.9 meV in VCSEL_A. Similarly, the difference in the band gap between the barrier layer and the quantum well layer is superior to VCSEL_B, and better carrier confinement is possible.

また、VCSEL201は、量子井戸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り、高利得となるため、低閾値で高出力が可能となる。そして、このために、光取り出し側の反射鏡(ここでは上部反射鏡117)の反射率低減が可能となり、更なる高出力化を図ることができる。さらに、高利得化が可能であることから、温度上昇による光出力低下を抑えることができ、2次元アレイにおける各VCSELの間隔をより狭くすることが可能である。   Further, in the VCSEL 201, since the quantum well layer has a compressive strain, the gain increase is large due to the band separation of the heavy hole and the light hole, and the gain becomes high, so that high output is possible with a low threshold. For this reason, the reflectance of the reflecting mirror on the light extraction side (here, the upper reflecting mirror 117) can be reduced, and a further increase in output can be achieved. Furthermore, since the gain can be increased, it is possible to suppress a decrease in light output due to a temperature rise, and it is possible to narrow the interval between the VCSELs in the two-dimensional array.

また、VCSEL201は、量子井戸層214a及び障壁層214bがいずれも、アルミニウム(Al)を含まない材料から構成されているので、活性層214への酸素の取り込みが低減される。その結果、非発光再結合センターの形成を抑えることができ、更なる長寿命化を図ることが可能となる。   In the VCSEL 201, since both the quantum well layer 214a and the barrier layer 214b are made of a material not containing aluminum (Al), the incorporation of oxygen into the active layer 214 is reduced. As a result, formation of a non-radiative recombination center can be suppressed, and the life can be further extended.

ところで、例えば、いわゆる書込み光学ユニットにVCSELの2次元アレイを用いる場合に、VCSELの寿命が短いときには、書込み光学ユニットは使い捨てになる。しかしながら、VCSEL201は、前述したように長寿命であるため、2次元アレイ200を用いた書込み光学ユニットは、再利用が可能となる。従って、資源保護の促進及び環境負荷の低減を図ることができる。なお、このことは、VCSELの2次元アレイを用いている他の装置にも同様である。   By the way, for example, when a VCSEL two-dimensional array is used for a so-called writing optical unit, the writing optical unit is disposable when the life of the VCSEL is short. However, since the VCSEL 201 has a long life as described above, the writing optical unit using the two-dimensional array 200 can be reused. Therefore, promotion of resource protection and reduction of environmental load can be achieved. This also applies to other devices using a two-dimensional array of VCSELs.

なお、上記実施形態では、各発光部から射出されるレーザ光の波長が780nm帯の場合について説明したが、これに限らず、感光体ドラム901の感度特性に応じた波長であれば良い。なお、この場合には、各発光部を構成する材料の少なくとも一部、あるいは各発光部の構成の少なくとも一部が、発振波長に応じて変更される。   In the above-described embodiment, the case where the wavelength of the laser light emitted from each light emitting unit is in the 780 nm band has been described. However, the wavelength is not limited to this and may be any wavelength according to the sensitivity characteristic of the photosensitive drum 901. In this case, at least a part of the material constituting each light emitting part or at least a part of the structure of each light emitting part is changed according to the oscillation wavelength.

また、上記実施形態において、大きな温度変化が予想される場合には、前記走査光学系における少なくとも1つの面に、温度変化の影響を補正するための回折格子を形成しても良い。   In the above embodiment, when a large temperature change is expected, a diffraction grating for correcting the influence of the temperature change may be formed on at least one surface of the scanning optical system.

また、上記実施形態では、カップリングレンズ15及び線像形成レンズ17が、いずれもガラス製である場合について説明したが、コスト低減のために、少なくとも一方を樹脂製レンズとしても良い。但し、このとき大きな温度変化が予想される場合には、樹脂製レンズに代えて、回折光学素子を用いても良い。   In the above embodiment, the case where both the coupling lens 15 and the line image forming lens 17 are made of glass has been described. However, at least one of them may be made of a resin lens for cost reduction. However, if a large temperature change is expected at this time, a diffractive optical element may be used instead of the resin lens.

また、上記実施形態では、走査光学系が2つの走査レンズからなる場合について説明したが、これに限らず、走査光学系が3つ以上の走査レンズからなっても良い。   In the above embodiment, the case where the scanning optical system includes two scanning lenses has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the scanning optical system may include three or more scanning lenses.

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ500の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置900を備えた画像形成装置であれば、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。   In the above embodiment, the case of the laser printer 500 as the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. In short, an image forming apparatus provided with the optical scanning device 900 can form a high-quality image at a high speed without increasing the cost.

また、多色のカラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。   Even in an image forming apparatus that forms a multicolor image, a high-quality image can be formed at high speed without increasing the cost by using an optical scanning device that supports color images. It becomes possible.

例えば、図29に示されるように、カラー画像に対応し、複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。このタンデムカラー機は、ブラック(K)用の感光体ドラムK1、帯電器K2、現像器K4、クリーニング手段K5、及び転写用帯電手段K6と、シアン(C)用の感光体ドラムC1、帯電器C2、現像器C4、クリーニング手段C5、及び転写用帯電手段C6と、マゼンダ(M)用の感光体ドラムM1、帯電器M2、現像器M4、クリーニング手段M5、及び転写用帯電手段M6と、イエロー(Y)用の感光体ドラムY1、帯電器Y2、現像器Y4、クリーニング手段Y5、及び転写用帯電手段Y6と、光走査装置900と、転写ベルト80と、定着手段30などを備えている。   For example, as shown in FIG. 29, a tandem color machine that corresponds to a color image and includes a plurality of photosensitive drums may be used. The tandem color machine includes a black (K) photosensitive drum K1, a charger K2, a developing device K4, a cleaning unit K5, a transfer charging unit K6, a cyan (C) photosensitive drum C1, and a charger. C2, developing unit C4, cleaning unit C5, transfer charging unit C6, magenta (M) photosensitive drum M1, charging unit M2, developing unit M4, cleaning unit M5, transfer charging unit M6, yellow (Y) photosensitive drum Y1, charging unit Y2, developing unit Y4, cleaning unit Y5, transfer charging unit Y6, optical scanning device 900, transfer belt 80, fixing unit 30 and the like.

この場合には、光走査装置900では、光源14における複数の発光部はブラック用、シアン用、マゼンダ用、イエロー用に分割されている。そして、ブラック用の各発光部からの光はブラック用の走査光学系を介して感光体ドラムK1に照射され、シアン用の各発光部からの光はシアン用の走査光学系を介して感光体ドラムC1に照射され、マゼンダ用の各発光部からの光はマゼンダ用の走査光学系を介して感光体ドラムM1に照射され、イエロー用の各発光部からの光はイエロー用の走査光学系を介して感光体ドラムY1に照射されるようになっている。   In this case, in the optical scanning device 900, the plurality of light emitting units in the light source 14 are divided into black, cyan, magenta, and yellow. The light from each black light emitting unit is irradiated to the photosensitive drum K1 through the black scanning optical system, and the light from each cyan light emitting unit is passed through the cyan scanning optical system. The light emitted from each light emitting unit for magenta is irradiated to the photosensitive drum M1 through the scanning optical system for magenta, and the light from each light emitting unit for yellow passes through the scanning optical system for yellow. Through the photosensitive drum Y1.

各感光体ドラムは、図29中の矢印の方向に回転し、回転順にそれぞれ帯電器、現像器、転写用帯電手段、クリーニング手段が配置されている。各帯電器は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光体ドラム表面に光走査装置900により光が照射され、感光体ドラムに静電潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像器により感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着手段30により記録紙に画像が定着される。   Each photosensitive drum rotates in the direction of the arrow in FIG. 29, and a charger, a developer, a transfer charging unit, and a cleaning unit are arranged in the order of rotation. Each charger uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum charged by the charger is irradiated with light by the optical scanning device 900, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum. Then, a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum by the corresponding developing device. Further, the toner images of the respective colors are transferred onto the recording paper by the corresponding transfer charging means, and finally the image is fixed on the recording paper by the fixing means 30.

なお、このタンデムカラー機において、光走査装置900に代えて、図30に示されるように、ブラック用の光走査装置900Kとシアン用の光走査装置900Cとマゼンダ用の光走査装置900Mとイエロー用の光走査装置900Yを用いても良い。   In this tandem color machine, instead of the optical scanning device 900, as shown in FIG. 30, an optical scanning device 900K for black, an optical scanning device 900C for cyan, an optical scanning device 900M for magenta, and a yellow scanning device. Alternatively, the optical scanning device 900Y may be used.

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、光により被走査面上を精度良く走査するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成するのに適している。   As described above, the optical scanning device of the present invention is suitable for accurately scanning the surface to be scanned with light without increasing the cost. The image forming apparatus according to the present invention is suitable for forming a high-quality image at high speed without incurring an increase in cost.

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the laser printer which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における光走査装置を示す概略図(その1)である。FIG. 2 is a schematic diagram (part 1) of the optical scanning device in FIG. 図1における光走査装置を示す概略図(その2)である。FIG. 3 is a schematic diagram (part 2) of the optical scanning device in FIG. 1. 光源に含まれるVCSELの2次元アレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the two-dimensional array of VCSEL contained in a light source. 副走査方向に関する走査線間隔の温度によるプラス側及びマイナス側の最大変動量と像高との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the maximum variation | change_quantity of the plus side by the temperature of the scanning line space | interval regarding a subscanning direction, and the minus side, and image height. 図4のVCSELの2次元アレイにおける各VCSELの構造を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the structure of each VCSEL in the two-dimensional array of VCSELs of FIG. 4. 図6のVCSELの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of VCSEL of FIG. 図2における走査レンズ11aの形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the scanning lens 11a in FIG. 図2における走査レンズ11bの形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the scanning lens 11b in FIG. 図2における走査レンズ11aの副走査方向の曲率を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the curvature of the subscanning direction of the scanning lens 11a in FIG. 図2における走査レンズ11bの副走査方向の曲率を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the curvature of the subscanning direction of the scanning lens 11b in FIG. 図12(A)〜図12(C)は、それぞれ開口絞りからの回折光の結像位置の違いよる、副走査方向に関するビームスポット径のデフォーカス量に対する変化を説明するための図である。FIGS. 12A to 12C are diagrams for explaining the change of the beam spot diameter with respect to the sub-scanning direction with respect to the defocus amount due to the difference in the imaging position of the diffracted light from the aperture stop. 図13(A)及び図13(B)は、それぞれ主走査方向及び副走査方向に関するビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図である。FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively. 図14(A)及び図14(B)は、それぞれ像面湾曲及びリニアリティを説明するための図である。FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams for explaining field curvature and linearity, respectively. 副走査方向の横倍率の偏差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the deviation of the horizontal magnification of a subscanning direction. 図16(A)及び図16(B)は、それぞれ本実施形態と同様の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その1)である。FIGS. 16A and 16B are views (No. 1) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when the same optical system as that of the present embodiment is used. 図17(A)及び図17(B)は、それぞれ本実施形態と同様の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その2)である。FIGS. 17A and 17B are views (No. 2) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when the same optical system as that of the present embodiment is used. 図18(A)及び図18(B)は、それぞれ本実施形態と同様の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その3)である。18A and 18B are views (No. 3) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when the same optical system as that of the present embodiment is used. 図19(A)及び図19(B)は、それぞれ本実施形態と同様の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その4)である。FIGS. 19A and 19B are views (No. 4) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when the same optical system as that of the present embodiment is used. 図20(A)及び図20(B)は、それぞれ従来の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その1)である。20A and 20B are views (No. 1) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when a conventional optical system is used, respectively. 図21(A)及び図21(B)は、それぞれ従来の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その2)である。FIGS. 21A and 21B are views (No. 2) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when a conventional optical system is used, respectively. 図22(A)及び図22(B)は、それぞれ従来の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その3)である。FIGS. 22A and 22B are views (No. 3) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when a conventional optical system is used, respectively. 図23(A)及び図23(B)は、それぞれ従来の光学系を用いたときのビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図(その4)である。FIGS. 23A and 23B are diagrams (No. 4) for explaining the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount when the conventional optical system is used. デフォーカス量が0における、(β×A)=0のときのビームスポット径と(β×A)>0のときのビームスポット径の差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the beam spot diameter in case of ((beta) * A) = 0 and the beam spot diameter in case of ((beta) * A)> 0 in the case of 0 defocus amount. 2次元アレイの変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of a two-dimensional array. VCSELの変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of VCSEL. 図26のVCSELの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of VCSEL of FIG. 図26のVCSELの特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of VCSEL of FIG. タンデムカラー機の概略構成1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the schematic structure 1 of a tandem color machine. タンデムカラー機の概略構成2を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the schematic structure 2 of a tandem color machine.

符号の説明Explanation of symbols

11a…走査レンズ(走査光学系の一部)、11b…走査レンズ(走査光学系の一部)、13…ポリゴンミラー(偏向器)、14…光源、101…発光部、201…発光部、500…レーザプリンタ(画像形成装置)、900…光走査装置、900K…光走査装置、900C…光走査装置、900M…光走査装置、900Y…光走査装置、901…感光体ドラム(像担持体)、K1,C1,M1,Y1…感光体ドラム(像担持体)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11a ... Scanning lens (part of scanning optical system), 11b ... Scanning lens (part of scanning optical system), 13 ... Polygon mirror (deflector), 14 ... Light source, 101 ... Light emission part, 201 ... Light emission part, 500 DESCRIPTION OF SYMBOLS: Laser printer (image forming apparatus), 900 ... Optical scanning apparatus, 900K ... Optical scanning apparatus, 900C ... Optical scanning apparatus, 900M ... Optical scanning apparatus, 900Y ... Optical scanning apparatus, 901 ... Photosensitive drum (image carrier), K1, C1, M1, Y1... Photosensitive drum (image carrier).

Claims (8)

光により被走査面を走査する光走査装置であって、
2次元的に配列された複数の発光部を有する光源と;
前記光源からの光を偏向する偏向器と;
前記偏向器で偏向された光を前記被走査面に集光する走査光学系と;を備え、
前記複数の発光部は、副走査方向に対応する方向に関して、最も近接する2つの発光部の間隔が、1μm以上、5μm未満であることを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned with light,
A light source having a plurality of light emitting portions arranged two-dimensionally;
A deflector for deflecting light from the light source;
A scanning optical system for condensing the light deflected by the deflector onto the surface to be scanned,
In the plurality of light emitting units, an interval between two closest light emitting units in a direction corresponding to the sub-scanning direction is 1 μm or more and less than 5 μm.
前記複数の発光部は、副走査方向に対応する方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔が、主走査方向に対応する方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   In the plurality of light emitting units, an interval between two light emitting units located at both ends in a direction corresponding to the sub-scanning direction is smaller than an interval between two light emitting units located at both ends in the direction corresponding to the main scanning direction. The optical scanning device according to claim 1, wherein: 前記光学系は、少なくとも1つの樹脂製レンズを含み、
前記複数の発光部は、副走査方向に対応する方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔が100μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。
The optical system includes at least one resin lens,
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein in the plurality of light emitting units, an interval between two light emitting units located at both ends in a direction corresponding to the sub-scanning direction is 100 μm or less.
前記複数の発光部は、垂直共振器型面発光レーザの2次元アレイであり、
前記複数の発光部は、副走査方向に対応する方向及び主走査方向に対応する方向の少なくとも一方の方向に関して、発光部から射出される光のニア・フィールド・パターンA、前記走査光学系を含む光学系全体の横倍率β、前記被走査面上でのビームスポット径ωを用いて、{(ω/β・A)−1/2}−2<0.7の関係が満足されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置。
The plurality of light emitting units are two-dimensional arrays of vertical cavity surface emitting lasers,
The plurality of light emitting units include a near field pattern A of light emitted from the light emitting unit in the direction corresponding to the sub-scanning direction and the direction corresponding to the main scanning direction, and the scanning optical system. lateral magnification of the entire optical system beta, using said beam spot diameter omega on the scanning plane, {(ω / β · a ) 2 -1/2} -2 < the 0.7 relation is satisfied The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3.
前記走査光学系を含む光学系全体の副走査方向の横倍率は、2.1倍以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光走査装置。   5. The optical scanning device according to claim 1, wherein a lateral magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system including the scanning optical system is 2.1 times or more. 前記走査光学系の副走査方向の横倍率は、絶対値が略1倍であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光走査装置。   6. The optical scanning device according to claim 1, wherein an absolute value of the lateral magnification in the sub-scanning direction of the scanning optical system is approximately one time. 少なくとも1つの像担持体と;
前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも1つの請求項1〜6のいずれか一項に記載の光走査装置と;を備える画像形成装置。
At least one image carrier;
An image forming apparatus comprising: at least one optical scanning device according to claim 1 that scans the at least one image carrier with light including image information.
前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image information is multicolor image information.
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