光源装置、光走査装置及び画像形成装置
【課題】光量検出精度を低下させることなく、小型化を図ることができる光源装置を提供する。
【解決手段】複数の光源からなる面発光レーザ２と、光源からの出射光束の一部を反射するハーフミラー手段と、ハーフミラー手段からの反射光束を受光する受光部１０とを、有する光源装置において、ハーフミラー手段は、面発光レーザ２と受光部１０とを保護するカバーガラス１８上に構成され、且つ、光源の出射方向に垂直な面に対して傾けて設定され、ハーフミラーの反射率は１０％以下であり、受光部１０は、受光素子と、微弱電流を増幅するアンプ手段とを備え、面発光レーザ２、カバーガラス１８、受光部１０は１つのモジュールとして一体的に構成されている。
【解決手段】複数の光源からなる面発光レーザ２と、光源からの出射光束の一部を反射するハーフミラー手段と、ハーフミラー手段からの反射光束を受光する受光部１０とを、有する光源装置において、ハーフミラー手段は、面発光レーザ２と受光部１０とを保護するカバーガラス１８上に構成され、且つ、光源の出射方向に垂直な面に対して傾けて設定され、ハーフミラーの反射率は１０％以下であり、受光部１０は、受光素子と、微弱電流を増幅するアンプ手段とを備え、面発光レーザ２、カバーガラス１８、受光部１０は１つのモジュールとして一体的に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、該光源装置を有する光走査装置、該光走査装置を具備した複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録では、レーザを光源に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、光源から射出され、偏向器で偏向された光束（走査用光束）で感光体ドラムの表面を走査し、感光体ドラムの表面に潜像を形成するために光走査装置を備えている。
ところで、この種の画像形成装置では、温度変化や経時変化に伴って走査用光束の光量が変化し、最終的に出力される画像（出力画像）に濃度むらが発生する虞がある。
そこで、従来の端面発光レーザを用いた光走査装置では、端面発光レーザから後方に射出される光をモニタし、光出力の変動を抑制するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ）を行っていた。
【０００３】
しかしながら、面発光レーザではその構造上、後方への射出光が生じないため、面発光レーザを用いた光走査装置では、従来の端面発光レーザのようにモニタ受光部を内蔵した光源装置を実現することが難しかった。
面発光レーザを用いた場合の光量制御方法としては、面発光レーザから射出された光束の一部を、ビームスプリッタやハーフミラー等の光学素子を用いて分岐させて光検出器に導き、その光検出器の出力に基づいてＡＰＣを行うという方法が一般的である。
【０００４】
特許文献１には、モニタ光束の分岐素子のハーフミラーとコリメータレンズとの間にアパーチャを設ける構成が開示されている。アパーチャを設けることにより、面発光レーザを駆動する駆動電流が変化して、レーザの広がり角度やプロファイルが変化しても、ハーフミラーを透過して感光体ドラムへ向かうレーザビームとハーフミラーで反射されて受光素子に向かう２つのレーザビームの光量比は変化せず、安定したＡＰＣ制御を狙っている。
特許文献２には、複数の発光源を主走査方向にモノリシックに配列した光源手段と、光源手段からの複数の光ビームを所定の集束状態に変換するカップリングレンズと、光源手段及びカップリングレンズを一体的に保持する支持部材とを備えるマルチビーム光源装置が開示されている。
このマルチビーム光源装置では、支持部材は、カップリングレンズを保持し、光源手段から射出される光軸を中心に回動調整可能となるようにして取り付けられた第１の部材と、光源手段を保持し、第１の部材の主走査断面における傾きが調整可能となるように取り付けられた第２の部材とを有している。
特許文献３には、VCSEL光源から射出された光束の最も光強度の大きい部分がそのほぼ中央を通る開口部を有し、該開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する分離光学素子と、該分離光学素子で反射されたモニタ用光束のビーム径を制限するための第２の開口部を通過したモニタ用光束を受光することにより、光束の光量を精度良く検出するモニタ装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているモニタ検出光学系では、光源から光検出手段までの光路長が長くなり、装置の小型化が困難であるという問題があった。
特許文献２に開示されているマルチビーム光源装置では、発散角の変動による影響が大きいという問題があった。
特許文献３に記載の構成では、書込に用いない光束を用いてモニタするため光利用効率が高く、且つ第２開口部により、発散角変動に対する光量検出精度劣化を抑えることができるが、光源ユニットは、光源、第１開口部（光路分岐）、第２開口、受光レンズ、受光部の多部品で構成され、光源〜受講部に到る光路長さが長くなるため、光源ユニットが大型化し、且つ高コストになるという問題があった。また、モニタ光束がＰＤ上に良好に結像するように受光レンズ、ＰＤ位置の調整を高い精度で実施する必要があった。
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、光量検出精度を低下させることなく、小型化を図ることができる光源装置を提供することを、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の光源からなる面発光レーザと、前記光源からの出射光束の一部を反射するハーフミラー手段と、前記ハーフミラー手段からの反射光束を受光する受光部と、を有する光源装置において、前記ハーフミラー手段は、前記面発光レーザと前記受光部とを保護するカバーガラス上に構成され、且つ、前記光源の出射方向に垂直な面に対して傾けて設定され、ハーフミラーの反射率は１０％以下であり、前記受光部は、受光素子と、微弱電流を増幅するアンプ手段とを備え、前記面発光レーザ、前記カバーガラス、前記受光部は、１つのモジュールとして一体的に構成されていること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モニタ光学系を内蔵した一体構造のため、従来のように面発光レーザからの光束を分割して別光学系でモニタする方式に対し、部品点数が少なく、小型、且つ調整容易なため大幅なコストダウンが狙える。
アンプ内蔵のため、微弱光に対してもＡＰＣに必要なモニタ信号が得られると共に、外部で増幅する方式に対してノイズ（配線の抵抗、浮遊容量による）が低減できる。
また、カバーガラスからの戻り光によるレーザ発振モードの不安定性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光源装置に用いられる面発光レーザの概要平面図である。
【図２】上記光源装置の光学配置の概要構成を示す図である。
【図３】上記光源装置の概要断面図である。
【図４】面発光レーザから出射した光束の各段階における形状を示す模式図である。
【図５】上記光源装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】受光素子のアンプ内蔵構成を示す回路図である。
【図７】アパーチャ上での光強度分布を示す図である。
【図８】受光素子上での光強度分布を示す図である。
【図９】実施例でのモニタ光量比変動を示す特性図である。
【図１０】光走査装置の概要平面図である。
【図１１】画像形成装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態における面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）２は、複数個の発光部（光源）４が１つの基板６上に形成された２次元アレイ構造を有している。
本実施形態では、４０個の光源が傾斜角αをなして、２次元上に配列されている。各発光部は、７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。
すなわち、２次元アレイは、４０個の発光部を有する面発光レーザアレイである。ここでは、２次元アレイの主走査方向（ｍ方向）のサイズは、０．４ｍｍである。
面発光レーザはその構造上、端面発光レーザのように後方への射出光が生じないため、面発光レーザをから出射した光束を分岐して、モニタ光を得る必要がある。
図１において、符号ｓは副走査方向を示している（他の図において同じ）。
【００１１】
図２に光走査装置の一部を模式的に示す。面発光レーザ２から射出された光Ｐ０は、ハーフミラー手段８でその一部が反射され、反射光Ｐ２は受光部１０に入射する。ハーフミラー手段８を透過した光Ｐ１は、カップリングレンズ１２で収束され、アパーチャ１４で開口を制限されて光束Ｐａとなって図示しない光変更手段へ導かれる。
図３に示すように、光源装置１６は、密封構造を有する１つのモジュールとして構成されている。光源の損傷を防止し、酸化、吸湿等から保護するためのカバーガラス１８が設定されている。
カバーガラス１８はハーフミラーを構成し、ここでは約１０％の光量の光束を反射し、モニタ用光束Ｐ２として反射（分岐）している。カバーガラス１８を透過する約９０％の光量の光束Ｐ１は書き込みに用いられる。
【００１２】
ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）は、端面発光レーザに比べて、
・構造上、後方への射出光をモニタ光として用いることができず、一般にハーフミラーなどでモニタ光を分岐するため光量ロスが大きいことと、
・ＶＣＳＥＬ自体、端面発光よりも、１光源当たりの光出力が小さいこと、
が課題であった。
本発明ではモニタ用光量を得るためのハーフミラーでのロスをできるだけ最小限に抑えるため、カバーガラス１８の第１面（入射面）での反射率を１０％以下とし、且つ、受光素子（ＰＤ）での光量不足を補うためアンプ手段（後述）を内蔵した構造を採っている。
また、カバーガラス１８の第２面（射出面）は無反射コーティングを施すことで、書き込みに用いる光量を確保すると共に、カバーガラス内での多重干渉を抑えている。
【００１３】
図６にアンプを備えた受光部１０の構成を示す。
受光部１０の受光素子２０はＰＤ（フォトダイオード）からなり、モニタ光に基づき光電変換された微弱電流が、アンプ手段としての電流増幅用オペアンプ２２にて規定値まで増幅される。
一般に、アンプ無しでは約0.02mW程度を受光する必要があるが、通常、受光面積はΦ１．０mm2以上が要求される。本発明ではこれより面積の小さいＰＤを用いており、受光素子２０に一体内蔵されたアンプにて規定値まで増幅している。
ここで、一体化することにより、ＰＤと増幅部を結合する配線長さが最短ですむため、抵抗や浮遊容量による応答性劣化、ノイズ低減が可能となる。なお、アンプ内蔵のＰＤでも、暗電流ノイズの限界から、増幅倍率は２０倍程度以下に抑えるのが望ましい。
【００１４】
また、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、端面発光レーザ光源に対して、共振器長が短く、可干渉性が一般的に高いため、他の光学部品などからの戻り光が僅か（１％程度）であったとしても、発振モードが不安定になる課題がある。そのため従来の端面レーザのように光源出射方向に対してほぼ垂直に配置した場合、モニタ光を正しく検出できたとしても、発振が不安定となりＡＰＣ動作が正しく行えない課題があった。
そこで、カバーガラス１８は光源からの光出射方向に垂直な面に対して、ここでは１０°以上傾いて設定されているため、カバーガラスからの戻り光がＶＣＳＥＬ光源に到達することが避けられるため、レーザ発振モードの不安定性を低減でき、安定したＡＰＣ動作を行うことができる。
【００１５】
本実施形態に係る面発光レーザ光源装置１６は、図５に示すように、開口部付き、且つ反射部付きのカバーガラス１８が面発光レーザ出射方向に対して傾けて配置され、受光素子２０の受光平面と面発光レーザ２の配列面とが略平行に配置されている。
さらに上記のように、光源部（面発光レーザ２）、カバーガラス１８、受光部１０を１つのモジュールとして一体的に構成したたことを特徴としている。
本実施形態に係る光源装置は、特許文献３の構成に比べ、部品点数が少なく、光源部〜カバーガラス〜受光部に到る光路長さを短くできるため、光源装置を小型化でき、且つ低コストに実現することが可能となる。
また、光路長が短いため、各光学素子（光源、カバーガラス、ＰＤ）の位置精度は、比較的緩いアライメント精度でも、モニタ用ＰＤ上に良好に結像することができる。すなわち、高い調整精度は不要である。
【００１６】
図５に示すように、樹脂製、セラミックス製の光源パッケージ２４上に、面発光レーザ２、及び受光部１０が設置される。この際、半導体のダイボンド技術により、通常数十ミクロン以下の高精度で配置される。次に金属製のＣＡＮパッケージ２６上に、出射方向に対して傾けてカバーガラス１８が設置される。
ＣＡＮパッケージ２６には予め一定角度の傾きをもった設置面が形成されており、カバーガラス１８は該設置面に接着剤等で固定される。光源部〜カバーガラス〜受光部に到る光路長は短いため、傾き精度は１°〜２°程度の一般公差でかまわない。
【００１７】
次に、カバーガラス１８を取り付けたＣＡＮパッケージ２６と、光源パッケージ２４を溶融電着等で固定し、密封構造をとる。密封された空間は、酸化、吸湿等から保護するため、必要に応じて真空、ドライエアー、窒素封入などをしてもよい。
以上のように、光源部〜カバーガラス〜受光部までを一体化した光源ユニット（光源装置１６）は、従来の端面発光レーザとほぼ同様の扱いで、２次元、多ビーム化を実現することができる。
また従来の面発光レーザからの光束を分割して別光学系でモニタする方式に対し、部品点数が少なく、小型、且つ調整容易なため大幅なコストダウンが狙える。
【００１８】
図２、図３に示すように、開口部付きのカバーガラス１８を透過した光束は、カップリングレンズ１２にて略平行光化される。該光束は、略平行光に変換されたのち、アパーチャ１４にてビーム光束幅を制限されビーム成形される。
アパーチャ１４は走査光学系全系の像面上（感光体上）で所望のビームスポット径が得られるよう設定されている。
受光素子（ＰＤ）上の照射ビームは、図８に示すように、長軸Ｄｍ、短軸Ｄｓの楕円形状でＰＤを照射する。この光束を、受光素子２０がＰｍ×Ｐｓ、面積Ｓｐの矩形形状でモニタ光束として受光する。
本実施形態では、受光素子２０の受光面積をＳp[mm2]としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする。
０．５[mm2]＞Ｓp[mm2]＞０．１[mm2] （式１）
【００１９】
受光素子の面積は大きいほど、必要なモニタ光量を高いＳ／Ｎで得ることができるが、その反面、
・受光素子面積が大きいと、１パッケージに収納できず、小型化、低コスト化を実現できない。
・特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動がある場合、図４において、走査光学系に設置されたアパーチャを透過した光束の光量Ｐａと、受光素子上の光束の光量Ｐｐとが等価でなくなり、ＡＰＣ動作が不正確となる。
という問題が生じる。
そこで、本実施形態では、アンプ手段内蔵の受光素子を採用し、且つ（式１）の条件を満足することにより、ＡＰＣに必要な光量を確保しつつ、面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対しても安定したＡＰＣ動作を行うことができ、小型・低コストのモニタ付き面発光レーザ方式の光源装置を実現することができる。
【００２０】
（式１）の上限の０．５[mm2]を超えると、書き込みに用いる光束の光量と、光量モニタに用いる光束の光量の比率が一定に保たれなくなり、特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対するＡＰＣ動作が不正確となる。また下限の０．１[mm2]を超えると、ＡＰＣ動作に必要なモニタ信号が得られず、アンプ手段で増幅したとしても暗電流ノイズなどで安定したＡＰＣ動作が行えない。
【００２１】
アパーチャ１４上の照射ビームは、図７に示すように、φＤの円形ビーム形状でアパーチャを照射する。さらに、この光束は、アパーチャ形状がＡｍ×Ａｓ、面積Ｓａの矩形形状で、光束幅が制限され、像面上（感光体上）で所望のビームスポット径が得られる。
また、受光素子（ＰＤ）上の照射ビームは、図８に示すように、長軸Ｄｍ、短軸Ｄｓの楕円形状でＰＤを照射する。この光束は、受光素子がＰｍ×Ｐｓ、面積Ｓｐの矩形形状でモニタ光束Ｐ２を受光する。
ここでＳａは、ビーム強度分布のピーク強度の１／ｅ２強度での面積を示す。
【００２２】
開口数ＮＡは、近似的に次のように表される。
・受光素子上のＮＡは、光源からカバーガラスで反射し、受光素子に至る光路長をＬとしたとき、
受光素子上のＮＡ：ＮＡａ＝√（Ｓｐ／２Ｌ）
・一方、アパーチャ上のＮＡは、カップリングレンズの焦点距離をｆとしたとき、
アパーチャ上のＮＡ：ＮＡｐ＝√（Ｓａ／２ｆ）
そこで、本実施形態では、以下の関係を満足することを特徴とする。
１．３＞[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＞０．７ （式２）
特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動がある場合、図４において、走査光学系に設置されたアパーチャを透過した光束の光量Ｐａと、受光素子上の光束の光量Ｐｐとが等価でなくなり、ＡＰＣ動作が不正確となる。
アパーチャを透過して、書き込みに用いられる光パワー（エネルギー）Ｐａと、受光素子でモニタされる光束のパワー（エネルギー）Ｐｐを略等価とすることで安定したＡＰＣ動作を行うことが可能となる。
上式において、書き込みパワーとモニタパワーがほぼ等価になるのは１．０のときである。１．３〜０．７の範囲に設定することで、安定したＡＰＣ動作を行うことが可能となる。
すなわち、等価となるＮＡ比に対し±３０％程度の範囲であれば、出力画像の濃度むらが殆ど目立たない良好なＡＰＣ動作を行うことができる。
【００２３】
特に面発光レーザは環境温度、経時で変動する各光源の発散角変動により、アパーチャを透過した光量Ｐａと、受光素子（ＰＤ）上のモニタ光量Ｐｐが変化し、電子写真プロセスで出力した画像の濃度変動を起こし、バンディングやページ内濃度むらを起こす課題がある。
そこで、ＡＰＣ時の書き込みパワーとモニタパワーの比率を、モニタ光量比変動｜(ΔＰp／ΔＰａ)−１｜と定義したとき、モニタ光量比変動を５％以下に抑えることが可能となり、濃度変動の殆ど目立たない出力画像を得ることができる。
したがって、発散角変動Δθに対するアパーチャ通過後の光量変動をΔＰa、受光素子上の光量変動をΔＰｐとしたとき、
以下の関係を満足するようにした。
０．０５＞｜(ΔＰp／ΔＰａ)−１｜ （式３）
図９に受光素子（ＰＤ）面積を変えた時のモニタ光量比変動を示す。
この結果、０．５[mm2]以下の面積で５％以下のモニタ光量比変動に抑えることができる。
ただし、モニタ光量は非常に微弱となるため、アンプ手段による増幅との併用が必要となる。
発散角変動に対しても安定したＡＰＣ動作を行うためには、モニタ光量比変動を５％以下に設定する必要がある。これを超えると、出力画像の濃度変動が顕著となり、良好な画像を得ることができない。
【００２４】
［実施例１］
・光源素子面〜カバーガラス入射面に到る光路長L：８．３mm
・カップリングレンズの焦点距離f：４５ｍｍ
・アパーチャの主走査方向に対応する方向Ａm：５．５ｍｍ
・アパーチャの副走査方向に対応する方向Ａｓ：１．２ｍｍ
・Ｓａ＝６．６[mm2]
・受光素子の主走査方向に対応する方向Ｐｍ：０．５ｍｍ
・受光素子の副走査方向に対応する方向Ｐｓ：０．５ｍｍ
・Ｓｐ＝０．２５[mm2]
に設定されている。
【００２５】
［実施例２］
・光源素子面〜カバーガラス入射面に到る光路長L：１０．５mm
・カップリングレンズの焦点距離f：４５ｍｍ
・アパーチャの主走査方向に対応する方向Ａm：５．０ｍｍ
・アパーチャの副走査方向に対応する方向Ａｓ：０．８ｍｍ
・Ｓａ＝４．０[mm2]
・受光素子の主走査方向に対応する方向Ｐｍ：０．７ｍｍ
・受光素子の副走査方向に対応する方向Ｐｓ：０．７ｍｍ
・Ｓｐ＝０．４９[mm2]
に設定されている。
この場合、（式１）は、
実施例１：Ｓｐ＝０．２５[mm2]
実施例２：Ｓｐ＝０．４９[mm2]
【００２６】
以上の実施例では、（式１）を満足する構成としており、これにより、１パッケージに収納できる受光素子面積とし、小型化、低コスト化を実現できるとともに、面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対し安定したＡＰＣ動作が行える。
（式２）は、
実施例１：[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＝（√0.25/8.3）÷（√6.6/45）=1.06
実施例２：[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＝（√0.49/10.5）÷（√4/38）=1.26
【００２７】
以上の実施例では、（式２）を満足する構成としており、これにより、書き込みパワーとモニタパワーがほぼ等価に維持できるため、特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対しも良好なＡＰＣ動作を行うことができる。
また、環境温度変動（特に光発散角変動）Δθ（＝２°）によるアパーチャ通過後の光量の変化をΔＰa、受光素子の光量の変化をΔＰｐとした時、モニタ光量比変動を、|（ΔＰｐ／ΔＰa）−１|（％）と定義する。
上記の実施例１の条件にて、受光素子の面積Ｓｐのみを振ったときの、モニタ光量比変動のシミュレーション結果を図９に示す。この条件ではＳｐが0.25mm2近傍でモニタ光量比変動は最も低く、画像濃度変動が殆ど目立たない範囲５％を実現できるのは、受光面積０．５mm2近傍までである。
以上のように、本発明によれば、書き込み光量とモニタ光量が一定で、安定したＡＰＣを行うことができ、且つ、モニタ内蔵の小型、低コストのＶＣＳＥＬ光源装置を提供できる。
【００２８】
図１０に基づいて上述した光源装置を有する光走査装置について説明する。光走査装置３０において、光源装置１６から発した光線Ｐ１は、カップリングレンズ１２で平行光にされ、ビーム整形手段としてのアパーチャ１４を通過し所定のビーム幅に整形され、副走査方向のみ所定の曲率をもつシリンドリカルレンズ３２を通り、光偏向手段としての回転多面鏡３４によって偏向走査される。
偏向走査された光３６は、走査光学系の一部をなすＦθレンズ３８を通り、同じく走査光学系の一部をなす折り返しミラー４４で反射し、図示しない後述する感光体上に結像され静電潜像を作成する。
図１０中、符号Ｘで示す矢印方向は、光の走査方向（主走査方向）を示している。なお、偏向走査された光線の一部は、ミラー４０によって光センサ４２へ導かれ、その信号により光源装置１６から発する光線Ｐ１の変調を開始する。
【００２９】
次に、図１１に基づいて、光走査装置３０を備えた画像形成装置の概略構成を説明する。
トナー像を形成するための像担持体としてのドラム形状の感光体６４は、図示しないモータによって一定の周速度で時計回り方向に回転している。感光体６４の表面は帯電装置５０によって特定の極性に均一に帯電された後、光走査装置３０からの光線（露光光）により露光され、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
露光位置の感光体回転方向下流側には現像装置５２が配置され、現像装置５２により感光体６４上の前記静電潜像が顕像化されてトナー像が形成される。被記録媒体である印刷用紙５４は、搬送ローラ対５６で搬送される。
【００３０】
その後、転写装置５８で印刷用紙５４の背面からトナーと反対の極性の帯電を行い、感光体６４上のトナー像を印刷用紙５４上に転写する。
転写後、転写されなかった感光体６４上の残留トナーはクリーニング装置６０によって除去され、次の画像形成プロセスに備えられる。
感光体６４からトナー像が転写された印刷用紙５４は定着装置６２へ搬送される。定着装置６２は、一定温度に加熱制御されたヒートローラ６２ａと、それに圧接する加圧ローラ６２ｂとから構成されている。ヒートローラ６２ａと加圧ローラ６２ｂの間を通過するとき、印刷用紙５４上に保持されたトナー像は加圧溶融され印刷用紙５４上に定着される。
定着処理後に印刷用紙５４は、画像形成装置の外部に排出される。
【００３１】
上記実施形態では、画像形成装置としてモノクロ機を例示したが、複数の感光体を並置してなるタンデム型にも同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００３２】
２ 面発光レーザ
８ ハーフミラー手段
１０ 受光部
１２ カップリングレンズ
１４ アパーチャ
１６ 光源装置
１８ カバーガラス
２０ 受光素子
２２ アンプ手段
３０ 光走査装置
３４ 光偏向手段
６４ 像担持体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００２−０４０３５０号公報
【特許文献２】特開２００７−０７９２９５号公報
【特許文献３】特開２００９−０６５０６４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、該光源装置を有する光走査装置、該光走査装置を具備した複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録では、レーザを光源に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、光源から射出され、偏向器で偏向された光束（走査用光束）で感光体ドラムの表面を走査し、感光体ドラムの表面に潜像を形成するために光走査装置を備えている。
ところで、この種の画像形成装置では、温度変化や経時変化に伴って走査用光束の光量が変化し、最終的に出力される画像（出力画像）に濃度むらが発生する虞がある。
そこで、従来の端面発光レーザを用いた光走査装置では、端面発光レーザから後方に射出される光をモニタし、光出力の変動を抑制するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ）を行っていた。
【０００３】
しかしながら、面発光レーザではその構造上、後方への射出光が生じないため、面発光レーザを用いた光走査装置では、従来の端面発光レーザのようにモニタ受光部を内蔵した光源装置を実現することが難しかった。
面発光レーザを用いた場合の光量制御方法としては、面発光レーザから射出された光束の一部を、ビームスプリッタやハーフミラー等の光学素子を用いて分岐させて光検出器に導き、その光検出器の出力に基づいてＡＰＣを行うという方法が一般的である。
【０００４】
特許文献１には、モニタ光束の分岐素子のハーフミラーとコリメータレンズとの間にアパーチャを設ける構成が開示されている。アパーチャを設けることにより、面発光レーザを駆動する駆動電流が変化して、レーザの広がり角度やプロファイルが変化しても、ハーフミラーを透過して感光体ドラムへ向かうレーザビームとハーフミラーで反射されて受光素子に向かう２つのレーザビームの光量比は変化せず、安定したＡＰＣ制御を狙っている。
特許文献２には、複数の発光源を主走査方向にモノリシックに配列した光源手段と、光源手段からの複数の光ビームを所定の集束状態に変換するカップリングレンズと、光源手段及びカップリングレンズを一体的に保持する支持部材とを備えるマルチビーム光源装置が開示されている。
このマルチビーム光源装置では、支持部材は、カップリングレンズを保持し、光源手段から射出される光軸を中心に回動調整可能となるようにして取り付けられた第１の部材と、光源手段を保持し、第１の部材の主走査断面における傾きが調整可能となるように取り付けられた第２の部材とを有している。
特許文献３には、VCSEL光源から射出された光束の最も光強度の大きい部分がそのほぼ中央を通る開口部を有し、該開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する分離光学素子と、該分離光学素子で反射されたモニタ用光束のビーム径を制限するための第２の開口部を通過したモニタ用光束を受光することにより、光束の光量を精度良く検出するモニタ装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているモニタ検出光学系では、光源から光検出手段までの光路長が長くなり、装置の小型化が困難であるという問題があった。
特許文献２に開示されているマルチビーム光源装置では、発散角の変動による影響が大きいという問題があった。
特許文献３に記載の構成では、書込に用いない光束を用いてモニタするため光利用効率が高く、且つ第２開口部により、発散角変動に対する光量検出精度劣化を抑えることができるが、光源ユニットは、光源、第１開口部（光路分岐）、第２開口、受光レンズ、受光部の多部品で構成され、光源〜受講部に到る光路長さが長くなるため、光源ユニットが大型化し、且つ高コストになるという問題があった。また、モニタ光束がＰＤ上に良好に結像するように受光レンズ、ＰＤ位置の調整を高い精度で実施する必要があった。
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、光量検出精度を低下させることなく、小型化を図ることができる光源装置を提供することを、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の光源からなる面発光レーザと、前記光源からの出射光束の一部を反射するハーフミラー手段と、前記ハーフミラー手段からの反射光束を受光する受光部と、を有する光源装置において、前記ハーフミラー手段は、前記面発光レーザと前記受光部とを保護するカバーガラス上に構成され、且つ、前記光源の出射方向に垂直な面に対して傾けて設定され、ハーフミラーの反射率は１０％以下であり、前記受光部は、受光素子と、微弱電流を増幅するアンプ手段とを備え、前記面発光レーザ、前記カバーガラス、前記受光部は、１つのモジュールとして一体的に構成されていること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モニタ光学系を内蔵した一体構造のため、従来のように面発光レーザからの光束を分割して別光学系でモニタする方式に対し、部品点数が少なく、小型、且つ調整容易なため大幅なコストダウンが狙える。
アンプ内蔵のため、微弱光に対してもＡＰＣに必要なモニタ信号が得られると共に、外部で増幅する方式に対してノイズ（配線の抵抗、浮遊容量による）が低減できる。
また、カバーガラスからの戻り光によるレーザ発振モードの不安定性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光源装置に用いられる面発光レーザの概要平面図である。
【図２】上記光源装置の光学配置の概要構成を示す図である。
【図３】上記光源装置の概要断面図である。
【図４】面発光レーザから出射した光束の各段階における形状を示す模式図である。
【図５】上記光源装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】受光素子のアンプ内蔵構成を示す回路図である。
【図７】アパーチャ上での光強度分布を示す図である。
【図８】受光素子上での光強度分布を示す図である。
【図９】実施例でのモニタ光量比変動を示す特性図である。
【図１０】光走査装置の概要平面図である。
【図１１】画像形成装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態における面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）２は、複数個の発光部（光源）４が１つの基板６上に形成された２次元アレイ構造を有している。
本実施形態では、４０個の光源が傾斜角αをなして、２次元上に配列されている。各発光部は、７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。
すなわち、２次元アレイは、４０個の発光部を有する面発光レーザアレイである。ここでは、２次元アレイの主走査方向（ｍ方向）のサイズは、０．４ｍｍである。
面発光レーザはその構造上、端面発光レーザのように後方への射出光が生じないため、面発光レーザをから出射した光束を分岐して、モニタ光を得る必要がある。
図１において、符号ｓは副走査方向を示している（他の図において同じ）。
【００１１】
図２に光走査装置の一部を模式的に示す。面発光レーザ２から射出された光Ｐ０は、ハーフミラー手段８でその一部が反射され、反射光Ｐ２は受光部１０に入射する。ハーフミラー手段８を透過した光Ｐ１は、カップリングレンズ１２で収束され、アパーチャ１４で開口を制限されて光束Ｐａとなって図示しない光変更手段へ導かれる。
図３に示すように、光源装置１６は、密封構造を有する１つのモジュールとして構成されている。光源の損傷を防止し、酸化、吸湿等から保護するためのカバーガラス１８が設定されている。
カバーガラス１８はハーフミラーを構成し、ここでは約１０％の光量の光束を反射し、モニタ用光束Ｐ２として反射（分岐）している。カバーガラス１８を透過する約９０％の光量の光束Ｐ１は書き込みに用いられる。
【００１２】
ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）は、端面発光レーザに比べて、
・構造上、後方への射出光をモニタ光として用いることができず、一般にハーフミラーなどでモニタ光を分岐するため光量ロスが大きいことと、
・ＶＣＳＥＬ自体、端面発光よりも、１光源当たりの光出力が小さいこと、
が課題であった。
本発明ではモニタ用光量を得るためのハーフミラーでのロスをできるだけ最小限に抑えるため、カバーガラス１８の第１面（入射面）での反射率を１０％以下とし、且つ、受光素子（ＰＤ）での光量不足を補うためアンプ手段（後述）を内蔵した構造を採っている。
また、カバーガラス１８の第２面（射出面）は無反射コーティングを施すことで、書き込みに用いる光量を確保すると共に、カバーガラス内での多重干渉を抑えている。
【００１３】
図６にアンプを備えた受光部１０の構成を示す。
受光部１０の受光素子２０はＰＤ（フォトダイオード）からなり、モニタ光に基づき光電変換された微弱電流が、アンプ手段としての電流増幅用オペアンプ２２にて規定値まで増幅される。
一般に、アンプ無しでは約0.02mW程度を受光する必要があるが、通常、受光面積はΦ１．０mm2以上が要求される。本発明ではこれより面積の小さいＰＤを用いており、受光素子２０に一体内蔵されたアンプにて規定値まで増幅している。
ここで、一体化することにより、ＰＤと増幅部を結合する配線長さが最短ですむため、抵抗や浮遊容量による応答性劣化、ノイズ低減が可能となる。なお、アンプ内蔵のＰＤでも、暗電流ノイズの限界から、増幅倍率は２０倍程度以下に抑えるのが望ましい。
【００１４】
また、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、端面発光レーザ光源に対して、共振器長が短く、可干渉性が一般的に高いため、他の光学部品などからの戻り光が僅か（１％程度）であったとしても、発振モードが不安定になる課題がある。そのため従来の端面レーザのように光源出射方向に対してほぼ垂直に配置した場合、モニタ光を正しく検出できたとしても、発振が不安定となりＡＰＣ動作が正しく行えない課題があった。
そこで、カバーガラス１８は光源からの光出射方向に垂直な面に対して、ここでは１０°以上傾いて設定されているため、カバーガラスからの戻り光がＶＣＳＥＬ光源に到達することが避けられるため、レーザ発振モードの不安定性を低減でき、安定したＡＰＣ動作を行うことができる。
【００１５】
本実施形態に係る面発光レーザ光源装置１６は、図５に示すように、開口部付き、且つ反射部付きのカバーガラス１８が面発光レーザ出射方向に対して傾けて配置され、受光素子２０の受光平面と面発光レーザ２の配列面とが略平行に配置されている。
さらに上記のように、光源部（面発光レーザ２）、カバーガラス１８、受光部１０を１つのモジュールとして一体的に構成したたことを特徴としている。
本実施形態に係る光源装置は、特許文献３の構成に比べ、部品点数が少なく、光源部〜カバーガラス〜受光部に到る光路長さを短くできるため、光源装置を小型化でき、且つ低コストに実現することが可能となる。
また、光路長が短いため、各光学素子（光源、カバーガラス、ＰＤ）の位置精度は、比較的緩いアライメント精度でも、モニタ用ＰＤ上に良好に結像することができる。すなわち、高い調整精度は不要である。
【００１６】
図５に示すように、樹脂製、セラミックス製の光源パッケージ２４上に、面発光レーザ２、及び受光部１０が設置される。この際、半導体のダイボンド技術により、通常数十ミクロン以下の高精度で配置される。次に金属製のＣＡＮパッケージ２６上に、出射方向に対して傾けてカバーガラス１８が設置される。
ＣＡＮパッケージ２６には予め一定角度の傾きをもった設置面が形成されており、カバーガラス１８は該設置面に接着剤等で固定される。光源部〜カバーガラス〜受光部に到る光路長は短いため、傾き精度は１°〜２°程度の一般公差でかまわない。
【００１７】
次に、カバーガラス１８を取り付けたＣＡＮパッケージ２６と、光源パッケージ２４を溶融電着等で固定し、密封構造をとる。密封された空間は、酸化、吸湿等から保護するため、必要に応じて真空、ドライエアー、窒素封入などをしてもよい。
以上のように、光源部〜カバーガラス〜受光部までを一体化した光源ユニット（光源装置１６）は、従来の端面発光レーザとほぼ同様の扱いで、２次元、多ビーム化を実現することができる。
また従来の面発光レーザからの光束を分割して別光学系でモニタする方式に対し、部品点数が少なく、小型、且つ調整容易なため大幅なコストダウンが狙える。
【００１８】
図２、図３に示すように、開口部付きのカバーガラス１８を透過した光束は、カップリングレンズ１２にて略平行光化される。該光束は、略平行光に変換されたのち、アパーチャ１４にてビーム光束幅を制限されビーム成形される。
アパーチャ１４は走査光学系全系の像面上（感光体上）で所望のビームスポット径が得られるよう設定されている。
受光素子（ＰＤ）上の照射ビームは、図８に示すように、長軸Ｄｍ、短軸Ｄｓの楕円形状でＰＤを照射する。この光束を、受光素子２０がＰｍ×Ｐｓ、面積Ｓｐの矩形形状でモニタ光束として受光する。
本実施形態では、受光素子２０の受光面積をＳp[mm2]としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする。
０．５[mm2]＞Ｓp[mm2]＞０．１[mm2] （式１）
【００１９】
受光素子の面積は大きいほど、必要なモニタ光量を高いＳ／Ｎで得ることができるが、その反面、
・受光素子面積が大きいと、１パッケージに収納できず、小型化、低コスト化を実現できない。
・特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動がある場合、図４において、走査光学系に設置されたアパーチャを透過した光束の光量Ｐａと、受光素子上の光束の光量Ｐｐとが等価でなくなり、ＡＰＣ動作が不正確となる。
という問題が生じる。
そこで、本実施形態では、アンプ手段内蔵の受光素子を採用し、且つ（式１）の条件を満足することにより、ＡＰＣに必要な光量を確保しつつ、面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対しても安定したＡＰＣ動作を行うことができ、小型・低コストのモニタ付き面発光レーザ方式の光源装置を実現することができる。
【００２０】
（式１）の上限の０．５[mm2]を超えると、書き込みに用いる光束の光量と、光量モニタに用いる光束の光量の比率が一定に保たれなくなり、特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対するＡＰＣ動作が不正確となる。また下限の０．１[mm2]を超えると、ＡＰＣ動作に必要なモニタ信号が得られず、アンプ手段で増幅したとしても暗電流ノイズなどで安定したＡＰＣ動作が行えない。
【００２１】
アパーチャ１４上の照射ビームは、図７に示すように、φＤの円形ビーム形状でアパーチャを照射する。さらに、この光束は、アパーチャ形状がＡｍ×Ａｓ、面積Ｓａの矩形形状で、光束幅が制限され、像面上（感光体上）で所望のビームスポット径が得られる。
また、受光素子（ＰＤ）上の照射ビームは、図８に示すように、長軸Ｄｍ、短軸Ｄｓの楕円形状でＰＤを照射する。この光束は、受光素子がＰｍ×Ｐｓ、面積Ｓｐの矩形形状でモニタ光束Ｐ２を受光する。
ここでＳａは、ビーム強度分布のピーク強度の１／ｅ２強度での面積を示す。
【００２２】
開口数ＮＡは、近似的に次のように表される。
・受光素子上のＮＡは、光源からカバーガラスで反射し、受光素子に至る光路長をＬとしたとき、
受光素子上のＮＡ：ＮＡａ＝√（Ｓｐ／２Ｌ）
・一方、アパーチャ上のＮＡは、カップリングレンズの焦点距離をｆとしたとき、
アパーチャ上のＮＡ：ＮＡｐ＝√（Ｓａ／２ｆ）
そこで、本実施形態では、以下の関係を満足することを特徴とする。
１．３＞[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＞０．７ （式２）
特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動がある場合、図４において、走査光学系に設置されたアパーチャを透過した光束の光量Ｐａと、受光素子上の光束の光量Ｐｐとが等価でなくなり、ＡＰＣ動作が不正確となる。
アパーチャを透過して、書き込みに用いられる光パワー（エネルギー）Ｐａと、受光素子でモニタされる光束のパワー（エネルギー）Ｐｐを略等価とすることで安定したＡＰＣ動作を行うことが可能となる。
上式において、書き込みパワーとモニタパワーがほぼ等価になるのは１．０のときである。１．３〜０．７の範囲に設定することで、安定したＡＰＣ動作を行うことが可能となる。
すなわち、等価となるＮＡ比に対し±３０％程度の範囲であれば、出力画像の濃度むらが殆ど目立たない良好なＡＰＣ動作を行うことができる。
【００２３】
特に面発光レーザは環境温度、経時で変動する各光源の発散角変動により、アパーチャを透過した光量Ｐａと、受光素子（ＰＤ）上のモニタ光量Ｐｐが変化し、電子写真プロセスで出力した画像の濃度変動を起こし、バンディングやページ内濃度むらを起こす課題がある。
そこで、ＡＰＣ時の書き込みパワーとモニタパワーの比率を、モニタ光量比変動｜(ΔＰp／ΔＰａ)−１｜と定義したとき、モニタ光量比変動を５％以下に抑えることが可能となり、濃度変動の殆ど目立たない出力画像を得ることができる。
したがって、発散角変動Δθに対するアパーチャ通過後の光量変動をΔＰa、受光素子上の光量変動をΔＰｐとしたとき、
以下の関係を満足するようにした。
０．０５＞｜(ΔＰp／ΔＰａ)−１｜ （式３）
図９に受光素子（ＰＤ）面積を変えた時のモニタ光量比変動を示す。
この結果、０．５[mm2]以下の面積で５％以下のモニタ光量比変動に抑えることができる。
ただし、モニタ光量は非常に微弱となるため、アンプ手段による増幅との併用が必要となる。
発散角変動に対しても安定したＡＰＣ動作を行うためには、モニタ光量比変動を５％以下に設定する必要がある。これを超えると、出力画像の濃度変動が顕著となり、良好な画像を得ることができない。
【００２４】
［実施例１］
・光源素子面〜カバーガラス入射面に到る光路長L：８．３mm
・カップリングレンズの焦点距離f：４５ｍｍ
・アパーチャの主走査方向に対応する方向Ａm：５．５ｍｍ
・アパーチャの副走査方向に対応する方向Ａｓ：１．２ｍｍ
・Ｓａ＝６．６[mm2]
・受光素子の主走査方向に対応する方向Ｐｍ：０．５ｍｍ
・受光素子の副走査方向に対応する方向Ｐｓ：０．５ｍｍ
・Ｓｐ＝０．２５[mm2]
に設定されている。
【００２５】
［実施例２］
・光源素子面〜カバーガラス入射面に到る光路長L：１０．５mm
・カップリングレンズの焦点距離f：４５ｍｍ
・アパーチャの主走査方向に対応する方向Ａm：５．０ｍｍ
・アパーチャの副走査方向に対応する方向Ａｓ：０．８ｍｍ
・Ｓａ＝４．０[mm2]
・受光素子の主走査方向に対応する方向Ｐｍ：０．７ｍｍ
・受光素子の副走査方向に対応する方向Ｐｓ：０．７ｍｍ
・Ｓｐ＝０．４９[mm2]
に設定されている。
この場合、（式１）は、
実施例１：Ｓｐ＝０．２５[mm2]
実施例２：Ｓｐ＝０．４９[mm2]
【００２６】
以上の実施例では、（式１）を満足する構成としており、これにより、１パッケージに収納できる受光素子面積とし、小型化、低コスト化を実現できるとともに、面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対し安定したＡＰＣ動作が行える。
（式２）は、
実施例１：[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＝（√0.25/8.3）÷（√6.6/45）=1.06
実施例２：[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＝（√0.49/10.5）÷（√4/38）=1.26
【００２７】
以上の実施例では、（式２）を満足する構成としており、これにより、書き込みパワーとモニタパワーがほぼ等価に維持できるため、特に面発光レーザの環境温度、経時に伴う発散角特性の変動に対しも良好なＡＰＣ動作を行うことができる。
また、環境温度変動（特に光発散角変動）Δθ（＝２°）によるアパーチャ通過後の光量の変化をΔＰa、受光素子の光量の変化をΔＰｐとした時、モニタ光量比変動を、|（ΔＰｐ／ΔＰa）−１|（％）と定義する。
上記の実施例１の条件にて、受光素子の面積Ｓｐのみを振ったときの、モニタ光量比変動のシミュレーション結果を図９に示す。この条件ではＳｐが0.25mm2近傍でモニタ光量比変動は最も低く、画像濃度変動が殆ど目立たない範囲５％を実現できるのは、受光面積０．５mm2近傍までである。
以上のように、本発明によれば、書き込み光量とモニタ光量が一定で、安定したＡＰＣを行うことができ、且つ、モニタ内蔵の小型、低コストのＶＣＳＥＬ光源装置を提供できる。
【００２８】
図１０に基づいて上述した光源装置を有する光走査装置について説明する。光走査装置３０において、光源装置１６から発した光線Ｐ１は、カップリングレンズ１２で平行光にされ、ビーム整形手段としてのアパーチャ１４を通過し所定のビーム幅に整形され、副走査方向のみ所定の曲率をもつシリンドリカルレンズ３２を通り、光偏向手段としての回転多面鏡３４によって偏向走査される。
偏向走査された光３６は、走査光学系の一部をなすＦθレンズ３８を通り、同じく走査光学系の一部をなす折り返しミラー４４で反射し、図示しない後述する感光体上に結像され静電潜像を作成する。
図１０中、符号Ｘで示す矢印方向は、光の走査方向（主走査方向）を示している。なお、偏向走査された光線の一部は、ミラー４０によって光センサ４２へ導かれ、その信号により光源装置１６から発する光線Ｐ１の変調を開始する。
【００２９】
次に、図１１に基づいて、光走査装置３０を備えた画像形成装置の概略構成を説明する。
トナー像を形成するための像担持体としてのドラム形状の感光体６４は、図示しないモータによって一定の周速度で時計回り方向に回転している。感光体６４の表面は帯電装置５０によって特定の極性に均一に帯電された後、光走査装置３０からの光線（露光光）により露光され、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
露光位置の感光体回転方向下流側には現像装置５２が配置され、現像装置５２により感光体６４上の前記静電潜像が顕像化されてトナー像が形成される。被記録媒体である印刷用紙５４は、搬送ローラ対５６で搬送される。
【００３０】
その後、転写装置５８で印刷用紙５４の背面からトナーと反対の極性の帯電を行い、感光体６４上のトナー像を印刷用紙５４上に転写する。
転写後、転写されなかった感光体６４上の残留トナーはクリーニング装置６０によって除去され、次の画像形成プロセスに備えられる。
感光体６４からトナー像が転写された印刷用紙５４は定着装置６２へ搬送される。定着装置６２は、一定温度に加熱制御されたヒートローラ６２ａと、それに圧接する加圧ローラ６２ｂとから構成されている。ヒートローラ６２ａと加圧ローラ６２ｂの間を通過するとき、印刷用紙５４上に保持されたトナー像は加圧溶融され印刷用紙５４上に定着される。
定着処理後に印刷用紙５４は、画像形成装置の外部に排出される。
【００３１】
上記実施形態では、画像形成装置としてモノクロ機を例示したが、複数の感光体を並置してなるタンデム型にも同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００３２】
２ 面発光レーザ
８ ハーフミラー手段
１０ 受光部
１２ カップリングレンズ
１４ アパーチャ
１６ 光源装置
１８ カバーガラス
２０ 受光素子
２２ アンプ手段
３０ 光走査装置
３４ 光偏向手段
６４ 像担持体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００２−０４０３５０号公報
【特許文献２】特開２００７−０７９２９５号公報
【特許文献３】特開２００９−０６５０６４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源からなる面発光レーザと、
前記光源からの出射光束の一部を反射するハーフミラー手段と、
前記ハーフミラー手段からの反射光束を受光する受光部と、
を有する光源装置において、
前記ハーフミラー手段は、前記面発光レーザと前記受光部とを保護するカバーガラス上に構成され、且つ、前記光源の出射方向に垂直な面に対して傾けて設定され、ハーフミラーの反射率は１０％以下であり、
前記受光部は、受光素子と、微弱電流を増幅するアンプ手段とを備え、
前記面発光レーザ、前記カバーガラス、前記受光部は、１つのモジュールとして一体的に構成されていること特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記受光素子の受光面積をＳp[mm2]としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光源装置。
０．５[mm2]＞Ｓp[mm2]＞０．１[mm2]
【請求項３】
光源装置と、該光源装置から出射する光を収束するカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光束の開口を制限するアパーチャと、該アパーチャを透過後の光束を偏向走査する光偏向手段と、該光偏向手段からの光を被走査面に結像する走査光学系とを有する光走査装置において、
前記光源装置が請求項１又は２に記載のものであり、
前記アパーチャの開口面積をＳa、前記受光素子の受光面積をＳp、前記光源から前記受光素子に至る光路長をＬ、前記カップリングレンズの焦点距離をfとしたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光走査装置。
１．３＞[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＞０．７
【請求項４】
光源装置と、該光源装置から出射する光を収束するカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光束の開口を制限するアパーチャと、該アパーチャを透過後の光束を偏向走査する光偏向手段と、該光偏向手段からの光を被走査面に結像する走査光学系とを有する光走査装置において、
前記光源装置が請求項１又は２に記載のものであり、
発散角変動Δθに対する前記アパーチャを通過後の光量変動をΔＰa、受光素子上の光量変動をΔＰｐとしたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光走査装置。
０．０５＞｜(ΔＰp／ΔＰａ)−１｜
【請求項５】
像担持体に光を照射し、潜像を形成する光走査装置を備えた画像形成装置において、
前記光走査装置が、請求項３又は４に記載のものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の光源からなる面発光レーザと、
前記光源からの出射光束の一部を反射するハーフミラー手段と、
前記ハーフミラー手段からの反射光束を受光する受光部と、
を有する光源装置において、
前記ハーフミラー手段は、前記面発光レーザと前記受光部とを保護するカバーガラス上に構成され、且つ、前記光源の出射方向に垂直な面に対して傾けて設定され、ハーフミラーの反射率は１０％以下であり、
前記受光部は、受光素子と、微弱電流を増幅するアンプ手段とを備え、
前記面発光レーザ、前記カバーガラス、前記受光部は、１つのモジュールとして一体的に構成されていること特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記受光素子の受光面積をＳp[mm2]としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光源装置。
０．５[mm2]＞Ｓp[mm2]＞０．１[mm2]
【請求項３】
光源装置と、該光源装置から出射する光を収束するカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光束の開口を制限するアパーチャと、該アパーチャを透過後の光束を偏向走査する光偏向手段と、該光偏向手段からの光を被走査面に結像する走査光学系とを有する光走査装置において、
前記光源装置が請求項１又は２に記載のものであり、
前記アパーチャの開口面積をＳa、前記受光素子の受光面積をＳp、前記光源から前記受光素子に至る光路長をＬ、前記カップリングレンズの焦点距離をfとしたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光走査装置。
１．３＞[(√Ｓp／Ｌ)／(√Ｓa／ｆ)]＞０．７
【請求項４】
光源装置と、該光源装置から出射する光を収束するカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光束の開口を制限するアパーチャと、該アパーチャを透過後の光束を偏向走査する光偏向手段と、該光偏向手段からの光を被走査面に結像する走査光学系とを有する光走査装置において、
前記光源装置が請求項１又は２に記載のものであり、
発散角変動Δθに対する前記アパーチャを通過後の光量変動をΔＰa、受光素子上の光量変動をΔＰｐとしたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光走査装置。
０．０５＞｜(ΔＰp／ΔＰａ)−１｜
【請求項５】
像担持体に光を照射し、潜像を形成する光走査装置を備えた画像形成装置において、
前記光走査装置が、請求項３又は４に記載のものであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３７０２５（Ｐ２０１３−３７０２５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０２５８（Ｐ２０１１−１７０２５８）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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