(57)【要約】【課題】光の利用効率を向上させることができ、感光体ドラムとの位置ずれによる結像特性の劣化を防ぐことが可能となる露光用光源装置を提供する。【解決手段】露光用光源装置であって、  複数のレーザ光源が所定の方向に配置されたレーザ光源アレイと、該レーザ光源アレイの各レーザ光源に１対１に対応し、該レーザ光源から射出された光を感光体に導き、該感光体上に集光するスポット形成光学系と、を備え、  前記スポット形成光学系は、前記レーザ光源から射出される主光線を中心軸としたとき、該中心軸からの距離に比例して付加される位相遅れを減少させる位相変調素子により構成されている。【選択図】            図１
2014133339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源が所定の方向に配置されたレーザ光源アレイと、該レーザ光源アレイの各レーザ光源に１対１に対応し、該レーザ光源から射出された光を感光体に導き、該感光体上に集光するスポット形成光学系と、を備え、
前記スポット形成光学系は、前記レーザ光源から射出される主光線を中心軸としたとき、該中心軸からの距離に比例して付加される位相遅れを減少させる位相変調素子により構成されていることを特徴とする露光用光源装置。
【請求項２】
前記露光用光源装置は、柱状の感光体ドラムに対向配置可能であって、
該感光体ドラムの長手方向に、等間隔に配置された前記レーザ光源アレイと、
前記スポット形成光学系により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の露光用光源装置。
【請求項３】
前記複数のレーザ光源は、前記感光体ドラムの短手方向にも所定の間隔で配置されており、
前記複数のレーザ光源における隣り合うレーザ光源の間隔は、前記長手方向の間隔よりも該短手方向の間隔の方が大きく、
前記位相変調素子の半径が、前記長手方向の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の露光用光源装置。
【請求項４】
前記複数のレーザ光源は、２次元的に配置され、
前記短手方向に並ぶ前記レーザ光源の数が、前記短手方向の間隔を前記長手方向の間隔で除した値以上であることを特徴とする請求項３に記載の露光用光源装置。
【請求項５】
前記感光体ドラムの周辺に対向させる前記レーザ光源ほど、前記短手方向の間隔が小さくされていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の露光用光源装置。
【請求項６】
前記位相変調素子は、アキシコンレンズで構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の露光用光源装置。
【請求項７】
前記位相変調素子は、屈折率分布レンズで構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の露光用光源装置。
【請求項８】
前記レーザ光源は、面発光レーザで構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の露光用光源装置。
【請求項９】
前記面発光レーザは、径偏光ビームを射出する光源で構成されていることを特徴とする請求項８に記載の露光用光源装置。
【請求項１０】
前記面発光レーザは、活性層と２次元フォトニック結晶を備えた分布帰還形の面発光レーザで構成されていることを特徴とする請求項９に記載の露光用光源装置。
【請求項１１】
前記２次元フォトニック結晶は、正方格子であり、かつ格子点の形状が４回対称性を備えることを特徴とする請求項１０に記載の露光用光源装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の露光用光源装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光用光源装置及び画像形成装置に関し、特に電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる露光用光源装置（プリンタヘッド）、該露光用光源装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、被露光部となる感光体ドラムの周面上に、露光用光源装置(プリンタヘッド)を配置したものである。プリンタヘッドには、ＬＥＤなどの発光素子アレイが設けられている。
図１０は、例えば特許文献１に開示されている、従来の画像形成装置１０００の概略図である。
画像形成装置１０００は、感光体ドラム１０１０と、感光体ドラム１０１０に対向して配置されるプリンタヘッド１０２０から構成される。
プリンタヘッド１０２０に配置された複数のＬＥＤ１０３０からの出力光を、ロッドレンズアレイ等の正立等倍結像系を通過させることで、感光体ドラム１０１０上に結像し露光させている。
ロッドレンズアレイは、正立等倍結像させるレンズ素子１０４０が多数配列されており、複数のＬＥＤ１０３０からの出力光の結像を可能にしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０９８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の画像形成装置１０００における光書き込みヘッド１０２０には、ＬＥＤなどの空間的なコヒーレンスを有さない光源１０３０が用いられていた。
一般に、空間的なコヒーレンスを有さない光源から射出される光の拡がり角は大きいため、一つの光源１０３０から射出された光は、複数のスポット形成光学系に入射される。
そこで、光源１０３０からの光を感光体ドラム１０１０に導くために、スポット形成光学系としてロッドレンズアレイ１０４０などの正立等倍結像系を用いていた。しかし、ロッドレンズアレイ１０４０の隙間に入った光は感光体ドラムに導かれないため、光の利用効率が十分ではなかった。
また、光の利用効率を上げるためにプリンタヘッド１０２０と感光体ドラム１０１０を近付けた場合、正立等倍結像系の焦点深度が浅くなり、感光体ドラムの振動などによる位置ずれによって、正立等倍結像光学系の結像特性が変化してしまうと言う課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、光の利用効率を向上させることができ、感光体ドラムとの位置ずれによる結像特性の劣化を防ぐことが可能となる露光用光源装置、該露光用光源装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の露光用光源装置は、複数のレーザ光源が所定の方向に配置されたレーザ光源アレイと、該レーザ光源アレイの各レーザ光源に１対１に対応し、該レーザ光源から射出された光を感光体に導き、該感光体上に集光するスポット形成光学系と、を備え、
前記スポット形成光学系は、前記レーザ光源から射出される主光線を中心軸としたとき、該中心軸からの距離に比例して付加される位相遅れを減少させる位相変調素子により構
成されていることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記した露光用光源装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光の利用効率を向上させることができ、感光体ドラムとの位置ずれによる結像特性の劣化を防ぐことが可能となる露光用光源装置、該露光用光源装置を備えた画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１における露光用光源装置、該露光用光源装置を備えた画像形成装置の構成例を説明する図。
【図２】本発明の実施形態１における露光用光源装置の位相変調素子に入射した光の伝搬の様子を示す図。
【図３】本発明の実施形態１における露光用光源装置に径偏光ビームを用いた構成例を説明する図。
【図４】本発明の実施形態１における径偏光ビームを射出するフォトニック結晶面発光レーザの構成例を説明する図。
【図５】本発明の実施形態１における位相変調素子の構成例を説明する図。
【図６】本発明の実施形態２における画像形成装置の構成例を説明する図。
【図７】本発明の実施形態２における画像形成装置の構成例を説明する図。
【図８】位相変調素子の配置と、大きさの上限との関係を説明する図。
【図９】レーザ光源および位相変調素子の配置の変形例を説明する図。
【図１０】レーザ光源および位相変調素子の配置の変形例を説明する図。
【図１１】従来例における画像形成装置の構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
［実施形態１］
実施形態１として、実施形態１における露光用光源装置、該露光用光源装置を備えた画像形成装置の構成例を、図１を用いて説明する。
本実施形態の露光用光源装置（プリンタヘッド）は、柱状の感光体ドラム１１０に対向して配置されている。
画像形成装置１００は、柱状の感光体ドラム１１０と、感光体ドラム１１０に対向配置可能なプリンタヘッド（露光用光源装置）１２０と、図示しない現像部、転写部などから構成されている。
プリンタヘッド１２０は、レーザ光源１３０が感光体ドラム１１０の長手方向（ｘ方向）に等間隔で複数配置されたレーザ光源アレイと、各々のレーザ光源１３０に対して１対１に対応するスポット形成光学系を備えている。
各々のレーザ光源１３０から射出された光は、各々のスポット形成光学系によってドラム面上に導かれ、スポットを形成する。
スポット形成光学系は、レーザ光源１３０から射出される光の主光線を中心軸としたとき、中心軸からの距離に比例して付加される位相遅れを減少させる位相変調素子１４０によって構成されている。
このような構成とすることで、光の利用効率が高く、位置ずれに強い画像形成装置１００を提供することができる。以下で、その理由について説明する。
【００１０】
前述したように、従来の画像形成装置では、空間的なコヒーレンスを有さないＬＥＤなどの光源が用いられていた。
そのため、拡がり角の大きい光を感光体ドラムに導くために、ロッドレンズアレイ等の正
立等倍結像のスポット形成光学系を用いる必要があった。
しかし、レンズ素子の隙間に入った光は感光体ドラムに導かれないため、光の利用効率が十分ではなかった。
これに対して、本実施形態におけるプリンタヘッド１２０においては、光源として空間的なコヒーレンスを有するレーザ光源１３０が用いられている。
レーザ光源１３０から射出された光は空間的なコヒーレンスを有するため、拡がり角が狭い。
そのため、一つのレーザ光源１３０から射出された光を、レーザ光源１３０に対して１対１に対応する、一つのスポット形成光学系で集光することが可能となる。
【００１１】
その際、本実施形態におけるプリンタヘッド１２０では、レーザ光源１３０から射出される光の主光線を中心軸とした時、中心軸からの距離に比例して付加される位相遅れが減少する、位相変調素子１４０を、スポット形成光学系として用いている。
図２（ａ）に、位相変調素子１４０に、空間的なコヒーレンスを有する光が入射した場合の光の伝搬の様子を示す。
実線の矢印は光線を示したものであり、光線に直交する破線は波面を示したものである。位相変調素子１４０の上側半分を通過した光と、位相変調素子１４０の下側半分を通過した光は、位相変調素子１４０によって付加された位相遅れのために、波面が進行方向に向かって凹型の円錐状に曲がる。
従って、上下二つの光は、中心軸に対して同じ大きさ、逆向きの角度で傾いて伝搬する。中心軸上では上下二つの光の光路長が等しいため、中心軸上に焦点深度の深いスポットを形成することができる。
図２（ｂ）は、位相変調素子１４０によって形成されたスポット形状の説明図である。
位相変調素子１４０によって形成されるスポットの光強度分布は、ｘｙ断面の形状がベッセル関数であり、集光点の中心からｚ方向にずれるに従って、単調に減少する形状を有している。
【００１２】
このように、本実施形態における画像形成装置１００では、光源として空間的なコヒーレンスを有するレーザ光源を用い、各々のレーザ光源に１対１に対応するスポット形成光学系が用いられる。
更に、スポット形成光学系として、中心軸からの距離に比例して付加される位相遅れが減少する光学素子１４０が用いられる。
以上により、本実施形態の光の利用効率向上と、焦点深度の深さとの両立を図ることが可能となる。
本発明において、このように光の利用効率向上と、焦点深度の深さとの両立を図ることができるのは、上記の構成が見出されたことによるものである。
すなわち、光源として空間的なコヒーレンスを有するレーザ光源を用い、各々のレーザ光源に１対１に対応する位相変調素子による、一つのスポット形成光学系で集光するようにした構成が見出されたことによるものである。
従来の画像形成装置１０００に、単に、光源として空間的なコヒーレンスを有するレーザ光源を適用する、あるいは位相変調素子を適用するだけでは、光の利用効率向上と、焦点深度の深さとの両立を図ることはできない。
【００１３】
従来の画像形成装置のロッドレンズアレイ１０４０などの正立等倍の結像系に、単に、光源として空間的なコヒーレンスを有する光源を用いても、つぎのようなデメリットが生じる。
すなわち、一つの光源からの光が複数のレンズ素子に入射する場合、複数のレンズ素子を通過した光の光路長は異なるため、それらの干渉によって、形成されるスポット形状が乱れる恐れが生じる。
また、スポット形成光学系に位相変調素子１４０を単に適用しても、空間的なコヒーレン
スを有さない光が入射した場合、位相変調素子１４０を通過した光は干渉を生じないため、焦点深度の深いスポットを形成することができない。
以上のように、従来の画像形成装置１０００に対して、レーザ光源を用いること、位相変調素子を用いることは、各々単独ではデメリットを生じる。
本発明のように、レーザ光源と、各々のレーザ光源に１対１に対応する位相変調素子の構成にすることによって、初めて光の利用効率が向上し、焦点深度が深くなると言うメリットが生じる。
【００１４】
レーザ光源１３０としては、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＮなどの一般的な化合物半導体を用いた半導体レーザを使用すればよい。
半導体レーザは端面発光型であっても良いし、面発光レーザであっても良い。
但し、アレイ化が容易なことと、ビームの拡がり角を小さくすることが容易なことから面発光レーザの方が好ましい。ビームの拡がり角が小さいほど、一つのレーザ光源１３０から射出された光を、一つのスポット形成光学系で集光することが容易になる。
【００１５】
また、レーザ光源１３０から射出されるビームの偏光が、図３に示すように径偏光ビームであると、更に好ましい。
径偏光ビームとは、ビームの電場の振動方向が、半径方向に平行であるようなビームである。
図３の実線矢印はビームの電場の振動方向成分を示している。
径偏光ビームを位相変調素子１４０で集光した場合、直線偏光ビームを位相変調素子１４０で集光した場合よりも、感光体ドラム１１０上でのスポット径を小さくすることが可能になる。これにより、径偏光ビームを用いることで、画像形成装置１００の画質も向上させることができる。
径偏光ビームを形成するためには、例えば、活性層の近傍に２次元フォトニック結晶が形成された、分布帰還形の面発光レーザを用いれば良い。
２次元フォトニック結晶は、半導体層に円柱状の空孔等が周期的に設けられたもので、２次元的に周期的な屈折率分布を持っている。活性層で生成された光は、導波モードを面内方向に伝搬しながら、フォトニック結晶の周期的な屈折率分布による回折を受けて、定在波を形成してレーザ発振する。レーザ発振した光は、フォトニック結晶によって面外回折され、フォトニック結晶の面に対して垂直な方向に取り出される。
【００１６】
つぎに、本実施例における径偏光ビームを射出するフォトニック結晶面発光レーザの構成例について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、格子点が円柱状の孔からなる正方格子のフォトニック結晶を用いた例である。
格子点の形が、４回対称性を備える正方格子であれば、径偏光ビームを射出できる。
また、図４（ｂ）は、格子点が三角柱状の孔からなる正方格子を、円環状に並べたフォトニック結晶を用いた例である。
また、径偏光ビームを形成するために、レーザの射出側に、遅相軸が円周方向に沿って回転するような波長板を配置した、偏光調整層を設けても良い。
例えば、直線偏光のビームを射出する面発光レーザに対しては、図４（ｃ）のように、遅相軸が円周方向に沿って回転するような１／２波長板を組み合わせればよい。
図４（ｃ）における矢印は、波長板の遅相軸を示している。
レーザの発光波長は、感光体ドラムが潜像を形成可能な波長であれば良い。例えば、感光体ドラムの材料としてアモルファスシリコンを用いた場合、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長の光源を用いればよい。
【００１７】
本発明の実施形態１における位相変調素子の構成例を図５を用いて説明する。本実施例における位相変調素子１４０としては、ＳｉＯ2やプラスチックなどの透明な材
料から形成される、アキシコンレンズや屈折率分布レンズを用いればよい。
アキシコンレンズ１４０は、図５（ａ）に示すような、円錐形の面形状を持つレンズである。
アキシコンレンズの円錐の頂点から底面に下ろした垂線の軸が中心軸に一致しており、中心軸に沿った部分で最も付加される位相遅れが大きく、中心軸からの距離に比例して、付加される位相遅れが減少している。
図５（ｂ）は屈折率分布レンズの一つの例である。屈折率分布レンズ１４０は、高屈折率媒質と低屈折率媒質からなっている。
そして、中心軸に近いほど高屈折率媒質の割合が大きく、中心軸からの距離が遠くなるほど低屈折率媒質の割合が大きくなっており、付加される位相遅れは、中心軸からの距離に比例して減少している。
例えば、高屈折率媒質として屈折率１．８のＳｉＮ、低屈折率媒質として屈折率１．５のＳｉＯ2の組み合わせを用いることができる。
図５（ｃ）は屈折率分布レンズの別の例である。屈折率分布レンズ１４０は、高屈折率媒質中に、レーザ光源の発光波長の大きさの１／１０程度の間隔で、間隙が設けられている。
そして、中心軸に近いほど間隙の割合が小さく、中心軸からの距離が遠くなるほど間隙の割合が大きくなっており、付加される位相遅れは、中心軸からの距離に比例して減少している。
また、位相変調素子１４０は複数のレンズを組み合わせたものであっても良い。例えば、図５（ｄ）のように、複数のアキシコンレンズを組み合わせたものであっても、付加される位相遅れは、中心軸からの距離に比例して減少していればよい。
更に、スポット形成光学系が、図５（ｅ）のように、アキシコンレンズと複数の通常のレンズを組み合わせたものであっても良い。図５（ｅ）のように、二つのレンズの焦点を重ねたスポット形成光学系を使用すれば、レーザ光源から射出されるビーム径を変換することが可能となる。
これにより、レーザ光源から射出されるビームを拡げ、焦点深度を更に深くすることが可能となる。
なお、本実施形態では感光体として柱状の感光体ドラム１１０を用いたが、感光体は柱状のドラムでなくても良い。例えば、平面上に感光体に露光して画像を形成するものであっても良い。また、レーザ光源１３０が感光体ドラム１１０の長手方向に等間隔で複数配置されたレーザ光源アレイを用いたが、等間隔でなくても良い。但し、等間隔である方が、感光体上のスポット間隔が一定に近付くため、形成される潜像の解像度を均一にすることができるため、好ましい。
【００１８】
［実施形態２］
実施形態２として、本発明を適用した画像形成装置の構成例について、図６、図７を用いて説明する。
本実施例の画像形成装置は、図６、図７に示すように、画像形成装置２００は、実施形態１に示す画像形成装置１００に対し、プリンタヘッド２２０におけるレーザ光源２３０および位相変調素子２４０の配列方向のみが異なっている。
図６（ａ）、（ｂ）はレーザ光源、位相変調素子、感光体ドラムの位置関係を説明する図である。
図６（ａ）は感光体ドラムの短手方向（ｙ方向）から見た図であり、図６（ｂ）は感光体ドラムの長手方向（ｘ方向）から見た図である。
また、図７（ａ）、（ｂ）は各々、レーザ光源２３０と位相変調素子２４０のｘｙ平面での配列方向を説明する図である。
レーザ光源２３０の配列方向は、感光体ドラム２１０の長手方向に等間隔で、短手方向に所定の間隔で配置されており、短手方向の間隔Δｙは、長手方向の間隔Δｘよりも長い（図７（ａ））。
また、レーザ光源２３０に１対１で対応する位相変調素子２４０も、同様に感光体ドラムの長手方向に等間隔で、短手方向に所定の間隔で配置されており、位相変調素子２４０の直径ｄは長手方向の間隔Δｘよりも長い（図７（ｂ））。
【００１９】
このような構成とすることで、画像形成装置２００は、実施形態１に示す画像形成装置１００よりも、感光体ドラム上でのスポット径を小さくすることができるため、更に好ましい。その理由を以下に示す。
位相変調素子の大きさは、隣り合うレーザ光源同士の間隔によって制限される。実施形態１に示す画像形成装置１００では、位相変調素子１４０同士が重なり合わないために、位相変調素子１４０の直径は、レーザ光源１３０の長手方向の間隔Δｘ以下である必要がある（図８（ａ））。
これに対して、本実施形態に示す画像形成装置２００では、レーザ光源２３０が短手方向にも所定の間隔で配置され、短手方向の間隔Δｙは、長手方向の間隔Δｘよりも大きい。従って、位相変調素子２４０同士が重なり合わない条件は、位相変調素子の直径がΔｙ以下であればよい（図８（ｂ））。
以上より、画像形成装置２００は、画像形成装置１００よりも直径が大きい位相変調素子を用いることができる。
【００２０】
一般に、位相変調素子の直径が大きく、付加される位相遅れが小さいほど、焦点深度が深い。
また、位相変調素子で付加される位相遅れが大きいほど、スポット径が小さい。そのため、画像形成装置１００と同じスポット径を実現する画像形成装置２００では、画像形成装置１００よりも焦点深度を深くすることができる。
一方、画像形成装置１００と同じ焦点深度を実現する画像形成装置２００では、画像形成装置１００よりもスポット径を小さくすることができる。すなわち、画質を向上させることができる。
このように、画像形成装置２００は、画像形成装置１００よりも直径が大きい位相変調素子を用いることができるため、焦点深度を更に深くしたり、画質を向上させることが可能になったりするため、更に好ましい。
【００２１】
なお、実施形態２のようにレーザ光源２３０が感光体ドラム２１０の短手方向にも所定の間隔で配置されている場合、図６（ｂ）のように、各レーザ光源間で、レーザ光源２３０から感光体ドラム２１０までの距離が異なる。
そのため、感光体ドラム２１０の場所によるスポット径の乱れを防止するために、更に深い焦点深度が求められる。本発明における画像形成装置は、スポット形成光学系として位相変調素子２４０を用いているため、十分な焦点深度を得ることができる。
【００２２】
レーザ光源２３０および位相変調素子２４０は、図９に示すように２次元的に配置されていても良い。
この時、短手方向にならぶレーザ光源の数が、短手方向の間隔Δｙを短手方向の間隔Δｘで除した値以上であれば、折り返した後に隣り合う位相変調素子間が重なり合わない。
このように２次元配列とすることで、プリンタヘッド２２０を小型化することができるため、好ましい。
また、感光体ドラムの周辺に対向する光源２３０および位相変調素子２４０ほど、短手方向の間隔Δｙが小さくなっていた方が好ましい（図１０）。
これにより、感光体ドラム２１０上におけるスポット間隔が一定に近付くため、形成される潜像の解像度をより均一にすることができる。
【実施例】
【００２３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１における画像形成装置は、実施形態１に示す画像形成装置の具体的な数値実施例を示したものである。
実施例１の画像形成装置１００は、半径１０ｍｍの円柱状の感光体ドラム１１０と、それに対向して配置されるプリンタヘッド１２０から構成されている。
プリンタヘッド１２０は、レーザ光源１３０が感光体ドラム１１０の長手方向に４０μｍの間隔で複数配置された光源アレイと、光源１３０に対して１対１に対応するスポット形成光学系を備えている。
レーザ光源１３０は、波長６８０ｎｍのレーザ光を射出する、活性層がＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰの多重量子井戸から形成され、多層膜反射鏡がＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ／Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓから形成された面発光レーザである。
また、レーザ光源１３０には、直径３０μｍ程度の酸化狭窄層が設けられており、レーザ光源１３０から、ビームウェストが３０μｍのガウシアンビームが射出される。
スポット形成光学系は、屈折率が１．５のＳｉＯ2から構成されたアキシコンレンズ１４０であり、アキシコンレンズ１４０の直径は４０μｍ、頂角は１７７度である。また、アキシコンレンズ１４０は、レーザ光源１３０と１対１対応するように、感光体ドラム１１０の長手方向に４０μｍの間隔で、複数配置されている。
このようなレーザ光源およびアキシコンレンズから構成された画像形成装置１００が形成するスポット径は、４０μｍであり、焦点深度は１．７ｍｍである。即ち、６００ｄｐｉの画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
［比較例１］
一方、従来の正立等倍結像光学系を用いた場合、スポット径４０μｍを得るためには、正立等倍光学系のＦナンバーが２３以下である必要がある。
この時、得られる焦点深度は０．９２ｍｍ以下である。
なお、この値は、正立等倍光学系が、完全に隙間が無い一つの結像光学系とみなせる場合であり、実際には、ロッドレンズアレイの隙間に入射した光は結像に寄与しないため、焦点深度は０．９２ｍｍよりも更に浅くなってしまう。
このように、レーザ光源およびアキシコンレンズから構成された画像形成装置１００を用いることで、光の利用効率が高く、焦点深度の深い画像形成装置が提供できる。
【００２５】
［実施例２］
実施例２として、実施例１とは異なる構成例について説明する。
画像形成装置は、実施形態２に示す画像形成装置の具体的な数値実施例を示したものである。
実施例２の画像形成装置は、半径１０ｍｍの円柱状の感光体ドラム２１０と、それに対向して配置されるプリンタヘッド２２０から構成されている。
プリンタヘッド２２０は、レーザ光源２３０が感光体ドラム２１０の長手方向に１０μｍ、短手方向に２００μｍの間隔で複数配置された光源アレイと、光源２３０に対して１対１に対応するスポット形成光学系を備えている。
また、光源アレイの配列は、短手方向に２０個毎に折り返した配置となっている。
レーザ光源２３０の活性層および多層膜反射鏡は、実施例１に示すレーザ光源１３０と同じである。
但し、レーザ光源２３０の酸化狭窄層の直径は２００μｍであり、ビームウェストが２００μｍのガウシアンビームが射出される。
スポット形成光学系は、屈折率１．５のＳｉＯ2から構成されたアキシコンレンズ２４０
であり、アキシコンレンズ２４０の直径は２００μｍ、頂角は１６９度である。
また、アキシコンレンズ２４０は、レーザ光源２３０と１対１対応するように、感光体ドラム２１０の長手方向に１０μｍ、短手方向に２００μｍの間隔で、複数配置されている。
このようなレーザ光源およびアキシコンレンズから構成された画像形成装置２００が形成するスポット径は、１０μｍであり、焦点深度は２．２ｍｍである。即ち、２４００ｄｐｉの画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。感光体ドラム２１０の短手方向に最も離れたレーザ光源２３０同士の間隔は４ｍｍである。これらの光源間では、レーザ光源２３０から感光体ドラム２１０までの距離が０．８ｍｍ異なっているが、画像形成装置２００の焦点深度２．２ｍｍの範囲内である。
【００２６】
［比較例２］
一方、従来の正立等倍結像光学系を用いた場合、スポット径１０μｍを得るためには、正立等倍光学系のＦナンバーが５．８以下である必要がある。
この時、得られる焦点深度は０．０５８ｍｍである。なお、この値は、正立等倍光学系が、完全に隙間が無い一つの結像光学系とみなせる場合であり、実際には、ロッドレンズアレイの隙間に入射した光は結像に寄与しないため、焦点深度は０．０５８ｍｍよりも更に浅くなってしまう。
このように、レーザ光源およびアキシコンレンズから構成された画像形成装置２００を用いることで、光の利用効率が高く、焦点深度の深い画像形成装置が提供できる。
【符号の説明】
【００２７】
１００：画像形成装置
１１０：感光体ドラム
１２０：プリンタヘッド
１３０：レーザ光源
１４０：位相変調素子（アキシコンレンズ）
【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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