(57)【要約】【課題】光利用効率を向上させることにより、高速化を実現させるとともに高密度化を実現し、且つ、主走査、副走査方向とも良好な光学特性を得ることができる光走査装置を提供する。【解決手段】複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源を有し、主走査方向の最周辺の光源間の距離Ｘが、副走査方向の最周辺の光源間の距離ｄよりも長く設定されている。また、光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズからのビームを主走査方向に長い線像に形成するアナモフィックレンズを有し、該アナモフィックレンズは主走査方向に正のパワーを有する。【選択図】図１
2008026745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、
前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第１光学系と、
前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第２光学系とを有し、
前記第１光学系は前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズからのビームを主走査方向に長い線像に形成するアナモフィックレンズを有し、
且つ、以下の条件を有する光走査装置。
（１）主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の前記光源間の距離よりも長い。
（２）前記アナモフィックレンズは主走査方向に正のパワーを有する。
【請求項２】
複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、
前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第１光学系と、
前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第２光学系とを有し、
且つ、以下の条件を有する光走査装置。
（１）主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の光源間の距離よりも長い。
（２）前記第１光学系は、前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズから出射されたビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部とを有し、前記開口部の主走査方向の幅は副走査方向の幅よりも大きい。
【請求項３】
複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、
前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第１光学系と、
前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第２光学系とを有し、
前記第１光学系は、前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズからのビームを主走査方向に長い線像に形成するアナモフィックレンズとを有し、
且つ、以下の条件を有する光走査装置。
（１）主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の前記光源間の距離よりも長い。
（２）前記アナモフィックレンズは主走査方向に正のパワーを有する。
（３）前記第1光学系は、前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズから出射されたビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部とを有し、前記開口部の主走査方向の幅は副走査方向の幅よりも大きい。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光走査装置において、
前記光源の最周辺の発光部の少なくとも1つは、最周辺以外の発光部よりも発光量を大きくすることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置を用いた画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置を用いた多色対応の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に潜像を形成する光走査装置、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらのうちの少なくとも２つの機能を有する複合機、プロッタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真における画像記録において、高精細な画像品質を得るための画像形成手段として、レーザを用いた画像形成方法が広く用いられている。電子写真の場合、感光性を有するドラムの軸方向にポリゴンミラーを用いてレーザを走査（主走査）しつつ、ドラムを回転させ（副走査）潜像を形成する方法が一般的である。
このような電子写真分野では画像の高密度化及び画像出力の高速化が求められている。しかしながら画像の高密度化と画像出力速度はトレードオフの関係になっており、両立することが求められている。
【０００３】
両立する方法としては、ポリゴンスキャナの高速回転化が考えられるが、ポリゴンスキャナの騒音の増大・消費電力の増大・耐久性の劣化を生じてしまう。
これを防ぐ方法として、マルチビーム化があり、方式としては以下が考えられる。
（１）特許文献２等に記載されているように、複数の端面発光ＬＤを合成する方式
（２）端面発光の１次元ＬＤアレイ
（３）２次元ＬＤアレイ
【０００４】
ここで、端面発光ＬＤを合成する方式は、汎用の１ＬＤを用いることができるため、安価となるが、ＬＤとカップリングレンズ間の相対的な位置関係を複数ビームで安定的に保つのが困難であり、マルチビームによって被走査面上に形成される走査線間隔が不均一になる。また、この方式では非常に多くの光源数を有するのは困難であり、超高密度・超高速化を達成するのは困難である。
端面発光の一次元ＬＤアレイは走査線間隔を均一にすることができるが、素子の消費電力が大きくなってしまう。また、ビーム数を極端に増やすと、光学系の光学素子素子の光軸からのビームのずれ量が大きくなってしまい、光学特性が劣化する。
一方、面発光レーザ（垂直共振器型面発光レーザ、ＶＣＳＥＬ）は基板に対して垂直方向に光を出射する半導体レーザであり、二次元集積化が容易である。さらに消費電力は端面型レーザに比べて一桁程度小さく、より多くの光源を二次元集積するのに有利である。
【０００５】
ポリゴンを使って走査する書き込み光学系の例として、特許文献１、２に記載のものが知られている。
特許文献１には、面発光ＬＤを用いた画像形成装置が記載されており、主走査方向の最周辺の光源間の距離が、副走査方向の最周辺の光源間の距離よりも短くなっている。
特許文献２には、２次元的に配列した光源と走査光学系を組み合わせた構成が記載されており、主走査方向の最周辺の光源間の距離と副走査方向の最周辺の光源間の距離は同じ長さになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８７２９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５０３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来においては主走査方向の最周辺の光源間の距離が、副走査方向の最周辺の光源間の距離よりも短いか、等しくなっている。
このとき、被走査面上で、高密度対応の走査線間隔とするためには、光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を低減する必要があり、光量不足となってしまう。特に、面発光レーザ素子の場合、高出力化が大きな課題となるので、切実な問題となる。特に特許文献１記載の構成では、超高密度化と光量確保を両立することは困難である。
また、全光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を小さくするためには、走査光学系の被走査面に最も近く副走査方向に正のパワーを有する光学素子を被走査面に近づける必要があり、このため、被走査面に最も近い光学素子のサイズが大きくなり、コストアップする。
【０００８】
また、前記光学素子を装着するためのハウジングが大きくなってしまい、機械サイズ（装置サイズ）が大きくなってしまうという問題点も生じる。また、被走査面と走査光学系との間のスペースが狭くなり、配備できるトナー量が少なくなり、トナー交換を頻繁に行なう必要がある。
また、画像出力のために必要な、帯電手段、転写手段、現像手段、定着手段という電子写真プロセスを実施するための手段を配備するためのスペースが少なくなり、走査光学系と逆側に帯電手段、転写手段、現像手段、定着手段を配備せざるを得なくなり、機械サイズが大きくなってしまう。
また、全光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を小さくするもう一つの方法として、偏向器前光学系の副走査方向の横倍率の絶対値を小さくするという方法があるが、このとき、偏向手段に近い線像形成用のレンズを偏向手段（ポリゴンスキャナ）に近づける必要があり、線像形成レンズがポリゴンスキャナによる熱発生の影響を受けるという問題が発生する。
【０００９】
本発明は、光利用効率を向上させることにより、高速化を実現させるとともに高密度化を実現し、且つ、主走査、副走査方向とも良好な光学特性を得ることができる光走査装置、該光走査装置を有する画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第１光学系と、前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第２光学系とを有し、前記第１光学系は前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズからのビームを主走査方向に長い線像に形成するアナモフィックレンズを有し、且つ、以下の条件を有する光走査装置としている。
（１）主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の前記光源間の距離よりも長い。
（２）前記アナモフィックレンズは主走査方向に正のパワーを有する。
【００１１】
請求項２記載の発明では、複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第１光学系と、前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第２光学系とを有し、且つ、以下の条件を有する光走査装置としている。
（１）主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の光源間の距離よりも長い。
（２）前記第１光学系は、前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズから出射されたビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部とを有し、前記開口部の主走査方向の幅は副走査方向の幅よりも大きい。
【００１２】
請求項３記載の発明では、複数の半導体レーザが二次元状に配列した光源と、前記光源からの複数ビームを偏向手段に導く第１光学系と、前記偏向手段からの複数ビームを被走査面に導く第２光学系とを有し、前記第１光学系は、前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズからのビームを主走査方向に長い線像に形成するアナモフィックレンズとを有し、且つ、以下の条件を有する光走査装置としている。
（１）主走査方向の最周辺の前記光源間の距離が、副走査方向の最周辺の前記光源間の距離よりも長い。
（２）前記アナモフィックレンズは主走査方向に正のパワーを有する。
（３）前記第1光学系は、前記光源から出射されたビームをカップリングするカップリングレンズと、該カップリングレンズから出射されたビームに対し、主走査方向及び副走査方向の光束を制限する開口部とを有し、前記開口部の主走査方向の幅は副走査方向の幅よりも大きい。
【００１３】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の光走査装置において、前記光源の最周辺の発光部の少なくとも1つは、最周辺以外の発光部よりも発光量を大きくすることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、画像形成装置において、請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする。
請求項６記載の発明では、多色対応の画像形成装置において、請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、本発明によれば、主走査方向の最周辺の光源間距離を副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くすると高密度への対応が容易になり、アナモフィックレンズが主走査方向に正のパワーを持つことにより、両最周辺のビームのポリゴンミラー面上でのビーム間距離は短くなり、主走査、副走査とも良好な光学特性が得られる。
また、面発光ＬＤアレイを用いることにより、ポリゴンスキャナを低速回転にすることができ、更に、光源を駆動するための消費電力も小さくできる。
また、光量ばらつきを低減でき、濃度むらのない光走査装置を実現できる。
また、高密度・高速対応の画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図１０に基づいて説明する。
まず、図６に基づいて本実施形態に係る光走査装置の基本的構成を説明する。光源１は二次元配列された半導体レーザである。光源１から射出した光束はカップリングレンズ２により弱い発散光となり、開口部としてのアパーチャ３を経て、アナモフィックレンズ４により主走査方向は平行光、副走査方向は偏向手段としてのポリゴンミラー５近傍に集束する光束となる。
光束はさらにポリゴンミラー５により偏向され、偏向器側走査レンズ６と像面側走査レンズ７により、防塵ガラス８を経て、被走査面としての像面９に結像する。ポリゴンミラー５と偏向器側走査レンズ６の間には防音ガラス１０が配備されている。光源１とカップリングレンズ２は材質がアルミニウムである同一の部材に固定されている。
符号１１はダミーミラーを示し、カップリングレンズ２、アパーチャ３、アナモフィックレンズ４、ダミーミラー１１、防音ガラス１０により、光源１からの複数ビームをポリゴンミラー５に導く第１光学系が構成される。
また、防音ガラス１０、偏向器側走査レンズ６、像面側走査レンズ７、防塵ガラス８により、ポリゴンミラー５からの複数ビームを被走査面に導く第２光学系が構成される。
【００１６】
次に、面発光レーザアレイから成る光源１について詳細に説明する。
本実施形態の面発光レーザアレイは以下のようにして作製することができる。ＡｌＡｓ層を選択酸化した電流狭窄構造を用いた７８０ｎｍ帯面発光レーザの構造例である。
波長は、像担持体としての感光体の感度特性に合わせて選定できる。図３に断面構造の概略図を示す。また、図４には活性層周辺Ａの拡大図を示す。
図３に示すように、面発光レーザ素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板上２０に、Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ量子井戸層／Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ障壁層からなる活性層２１を含み、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓスペーサ層２２とからなる１波長光学厚さの共振器領域を、各層λ／４の光学厚さで４０．５ペアのｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ高屈折率層／ｎ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層からなる下部反射鏡２３と、２４ペアのｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ高屈折率層／ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層からなる上部反射鏡２４とで挟んだ構成となっている。
【００１７】
さらに、ＡｌＡｓ被選択酸化層（電流注入部）２５が共振器領域からλ／４離れた上部反射鏡２４に設けられている。なお反射鏡の各層の間には抵抗低減のために組成が徐々に変わる組成傾斜層を含む。
これらの結晶成長にはＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法を用いることができる。次に、ドライエッチング法によりメサ形状を形成する。エッチング面は下部反射鏡２３中に達するようにすることが一般的である。次に、エッチング工程により側面が露出したＡｌＡｓ被選択酸化層２５を、水蒸気中で熱処理し周辺を酸化させ、ＡｌｘＯｙの絶縁物層に変え、素子駆動電流の経路を中心部の酸化されていないＡｌＡｓ領域だけに制限する電流狭窄構造を形成する。続いて、ＳｉＯ２保護層（図示せず）を設け、更にポリイミドでエッチング部を埋め込んで平坦化し、ｐコンタクト層（ｐ−ＧａＡｓコンタクト層）２６と光出射部２７のある上部反射鏡２４上のポリイミドとＳｉＯ２保護層（図示せず）を除去し、ｐコンタクト層２６上の光出射部２７以外にｐ側個別電極２８を形成し、裏面にｎ側共通電極２９を形成した。
【００１８】
図３において、符号３０はＡｌｘＯｙ電流狭窄層を、３１は絶縁膜（ポリイミド）を示している。
図４において、符号３２は、Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ活性層を、３３は、Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ障壁層を、３４は、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ上部スペーサ層を、３５は、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ下部スペーサ層を、３６は、上部反射鏡最下部のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層（λ／４）を、３７は、下部反射鏡最上部のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層（λ／４）をそれぞれ示している。
【００１９】
本実施形態の場合、ドライエッチング法により形成されたメサ部が各面発光レーザ素子となる。本発明のアレイ配置を形成する方法は、本発明のアレイ配置に沿ったフォトマスクを形成し、通常のフォトリソグラフ工程によりエッチング用マスクを形成し、エッチングすることで形成できる。
アレイの各素子の電気的空間的分離のために素子と素子の間の溝は５μｍ程度以上は設けることが好ましい。あまり狭いとエッチングの制御が難しくなるからである。また、メサ部は本実施形態のような円形の他に、楕円形や、正方形、長方形の矩形など任意の形状とすることができる。また、大きさ（直径など）は１０μｍ程度以上設けることが好ましい。あまり小さいと素子動作時に熱がこもり、特性が悪くなるからである。
【００２０】
本実施形態のアレイ配置は、図１に示すように、４×８アレイである。副走査方向の隣り合う素子とは等間隔：ｄとし、アレイの副走査方向位置関係は等間隔Ｃ'＝ｄ／ｎとする。そして、主走査方向の隣り合う素子とは等間隔：Ｘである。具体的にはｄを１８．４μｍ、Ｘを３０μｍとした。Ｃ'＝２．３μｍとなる。
本実施形態の素子間隔ｄ、Ｘを図２に示す従来例に適用すると、Ｃ＝ｄ／ｎ＝４．６μｍであるので、本実施形態のアレイの各素子中心から副走査方向に垂線を下ろしたときの副走査方向における各素子の間隔Ｃ'は５０％であり、平面内の素子間隔が同じであっても本発明によると高密度となることがわかる。
なお素子間隔ｄ、Ｘは、上記プロセス上の制約の他にアレイで動作時の他の素子からの熱干渉の影響も考慮して決める必要がある。
また、副走査方向での高密度化に影響のない主走査方向の素子間隔を広げているので、各素子間の熱干渉の影響低減や、各素子の配線を通すために必要なスペースを確保することができる。
【００２１】
なお、前述した７８０ｎｍ帯面発光レーザは、別の材料でも作製できる。図５にその活性層周辺の拡大図を示す。
図５に示すように活性層は、圧縮歪組成であってバンドギャップ波長が７８０ｎｍとなる３層のＧａＩｎＰＡｓ量子井戸活性層３２'と、格子整合する４層の引っ張り歪みを有するＧａ０．６Ｉｎ０．４Ｐ障壁層３３'とから構成し、電子を閉じ込めるためのクラッド層（本実施形態ではスペーサ層３４'、３５'）としてワイドバンドギャップである（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐを用いている。
キャリア閉じ込めのクラッド層をＡｌＧａＡｓ系で形成した場合に比べて、クラッド層と量子井戸活性層とのバンドギャップ差を極めて大きく取ることができる。他は図４と同様である。
【００２２】
表１には、ＡｌＧａＡｓ（スペーサ層）／ＡｌＧａＡｓ（量子井戸活性層）系７８０ｎｍ，８５０ｎｍ面発光型半導体レーザ、さらに、ＡｌＧａＩｎＰ（スペーサ層）／ＧａＩｎＰＡｓ（量子井戸活性層）系７８０ｎｍ面発光型半導体レーザの典型的な材料組成でのスペーサ層と井戸層、及び障壁層と井戸層とのバンドギャップ差が示されている。なお、スペーサ層とは、通常構成の場合には活性層と反射鏡の間にあたる層のことであって、キャリアを閉じ込めるためのクラッド層としての機能を有している層を指している。
【００２３】
【表１】
2008026745.tif 000003
【００２４】
表１に示すように、ＡｌＧａＩｎＰ（スペーサ層）／ＧａＩｎＰＡｓ（量子井戸活性層）系７８０ｎｍ面発光型半導体レーザによれば、ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系７８０ｎｍ面発光型半導体レーザはもとより、ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系８５０ｎｍ面発光型半導体レーザよりもバンドギャップ差を大きく取れることが判る。
具体的にクラッド層と活性層とのバンドギャップ差は、クラッド層をＡｌＧａＡｓで形成した場合の４６６ｍｅＶ（Ａｌ組成０．６の場合）に比べて、７４３ｍｅＶであり極めて大きい。障壁層と活性層とのバンドギャップ差も同様に優位差があり、良好なキャリア閉じ込めとなる。
また、活性層が圧縮歪を有しているので、ヘビーホールとライトホールのバンド分離により利得の増加が大きくなった。これらにより高利得となるので、低閾値で高出力であった。
【００２５】
なお、この効果は、ＧａＡｓ基板とほぼ同じ格子定数を有するＡｌＧａＡｓ系で作製した７８０ｎｍや８５０ｎｍ面発光レーザでは得られない。
さらには、キャリア閉じ込め向上、歪量子井戸活性層による高利得化によって低閾値化することで、光取り出し側ＤＢＲの反射率低減が可能となり、さらに高出力化できる。
また、本実施例のように利得が大きくなると温度上昇による光出力低下を抑えることができ、アレイの素子間隔をより狭くすることができる。
また、活性層と障壁層は、Ａｌを含んでいない材料から構成されており、Ａｌフリー活性領域（量子井戸活性層、及びそれに隣接する層）としているので、酸素の取り込みが低減することで非発光再結合センターの形成を抑えることができ、長寿命化を図れる。これにより、書き込みユニット（光走査装置）もしくは光源ユニットの再利用が可能となる。
【００２６】
本実施形態に係る光走査装置をさらに詳細に説明する。
図２に示すように、従来の二次元ＬＤアレイは、主走査方向に４列、副走査方向に８行の配置となっている。従って、主走査方向の最周辺の光源間の距離は（ｎ−１）×Ｘ＝３Ｘ（ｎ＝４）となり、副走査方向の最周辺の光源間の距離は（ｍ−１）×ｄ＝７ｄ（ｍ＝８）となり、７ｄ＞３Ｘとなる。
このとき、全光学系の副走査方向の横倍率をβｓとすると、被走査面上における走査線間隔のピッチは｜βｓ｜×ｄ／４となり、高密度対応の場合に所望のピッチを得るのが困難となる。
例えば２４００ｄｐｉの場合には、２５．４／２４００＝１０．６μｍ、４８００ｄｐｉの場合には、２５．４ｍｍ／４８００＝５．３μｍとなるが、｜βｓ｜×ｄ／ｎをこの値と等しくする必要がある。
【００２７】
これを解決するための達成手段の１つを図１で説明する。図示したように、主走査方向に８列、副走査方向に４行の配置となっている。従って、主走査方向の最周辺の光源間の距離は（ｎ−１）×Ｘ＝７Ｘ（ｎ＝８）となり、副走査方向の最周辺の光源間の距離は（ｍ−１）×ｄ＝３ｄ（ｍ＝４）となり、７Ｘ＞３ｄとなる。
従って、主走査方向の最周辺の光源間の距離は副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くなっている。このとき、被走査面上の走査線間隔のピッチは｜βｓ｜×ｄ／７となり、従来例に比べ、高密度対応の場合に所望のピッチを得るのが容易となる。
つまり、主走査方向の最周辺の光源間距離を副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くすると、高密度への対応が容易になる。しかし、主走査方向の最周辺の光源間の距離が大きくなるってしまう。
【００２８】
このとき、図７（ａ）に示すように、両最周辺のビームがポリゴンミラー面上で大きく離れてしまい、全てのビームに対して、主走査、副走査方向のビームスポット径を良好にするのが困難になる。
そこで、図７（ｂ）に示すように、アナモフィックレンズ４が主走査方向に正のパワーを持てば、両最周辺のビームのポリゴンミラー面上でのビーム間距離は短くなり、主走査、副走査とも良好な光学特性が得られる。
【００２９】
前述したように、主走査方向の最周辺のビーム間距離を副走査方向の最周辺のビーム間距離よりも長くすることは、副走査方向の高密度化に対して有効である。
このとき、ビームを規制するアパーチャ径が主走査側よりも副走査側が大きいと、光量ばらつきが大きくなる。図８（ａ）、（ｂ）はカップリングレンズ２からの光軸ずれ量が主走査、副走査とも同じとし、主走査方向のアパーチャ径（主アパーチャ径）が副走査方向のアパーチャ径（副アパーチャ径）よりも大きい場合を示しているが、このとき、この図からも分かるとおり、アパーチャ径が大きい程、光軸ずれに対する光量変化率（低減量）が小さくなることがわかる。したがって、光軸ずれが大きい主走査方向のアパーチャ径を副走査方向のアパーチャ径よりも大きくする必要がある。
【００３０】
図９に示すように、最周辺にあるビームはアパーチャ３の中心とビームの中心が一致していないため、周辺のビームは光利用効率が中心のビームに対し低下する。そこで、最周辺のビームの光量を高く設定することにより、濃度むらのない光走査装置を実現できる。
【００３１】
図１０に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。
被走査面である像担持体としての感光体１００が帯電手段１０１により一様に帯電され、上述した光走査装置１０２により静電潜像が形成される。静電潜像は現像手段１０３によりトナーで現像されて可視化される。
感光体１００上のトナー画像は、図示しない給紙手段から所定のタイミングで搬送されてきたシート状記録媒体Ｓ上に転写手段１０４により転写される。トナー像を転写されたシート状記録媒体Ｓは定着手段１０５に送られ、ここで熱と圧力によりトナー像を定着される。定着を終えたシート状記録媒体Ｓは図示しない排紙トレイにスタックされる。
転写後の感光体１００の表面はクリーニング手段１０６により残留トナーを除去される。その後、感光体１００は表面電位を初期化され、次の作像工程に備えられる。
本光走査装置１０２を用いることにより、高密度・高速対応の画像形成装置が提供できる。
【００３２】
図１１に基づいて第２の実施形態（多色対応の画像形成装置）を説明する。図１１において、感光体２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｋは矢印の方向に回転し、回転順に帯電部材２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ、現像器２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋ、転写用帯電手段２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋ、クリーニング手段２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋが配備されている。
帯電部材２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する部材である。この帯電部材と現像器２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋの間の感光体表面に光走査装置（書き込みユニット）２０７によりビームが照射され、感光体に静電潜像が形成されるようになっている。
静電潜像に基づき、各現像器２０４により感光体面上にトナー像が形成される。転写用帯電手段２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋにより、搬送ベルト２０８により搬送される図示しない記録紙に各色のトナー像が順次転写され、最終的に定着手段２１０により記録試に画像が定着される。
【００３３】
（実施例）
以下に光学系データを示す。
光源波長は７８０ｎｍであり、図１記載の配列をしている。
発光領域直径は４μｍ、前述したうように、４×８の配列となっており、ｄ＝１８．４μｍ、Ｘ＝３０μｍとなる。
カップリングレンズは両面とも下式で表現される。
ｘ＝（ｈ＾２／Ｒ）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）＾２｝］＋Ａ４・ｈ＾４＋Ａ６・ｈ＾６＋Ａ８・ｈ＾８＋Ａ１０・ｈ＾１０・・・（１）
ここで、光軸からの距離をｈ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、高次の係数をＡ４とすると、係数は以下の通りである。
（第１面）
Ｒ＝  ９８．９７
Ｋ＝−１８．９
Ａ４＝  −２．７４８５１０Ｅ−０６
Ａ６＝  ７．５１３７９７−０７
Ａ８＝  −５．８１７４７８−０８
Ａ１０＝  −２．４７５３７０−０９
（第２面）
Ｒ＝  −３１．０７
Ｋ＝  −０．３５
Ａ４＝  １．２１０Ｅ−０６
Ａ６＝  ６．７８２Ｅ−０８
Ａ８＝  ２．５２３Ｅ−０８
Ａ１０  −４．６７０Ｅ−０９
また、屈折率は１．５１１９である。ここで、ｄ１（図６参照、以下同じ）＝４２．３９となり、その間に屈折率１．５１１２、厚さ０．３のカバーガラスを挿入する。また、ｄ２＝３．８である。
【００３４】
アナモフィックレンズは第１面が副走査方向にパワーを有するシリンドリカル面、第２面が主走査方向に正パワーを有するシリンドリカル面である。主走査方向に正のパワーを有しているため、上記効果を有することができる。
第１面の副走査曲率半径は５５、第２面の主走査曲率半径は−５００である。
ここで、ｄ３＝１１７．２、ｄ４＝３である。
【００３５】
また、アパーチャはアナモフィックレンズの第２面から偏向手段側に５８．２ｍｍ離れたところに配備され、カップリングレンズの後側焦点位置よりも偏向器に近い側に配備されている。ここで、ｄ５＝１２０．２となっている。
このとき、アナモフィックレンズとポリゴンミラーの間、ポリゴンミラーと走査レンズ６の間には肉厚１．９ｍｍ、屈折率１．５１１２の防音ガラスが配備されている。ここで、ポリゴンミラ−は４面で、内接円半径は７ｍｍである。
また、ｄ６＝３６．７、ｄ７＝８、ｄ８＝１０１．９、ｄ９＝３、ｄ１０＝１３８．２である。８の防塵ガラスは屈折率１．５１１２、肉厚１．９ｍｍである。
【００３６】
【表２】
2008026745.tif 000004
【００３７】
表２において、Ｒｍは「主走査方向の近軸曲率」、Ｒｓは「副走査方向の近軸曲率」であり、Ｄは光学素子間距離を表している。単位はｍｍである。
９ｍｍの防塵ガラスＧ２が配置される。走査レンズ６、走査レンズ７の各面は非球面であり、全面ともに主走査方向には「式１で与えられる非円弧形状」で、副走査断面（光軸と副走査方向とに平行な仮想的断面）内の曲率が主走査方向に「式２に従って変化」する特殊面である。
【００３８】
「副走査断面における曲率の変化」
副走査断面内の曲率：Ｃｓ（Ｙ）（Ｙ：光軸位置を原点とする主走査方向の座標）が主走査方向に変化する状態を表現する式は、光軸を含む副走査断面内の曲率半径：Ｒｓ（０）、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・を係数として次の通りである。
Ｃｓ（Ｙ）＝１／Ｒｓ（０）＋Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ＾2＋Ｂ３・Ｙ＾3＋・・・（２）
【００３９】
走査レンズ６の入射側面（特殊面）の係数を表３に挙げる。
【００４０】
【表３】
2008026745.tif 000005
【００４１】
走査レンズ６の射出側面（特殊面）の係数を表４に挙げる。
【００４２】
【表４】
2008026745.tif 000006
【００４３】
走査レンズ７の入射側面（特殊面）の係数を表５に挙げる。
【００４４】
【表５】
2008026745.tif 000007
【００４５】
走査レンズ７の射出側面（特殊面）の係数を表６に挙げる。
【００４６】
【表６】
2008026745.tif 000008
【００４７】
また、アパーチャ径は主：５．５ｍｍ、副１．１８ｍｍの矩形形状をしている。
収差図を図１２に示すが良好に補正されていることがわかる。
また、ビームスポット径は以下のようになり、良好に補正されている。
像高（ｍｍ）  主走査        副走査（μｍ）
−１６１．５  ５４．１２    ５６．４８
−１５０      ５３．４９    ５５．９０
−１００      ５３．５４    ５５．６５
−５０        ５２．８０    ５４．７１
０        ５２．３３    ５４．０８
５０        ５２．８６    ５４．７３
１００        ５３．５１    ５５．６７
１５０        ５３．３８    ５５．８８
１６１．５    ５４．２４    ５６．４６
このとき、｜βｍ｜＝４．９、｜βｓ｜＝２．３となり、被走査面上で５．３μｍの走査線間隔を得ることができ、４８００ｄｐｉに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１の実施形態に係る光走査装置の面発光レーザアレイの配置を示す概略平面図である。
【図２】従来における面発光レーザアレイの配置を示す概略平面図である。
【図３】図１で示した面発光レーザアレイの素子の断面図である。
【図４】図３のＡ部の活性層周辺構造の拡大断面図である。
【図５】図４で示した部分の変形例を示す図である。
【図６】光走査装置の主走査断面図である。
【図７】主走査方向の最周辺の光源間距離を副走査方向の最周辺の光源間距離よりも長くした場合のビーム状態を示す図で、（ａ）はポリゴンミラー上で両最周辺のビームが離れてしまう不具合を示す図、（ｂ）はアナモフィックレンズの特性によりこの不具合を是正した状態を示す図である。
【図８】アパーチャ径と、光軸ずれに対する光量変化率との関係を示す図で、主走査方向のアパーチャ径が副走査方向のアパーチャ径よりも大きい場合の図である。
【図９】周辺のビームの光利用効率が中心のビームに対し低下している状態を示す図である。
【図１０】画像形成装置の概要構成図である。
【図１１】第２の実施形態に係る多色画像形成装置の概要構成図である。
【図１２】実施例に係る収差図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  光源
２  カップリングレンズ
３  開口部としてのアパーチャ
４  アナモフィックレンズ
５  偏向手段としてのポリゴンミラー
【図１】
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【図２】
2008026745.tif 000010
【図３】
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【図４】
2008026745.tif 000012
【図５】
2008026745.tif 000013
【図６】
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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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【図１２】
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