(57)【要約】【課題】描画の高速化、高密度化を達成しつつ、濃度むらを低減でき、熱クロストークなどの影響を排除して高品質な画像を得ることのできる光走査装置を得る。【解決手段】複数の発光点１７を平面上に２次元的に配列した光源１６を備えた光走査装置。各発光点１７から放射されたビームは同時にポリゴンミラーで偏向され、感光体上に結像／走査される。複数の発光点１７は、Ｍ×Ｎ（Ｍ，Ｎは６以上の整数）の格子点をもつ平行四辺形の格子点上に配列され、かつ、中央に位置する（Ｍ−４）×（Ｎ−４）個の格子点上には配置されていない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点を平面上に２次元的に配列した光源と、
前記各発光点から放射されたビームを主走査方向に偏向する偏向器と、
前記各発光点から放射されたビームを前記偏向器へ導く第１光学系と、
前記偏向器によって偏向されたビームを感光体上に集光するように導く第２光学系と、
を備え、
前記複数の発光点は、Ｍ×Ｎ（Ｍ，Ｎは６以上の整数）の格子点をもつ平行四辺形の格子点上に配列され、かつ、中央に位置する（Ｍ−４）×（Ｎ−４）個の格子点上には配置されていないこと、
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記平行四辺形の対角に位置する発光点からのビームが感光体上で副走査方向に隣接する走査線上に集光するように配置され、
前記偏向器による偏向と感光体の移動又は回転による複数回の走査にあっては、感光体上の一度の走査領域と次回の走査領域が部分的に重複していること、
を特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記平行四辺形の各格子点のうち、副走査方向について最も上流側と最も下流側の格子点上には発光点が配置されていないこと、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
Ｍ，Ｎはいずれも１０以下であること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項５】
ＭとＮとの差が１であること、を特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
ＭとＮのうち小さいほうが６であること、を特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、特に、プリンタや複写機などの電子写真法による画像形成装置に搭載される光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の光走査装置としては、画像の高密度化や画像形成の高速化に対応するために、光源に複数の発光点を有するＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）を用いたものが提供されている。
【０００３】
特許文献１には、境界付近の光量を低めに設定して、相反則不軌による筋状濃度むらを目立たなくする技術が提案されている。また、特許文献２には、複数本のビームを等間隔に飛び越し走査させて、境界付近の濃度むらを目立たなくする技術が提案されている。さらに、特許文献３には、走査領域の一部が重複するように発光点を間引いて配置する技術が提案されている。
【０００４】
しかしながら、境界付近の光量を低めに設定する技術では、画像パターンによっては、隣接走査線を順次走査するようなパターンと、同時にしか走査しないパターンが混在しているとき、順次露光する場合に合わせて光量を下げた状態で同時にしか露光しないと画像が薄めになり、画像むらを生じてしまう問題点を有している。また、等間隔に飛び越し走査する技術では、一度に走査する領域が広がり、例えば感光体の駆動むらのような時間的に変動する誤差の影響を受けやすくなるという問題点を有している。
【０００５】
さらに、発光点を間引いて配置する技術では、発光点の配置個数のわりに周辺の発光点が光軸から離れてしまい、光軸付近に配置されている発光点との光学性能差が大きくなるという問題点を有している。即ち、熱クロストークの影響や、中央付近の発光点への配線の引き回しに起因して、発光点を近づけるには限界があるため、発光点が光軸から離れてしまい、光学系の収差の影響を受けやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８２１３９号公報
【特許文献２】特開２００４−７７７１４号公報
【特許文献３】特開２００７−１６８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、描画の高速化、高密度化を達成しつつ、濃度むらを低減でき、熱クロストークなどの影響を排除して高品質な画像を得ることのできる光走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態である光走査装置は、
複数の発光点を平面上に２次元的に配列した光源と、
前記各発光点から放射されたビームを主走査方向に偏向する偏向器と、
前記各発光点から放射されたビームを前記偏向器へ導く第１光学系と、
前記偏向器によって偏向されたビームを感光体上に集光するように導く第２光学系と、
を備え、
前記複数の発光点は、Ｍ×Ｎ（Ｍ，Ｎは６以上の整数）の格子点をもつ平行四辺形の格子点上に配列され、かつ、中央に位置する（Ｍ−４）×（Ｎ−4）個の格子点上には配置されていないこと、
を特徴とする。
【０００９】
前記光走査装置においては、複数の発光点を同時に発光させて感光体上を露光するため、高密度にかつ高速での描画が可能であり、走査領域の端部を飛び越し走査することになり、相反則不軌による濃度むらが低減され、かつ、中央部分には発光点が配置されていないので熱クロストークや発光点への配線に起因する影響が排除される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、描画の高速化、高密度化を達成しつつ、濃度むらを低減でき、熱クロストークなどの影響を排除して高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例である光走査装置を示す斜視図である。
【図２】光源における発光点の配置を示す説明図である。
【図３】第１実施例を模式的に示す説明図である。
【図４】第２実施例を模式的に示す説明図である。
【図５】第３実施例を模式的に示す説明図である。
【図６】第４実施例を模式的に示す説明図である。
【図７】第５実施例を模式的に示す説明図である。
【図８】第６実施例を模式的に示す説明図である。
【図９】第７実施例を模式的に示す説明図である。
【図１０】第８実施例を模式的に示す説明図である。
【図１１】第９実施例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る光走査装置の実施例について添付図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（光走査装置の概略構成、図１参照）
光走査装置１０は、図１に示すように、光源（面発光ダイオード）１６、コリメータレンズ１８、シリンドリカルレンズ２０、ポリゴンミラー２２、走査レンズ２４，２６，２８，３０及び折り返しミラー３２を含んでいる。光源１６は、複数のビームＢを同時に放射する。図１では、図が煩雑になることを避けるために、ビームＢは１本だけ示してある。
【００１４】
光源１６から放射されたビームＢをポリゴンミラー２２へ導く第１光学系において、コリメータレンズ１８は、光源１６が放射した拡散光であるビームＢを略平行光に整形する。また、シリンドリカルレンズ２０は、ポリゴンミラー２２の反射面において副走査方向ｚに線状となるように、ビームＢを集光する。
【００１５】
ポリゴンミラー２２はビームＢを主走査方向ｙに偏向する。偏向されたビームＢを感光体ドラム５０上に集光するように導く第２光学系において、走査レンズ２４，２６，２８，３０は、ビームＢを感光体ドラム５０上に各種収差を補正して結像させる。折り返しミラー３２は、走査レンズ３０を透過したビームＢを感光体ドラム５０側へと反射する。なお、矢印ｘはビームＢの進行方向を示している。
【００１６】
感光体ドラム５０は、円筒形状をなしており、一方向に定速で回転駆動される。ビームＢが感光体ドラム５０の周面上を主走査方向ｙに所定の時間間隔で繰り返し走査されること、及び感光体ドラム５０が定速で回転することにより、感光体ドラム５０の周面に２次元の静電潜像が形成される。このようにして感光体ドラム５０上に静電潜像を形成し、現像して記録紙上に転写、定着するプロセスは周知であり、詳細な説明は省略する。
【００１７】
（光源の構成）
光源１６は、図２に示すように、複数の発光点１７を有する面発光ダイオードが用いられている。複数の発光点１７は、Ｍ×Ｎ（Ｍ，Ｎは６以上の整数）の格子点をもつ平行四辺形の格子点上に配列され、かつ、中央に位置する（Ｍ−４）×（Ｎ−４）個の格子点上には配置されていない。具体的には、４２個（６×７）の格子点のうち、中央の６点以外に配置された３６個の発光点１７を有している。
【００１８】
各発光点１７は、長方形に並んで配置され、主走査方向ｙに対して傾斜して配置されている。中央付近に発光点１７を配置すると、それらに対する配線を外側の発光点１７の間をすり抜けるように配置せざるを得ず、発光点１７の間隔を広めに設定することが必要となる。本実施例のように、中央付近の発光点を省略することで、配線による光源１６の広面積化を回避し、熱クロストークで熱が中央部の発光点に集中することを回避することができる。換言すれば、光源１６の小型化が可能となる。
【００１９】
また、各発光点１７が複数のビームＢの中心（光軸）からの距離に大きな差を生じていると、それぞれのビームＢに光学性能に差が生じてしまう。しかし、本実施例では、中央付近の発光点を省略することで、それぞれのビームＢの光軸からの距離差を少なくし、ビームＢごとの光学性能の差を極力減少させることができる。
【００２０】
（第１実施例、図３参照）
以上の構成からなる光源１６によって感光体ドラム５０を走査する第１実施例（走査例）について図３を参照して説明する。図３において（以下に示す図４〜図１１でも同様であるが）、△、●、□、○の記号は、ある瞬間の感光体ドラム上でのビームの集光位置を示している。同じ記号で示した集光位置は同時に露光され、異なる記号で示した集光位置はポリゴンミラーの他の面によって偏向されたビームによるものであり、同時に露光されたものではない。中央付近の縦線は、同時に露光される集光点のうち副走査方向ｚについて最も上流側に位置する集光点を結んだ補助線である。横線はポリゴンミラーの回転に伴って集光点が主走査方向ｙに移動する走査線を示している。△の集光点に対応する走査線は細線で示し、●の集光点に対応する走査線は太線で示し、□の集光点に対応する走査線は点線で示し、○の集光点に対応する走査線は一点鎖線で示す。
【００２１】
集光点は図２に示した各発光点１７と同じ配置になっている。実際には、光学系の倍率が主走査方向ｙと副走査方向ｚとで異なっている場合がある。異なっていれば、縦横に伸び縮みした形状となる。但し、相対的な位置関係は変わらない。
【００２２】
図３に示す第１実施例において、同時に走査される走査線に着目すると、最上流側の１本は、他の走査線から離れており、２本目の走査線との間に他のポリゴン面で偏向された走査線Ｓ１が入っている。２本目と３本目の走査線は隣接しているが、３本目と４本目の走査線の間には他のポリゴン面で偏向された走査線Ｓ２が入っている。同様に見ていくと、隣接している走査線の本数は、１，２，３，４，２，４，４，４，２，４，３，２，１と、副走査方向ｚの両端で少なく、中央部分で多くなっている。このように副走査方向ｚに関して隣接する走査線の本数を徐々に変化させることで、境界を目立たなく（濃度むらを低減）することができる。
【００２３】
また、図３に示した範囲の上部や下部では走査線に隙間が空いた形になっているが、中間部では同時に走査された走査線の隙間が他のポリゴン面で偏向された走査線によって補われ、全体として走査線が等間隔に並んだ形になっている。また、同時に走査される走査線は互いに重なることはないが、隣接するポリゴン面で偏向される走査線と一部で重なっている。走査線が重なる領域では、互いに光量を低下させて、重なっていない走査線との光量差が生じないように制御する。光量を低下させる方法は、各発光点の発光光量を下げてもよいし、各発光点の発光時間を短くしてもよい。
【００２４】
（第２実施例、図４参照）
図４に示す第２実施例では、発光点の個数は前記第１実施例と同様であるが、配列を二つの正三角形を底辺で結合させた菱形としている。光源において、発熱による隣接する発光点への影響を考慮すると、正三角形に配列することは放熱効率が良好である。また、第１実施例と比較すると、隣接するポリゴン面で偏向された全ての走査線の重なり状態が異なっている。即ち、隣接するポリゴン面で偏向された８本の走査線Ｓ３が重なり、さらにそれに隣接するポリゴン面で偏向された６本の走査線Ｓ４が重なっている。
【００２５】
（第３実施例、図５参照）
図５に示す第３実施例は、前記第２実施例の変形例ともいえるものであり、発光点に関して、上から３本、下から３本の発光点を省略している。隣接するポリゴン面で偏向された８本の走査線Ｓ５が重なっているのは第２実施例と同様であるが、さらにそれに隣接するポリゴン面で偏向された６本の走査線が重なっていたのは解消されている。また、本第３実施例では、光軸から離れて配置されている上下で三つずつの発光点が省略されているので、各発光点から放射されたビームの光学性能を揃えることは第２実施例と比較して容易である。
【００２６】
（第４実施例、図６参照）
図６に示す第４実施例は、光源において、４８個（６×８）の格子点のうち中央付近の８個の格子点及び最も上と下の格子点以外に配置された３８個の発光点を有している。それゆえ、本第４実施例では、隣接するポリゴン面で偏向された８本の走査線Ｓ６が重なり、さらにそれに隣接するポリゴン面で偏向された２本の走査線Ｓ７が重なっている。
【００２７】
（第５実施例、図７参照）
図７に示す第５実施例は、光源において、５４個（６×９）の格子点のうち中央付近の１０個の格子点及び最も上と下の格子点以外に配置された４２個の発光点を有している。それゆえ、本第５実施例では、隣接するポリゴン面で偏向された８本の走査線Ｓ８が重なっている。
【００２８】
（第６実施例、図８参照）
図８に示す第６実施例は、光源において、６０個（６×１０）の格子点のうち中央付近の１２個の格子点以外に配置された４８個の発光点を有している。それゆえ、本第６実施例では、隣接するポリゴン面で偏向された８本の走査線Ｓ９が重なっている。
【００２９】
（第７実施例、図９参照）
図９に示す第７実施例は、光源において、５６個（７×８）の格子点のうち中央付近の１２個の格子点及び最も上と下の格子点以外に配置された４２個の発光点を有している。それゆえ、本第７実施例では、隣接するポリゴン面で偏向された８本の走査線Ｓ１０が重なり、さらにそれに隣接するポリゴン面で偏向された２本の走査線Ｓ１１が重なっている。
【００３０】
（第８実施例、図１０参照）
図１０に示す第８実施例は、光源において、７２個（８×９）の格子点のうち中央付近の２０個の格子点以外に配置された５２個の発光点を有している。それゆえ、本第８実施例では、隣接するポリゴン面で偏向された８本の走査線Ｓ１２が重なっている。
【００３１】
（第９実施例、図１１参照）
図１１に示す第９実施例は、前記第１実施例の変形例ともいえるものであり、一部の発光点を間引いて隣接するポリゴン面で偏向された走査線が重ならないようにしたものである。本第９実施例では第１実施例と比較して、調整や制御は容易になるが、集光位置の位置ずれの影響が大きめになる。
【００３２】
（発光点に関するまとめ）
光源の発光点に関して、格子点を構成するＭ×Ｎの値は、描画の高速化、高密度化を達成するために、いずれも６以上の整数であることが必要となる。この意味で、ＭとＮのうち小さい方が６であることが好ましい。しかし、Ｍ，Ｎはいずれも１０以下であることが好ましい。光源の大型化を避けるためである。また、ＭとＮとの差は１であることが好ましい。各発光点の光軸からの距離のばらつきを小さくするためである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、光走査装置に有用であり、特に、高速、高密度で高品質な画像を形成できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３４】
Ｂ…ビーム
１０…光走査装置
１６…光源
１７…発光点
１８…コリメータレンズ
２０…シリンドリカルレンズ
２２…ポリゴンミラー
２４，２６，２８，３０…走査レンズ
５０…感光体ドラム
【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５】
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【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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