(57)【要約】【課題】大型化を招くことなく、各面発光レーザの独立配線が容易であり、かつ熱干渉の影響を小さくする。【解決手段】１６個の面発光レーザ（ｖ１〜ｖ１６）が、Ｓ方向に関して等間隔ｄ１、Ｓ方向に対して角度θだけ傾斜したＴ方向に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ａと、１６個の面発光レーザ（ｖ１７〜ｖ３２）が、Ｓ方向に関して等間隔ｄ１、Ｔ方向に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ｂとを有している。そして、面発光レーザ群１００Ｂは、面発光レーザ群１００Ａに対して、Ｓ方向にｄ１／２だけずらし、そして、Ｔ方向にｄ２／２だけすらした位置に配置されている。さらに、２つの面発光レーザ群を構成する３２個の面発光レーザは、Ｓ方向に延びる仮想線上に正射影したときの間隔が等間隔ｄ３である。【選択図】図５
2008294010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の面発光レーザが２次元配列されている面発光レーザアレイであって、
複数の面発光レーザが、第１の方向に関して等間隔ｄ１、前記第１の方向に対して傾斜した第２の方向に関して等間隔ｄ２で配列されている面発光レーザ群を２つ有し、
前記２つの面発光レーザ群の一方は、他方に対して、前記第１の方向にｄ１／２だけずらし、さらに前記第２の方向にｄ２／２だけずらした位置に配置され、
前記２つの面発光レーザ群を構成する複数の面発光レーザは、前記第１の方向に延びる仮想線上に正射影したときの間隔が等間隔であることを特徴とする面発光レーザアレイ。
【請求項２】
複数の光によって被走査面を走査することができる光走査装置であって、
請求項１に記載の面発光レーザアレイを有し、該面発光レーザアレイの第１の方向が副走査方向に対応する方向と一致している光源ユニットと；
前記光源ユニットからの光を偏向する偏向器と；
前記偏向器にて偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
【請求項３】
前記光源ユニットと前記偏向器との間に配置され、前記光源ユニットからの光の一部を分岐する分岐光学素子と；
前記分岐光学素子で分岐された光を受光する受光素子と；を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記走査光学系の近傍に配置され、主走査の同期検知用の受光素子を更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
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２〜４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。
【請求項６】
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５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置に係り、さらに詳しくは、複数の面発光レーザが２次元配列されている面発光レーザアレイ、該面発光レーザアレイを有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。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録において、高精細な画像品質を得るための画像形成手段として、レーザ光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光を走査（主走査）しつつ、ドラムを回転（副走査）させて、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精細化及び出力の高速化が求められている。画像の高精細化については、画像の解像度が２倍になった場合、主走査・副走査ともに２倍の時間が必要となるため、画像出力時においては４倍の時間が必要となる。従って画像の高精細化を実現するには、画像出力の高速化も同時に達成する必要がある。
【０００３】
画像出力の高速化を実現するための方法として、レーザの高出力化、マルチビーム化、感光体の高感度化などが考えられる。なかでも、高速出力機においてはマルチビーム化された書込み光源を用いるのが一般的となっている。１本のレーザ光を用いた場合と比較して、ｎ本のレーザ光を同時に用いた場合、一度の走査での潜像形成領域はn倍となり、画像形成に必要な時間は１／ｎとなる。
【０００４】
１つのチップに複数の光源を有する素子が特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１及び特許文献２に開示されている各素子は、複数の端面発光型半導体レーザが１次元配列された構成である。これらの場合には、ビーム数が多くなると消費電力が大きくなり、冷却システムが新規に必要となるため、コスト上、４ビーム若しくは８ビーム程度が限界である。
【０００５】
これに対し、近年盛んに研究が行われている面発光型半導体レーザ（以下では、「面発光レーザ」ともいう）は、複数の面発光レーザを２次元的に集積することが容易である。
【０００６】
例えば、特許文献３には、半導体基板上に２次元に配置された複数のレーザを有した２次元面発光レーザアレイと、２次元面発光レーザアレイのレーザ光の出射側に配置され、複数のレーザから出射される全てのレーザ光を受光する口径を有したレンズ系と、２次元面発光レーザアレイの複数のレーザを指定された走査パターンで駆動する駆動回路を備え、レンズ系は、複数のレーザから出射されるレーザ光を主走査方向で第１の倍率で拡大する第１のレンズ系と、複数のレーザから出射されるレーザ光を副走査方向で第１の倍率より小さい第２の倍率で拡大するか、あるいは縮小する第２のレンズ系を含む２次元面発光レーザビームスキャナが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３４０５７０号公報
【特許文献２】特開平１１−３５４８８８号公報
【特許文献３】特許第３１９８９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に開示されている２次元面発光レーザアレイでは、面発光レーザの数が多くなると、実際の面発光レーザのサイズや隣接する面発光レーザとの間隔を考慮すると、２次元配列の中央部にある面発光レーザの独立配線は困難である。また、隣接する面発光レーザとの間隔が狭いため、複数の面発光レーザを同時に駆動した場合、隣接する面発光レーザで発生する熱の影響により、各面発光レーザの特性を低下させる恐れがある。これらの問題は、今後、画像の解像度向上を図る際の重大な制約要因の一つとなる。
【０００９】
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、大型化を招くことなく、各面発光レーザの独立配線が容易であり、かつ熱干渉の影響が小さい面発光レーザアレイを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、被走査面を高密度及び高速で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。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、高精細な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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第１の観点からすると、複数の面発光レーザが２次元配列されている面発光レーザアレイであって、複数の面発光レーザが、第１の方向に関して等間隔ｄ１、前記第１の方向に対して傾斜した第２の方向に関して等間隔ｄ２で配列されている面発光レーザ群を２つ有し、前記２つの面発光レーザ群の一方は、他方に対して、前記第１の方向にｄ１／２だけずらし、さらに前記第２の方向にｄ２／２だけずらした位置に配置され、前記２つの面発光レーザ群を構成する複数の面発光レーザは、前記第１の方向に延びる仮想線上に正射影したときの間隔が等間隔であることを特徴とする面発光レーザアレイである。
【００１３】
これによれば、複数の面発光レーザが、第１の方向に関して等間隔ｄ１、第１の方向に対して傾斜した第２の方向に関して等間隔ｄ２で２次元配列されている２つの面発光レーザ群を有し、２つの面発光レーザ群の一方は、他方に対して、第１の方向にｄ１／２だけずらし、さらに第２の方向にｄ２／２だけずらした位置に配置されている。そして、２つの面発光レーザ群を構成する複数の面発光レーザは、第１の方向に延びる仮想線上に正射影したときの間隔が等間隔である。この場合には、従来と同一寸法であっても、最も近い位置にある面発光レーザとの距離を従来よりも長くすることができる。従って、大型化を招くことなく、各面発光レーザの独立配線が容易であり、かつ熱干渉の影響を小さくすることが可能である。
【００１４】
本発明は、第２の観点からすると、複数の光によって被走査面を走査することができる光走査装置であって、本発明の面発光レーザアレイを有し、該面発光レーザアレイの第１の方向が副走査方向に対応する方向と一致している光源ユニットと；前記光源ユニットからの光を偏向する偏向器と；前記偏向器にて偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。
【００１５】
これによれば、本発明の面発光レーザアレイを有しているため、結果として、被走査面上を高密度及び高速で走査することが可能となる。
【００１６】
本発明は、第３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。
【００１７】
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、結果として、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図８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１０００の概略構成が示されている。
【００１９】
このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングブレード１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、及び排紙トレイ１０４３などを備えている。
【００２０】
感光体ドラム１０３０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１０３０の表面が被走査面である。ここでは、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。
【００２１】
帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングブレード１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に関して、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングブレード１０３５の順に配置されている。
【００２２】
帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００２３】
光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０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１０３０の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム１０３０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１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。
【００２４】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。
【００２５】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給された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した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
【００２６】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
【００２７】
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０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１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
【００２８】
この定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。
【００２９】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００３０】
クリーニングブレード１０３５は、感光体ドラム１０３０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１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１の位置に戻る。
【００３１】
次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。
【００３２】
この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源ユニットＬＵ、コリメータレンズＣＬ、ハーフミラーＨＭ、受光素子ＰＤ、ポリゴンミラー１５、走査光学系１７、同期センサ１８、及び処理装置２０などを備えている。
【００３３】
光源ユニットＬＵは、一例として図３に示されるように、３２個の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が２次元配列されている面発光レーザアレイ１００を有している。なお、図３におけるＭ方向は、主走査方向に対応する方向を示し、Ｓ方向は、副走査方向に対応する方向を示している。
【００３４】
この面発光レーザアレイ１００は、図４（Ａ）に示されるように、１６個の面発光レーザ（ｖ１〜ｖ１６）が、Ｓ方向に関して等間隔ｄ１、Ｓ方向に対して角度θだけ傾斜した方向（以下、便宜上「Ｔ方向」という）に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ａと、図４（Ｂ）に示されるように、１６個の面発光レーザ（ｖ１７〜ｖ３２）が、Ｓ方向に関して等間隔ｄ１、Ｔ方向に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ｂとを有している。
【００３５】
そして、図５に示されるように、面発光レーザ群１００Ｂは、面発光レーザ群１００Ａに対して、Ｓ方向にｄ１／２だけずらし、そして、Ｔ方向にｄ２／２だけずらした位置に配置されている。さらに、２つの面発光レーザ群を構成する３２個の面発光レーザ（ｖ１〜ｖ３２）は、Ｓ方向に延びる仮想線上に正射影したときの間隔が等間隔ｄ３（ここでは、ｄ３＝ｄ１／８）である。また、ｃｏｓθ＝（ｄ１／４）／ｄ２、Ｍ方向に関する間隔（図５では符号ｂ）は、（ｄ２／２）・ｓｉｎθである。
【００３６】
例えば、解像度４８００ｄｐｉの画像を形成する場合には、仮に光学系の倍率を１とすると、ｄ３は５．３μｍであり、ｄ１＝４２．３μｍ、ｂ＝２６．５μｍとすると、θ＝７８．７°となる。このとき、面発光レーザ間の最短距離（ｃとする）は３０．９μｍである。また、Ｍ方向に関して両端に位置する２つ面発光レーザ間の距離（面発光レーザアレイの幅）ｄは１８５．５μｍである。
【００３７】
これに対し、図６に示されるように、Ｔ方向に沿って等間隔ｄ２／２に配置された８個の面発光レーザからなる面発光レーザ列を４列有し、これら４列がＳ方向に等間隔ｄ１で配置されている従来の面発光レーザアレイの場合、面発光レーザ間の最短距離ｃを本実施形態と同程度とするには、面発光レーザアレイの幅ｄは２１２．８μｍとなり、本実施形態よりも約１０％大きい。また、この場合に、面発光レーザアレイの幅ｄを本実施形態と同程度とするには、面発光レーザ間の最短距離ｃは２７．０μｍとなり、本実施形態よりも約１０％小さい。
【００３８】
また、例えば、解像度２４００ｄｐｉの画像を形成する場合には、仮に光学系の倍率を１とすると、ｄ３は１０．６μｍであり、ｄ１＝８４．７μｍ、ｂ＝６３．５μｍとすると、θ＝８０．５°となる。このとき、面発光レーザ間の最短距離ｃは７１．０μｍである。また、面発光レーザアレイの幅ｄは４４４．５μｍである。
【００３９】
これに対し、図６に示される従来の面発光レーザアレイの場合、面発光レーザ間の最短距離ｃを本実施形態と同程度とするには、面発光レーザアレイの幅ｄは４９１．４μｍとなる。また、この場合に、面発光レーザアレイの幅ｄを本実施形態と同程度とするには、面発光レーザ間の最短距離ｃは６４．４μｍとなる。
【００４０】
各面発光レーザは、発振波長が７８０ｎｍ帯であり、一例として図７に示されるように、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。
【００４１】
基板１１１は、ｎ―ＧａＡｓ基板であり、結晶方位（１００）が１５°傾斜したいわゆるオフ基板である。
【００４２】
下部反射鏡１１２は、ｎ−ＡｌＡｓ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、３０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。
【００４３】
スペーサー層１１３は、ＧａＩｎＰからなる層である。
【００４４】
活性層１１４は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＰのＴＱＷ活性層である。
【００４５】
スペーサー層１１５は、ＧａＩｎＰからなる層である。
【００４６】
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（ここでは、波長λ＝７８０ｎｍ）の光学厚さとなるように設定されている。
【００４７】
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、３０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。
【００４８】
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。
【００４９】
次に、上記面発光レーザアレイ１００の製造方法について簡単に説明する。
【００５０】
（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。
【００５１】
（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。
【００５２】
（３）溝が形成された積層体を水蒸気中で熱処理し、選択的にメサ部における被選択酸化層１１６の一部を酸化してＡｌｘＯｙの絶縁物層に変える。このとき、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分だけに制限する、いわゆる電流狭窄構造が形成される。
【００５３】
（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ＳｉＯ２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。
【００５４】
（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を形成する。
【００５５】
（６）積層体裏面に下部電極（ｎ側共通電極）１１０を形成する。
【００５６】
（７）積層体を複数のチップに切断する。
【００５７】
例えば、解像度４８００ｄｐｉの画像を形成する場合に、メサ径が２０μｍのときには、隣接する面発光レーザ間の間隙の最小値は１０．９μｍであるので、この間隙に独立配線を施すことが可能である（図８参照）。
【００５８】
図２に戻り、コリメータレンズＣＬは、光源ユニットＬＵから射出された光を略平行光にする。このコリメータレンズＣＬには、面発光レーザアレイ１００の大きさに応じたサイズのコリメータレンズが用いられている。
【００５９】
ハーフミラーＨＭは、コリメータレンズＣＬを介した光の光路上に配置され、入射光の一部を分岐する。
【００６０】
ハーフミラーＨＭを透過した光は、ポリゴンミラー１５で偏向された後、走査光学系１７によって感光体ドラム１０３０の表面に光スポットとして集光される。
【００６１】
なお、ポリゴンミラー１５は、ポリゴンモータ（不図示）によって一定の速度（例えば、３００００ｒｐｍ）で回転しており、その回転に伴って、感光体ドラム１０３０の表面の光スポットは、主走査方向に等速移動する。
【００６２】
また、走査光学系１７を透過して有効画像領域外に向かう光の一部は、同期センサ１８で受光される。この同期センサ１８は、受光量に応じた信号（光電変換信号）を処理装置２０に出力する。この同期センサ１８の出力信号は、主走査の同期に関する情報を含んでいる。
【００６３】
また、ハーフミラーＨＭで分岐された光の一部は、受光素子ＰＤで受光される。この受光素子ＰＤは、受光量に応じた信号（光電変換信号）を処理装置２０に出力する。
【００６４】
処理装置２０は、上位装置からの画像情報に基づいて、画像データを生成し、該画像データに応じた各面発光レーザの駆動信号を光源ユニットＬＵに出力する。また、処理装置２０は、受光素子ＰＤの出力信号に基づいて、所望のレーザ光出力が得られるように各面発光レーザの駆動信号を補正する。さらに、処理装置２０は、同期センサ１８の出力信号に基づいて、走査タイミングを制御する。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る面発光レーザアレイ１００によると、１６個の面発光レーザが、Ｓ方向（第１の方向）に関して等間隔ｄ１、Ｓ方向に対して角度θだけ傾斜したＴ方向（第２の方向）に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ａと、１６個の面発光レーザが、Ｓ方向に関して等間隔ｄ１、Ｔ方向に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ｂとを有している。そして、面発光レーザ群１００Ｂは、面発光レーザ群１００Ａに対して、Ｓ方向にｄ１／２だけずらし、そして、Ｔ方向にｄ２／２だけすらした位置に配置されている。さらに、２つの面発光レーザ群を構成する３２個の面発光レーザは、Ｓ方向に延びる仮想線上に正射影したときの間隔が等間隔ｄ３である。
【００６６】
これにより、面発光レーザアレイの大きさが従来と同じであっても、面発光レーザ間の最短距離を従来よりも大きくすることができる。また、面発光レーザ間の最小間隙を従来よりも広くすることができる。従って、大型化を招くことなく、各面発光レーザの独立配線が容易であり、かつ熱干渉の影響が小さい面発光レーザアレイを実現することが可能である。
【００６７】
また、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源ユニットＬＵが、大型化を招くことなく、各面発光レーザの独立配線が容易であり、かつ熱干渉の影響が小さい面発光レーザアレイ１００を有しているため、結果として、感光体ドラム１０３０の表面を高密度及び高速で走査することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源ユニットＬＵからの光の一部を分岐するハーフミラーＨＭ（分岐光学素子）と、ハーフミラーＨＭで分岐された光を受光する受光素子ＰＤとを備え、該受光素子ＰＤの出力信号に基づいて、所望のレーザ光出力となるように各面発光レーザの駆動信号を補正している。これにより、潜像の形成中であってもリアルタイムで各面発光レーザの駆動信号を補正することができ、画像の濃度むらを抑制することが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、主走査の同期検知用の同期センサ１８を備え、該同期センサ１８の出力信号に基づいて、走査タイミングを制御している。これにより、ポリゴンミラー１５の回転むらによる画像品質の低下を抑制することができる。なお、同期センサ１８は、主走査の開始タイミングに関する情報を含む信号が出力される位置に配置されても良い。
【００７０】
また、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、感光体ドラム１０３０の表面を高密度及び高速で走査することができる光走査装置１０１０を備えているため、結果として、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、面発光レーザアレイ１００が３２個の面発光レーザを有す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、面発光レーザアレイ１００に代えて、図９に示されるように、６４個の面発光レーザを有する面発光レーザアレイ１００´を用いても良い。この面発光レーザアレイ１００´は、３２個の面発光レーザが、Ｓ方向に関して等間隔ｄ１、Ｓ方向に対して角度θだけ傾斜したＴ方向に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ａ´と、３２個の面発光レーザが、Ｓ方向に関して等間隔ｄ１、Ｔ方向に関して等間隔ｄ２で配列された面発光レーザ群１００Ｂ´とを有している。面発光レーザ群１００Ｂ´は、面発光レーザ群１００Ａ´に対して、Ｓ方向にｄ１／２だけずらし、そして、Ｔ方向にｄ２／２だけずらした位置に配置されている。さらに、２つの面発光レーザ群を構成する６４個の面発光レーザは、Ｓ方向に延びる仮想線上に正射影したときの間隔が等間隔である。
【００７２】
この場合に、例えば、解像度７２００ｄｐｉの画像を形成する場合には、仮に光学系の倍率を１とすると、ｄ３は３．５３μｍであり、ｄ１＝５６．４μｍ、ｂ＝２１．２μｍとすると、θ＝８５．２°となる。このとき、面発光レーザ間の最短距離ｃは３２．６μｍである。また、面発光レーザアレイの幅ｄは３１８．０μｍである。
【００７３】
これに対し、図１０に示されるように、Ｔ方向に沿って等間隔ｄ２／２に配置された１６個の面発光レーザからなる面発光レーザ列を４列有し、これら４列がＳ方向に等間隔ｄ１で配置されている従来の面発光レーザアレイの場合、面発光レーザ間の最短距離ｃを面発光レーザ群１００Ａ´と同程度（３２．６μｍ）とするには、面発光レーザアレイの幅ｄは４８６．１μｍとなる。また、面発光レーザアレイの幅ｄを面発光レーザ群１００Ａ´と同程度（３１８．０μｍ）とするには、面発光レーザ間の最短距離ｃは２１．５μｍとなる。なお、実際の面発光レーザのメサ径（＞２０μｍ）を考慮すると、独立配線は不可能に近い。
【００７４】
すなわち、面発光レーザアレイの大きさが同じであっても、面発光レーザ間の最短距離を従来よりも大きくすることができる。また、面発光レーザ間の最小間隙を従来よりも広くすることができる。
【００７５】
また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００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１０１０を備えた画像形成装置であれば、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【００７６】
例えば、前記光走査装置１０１０を備え、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
【００７７】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【００７８】
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、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【００７９】
例えば、図１１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１５００であっても良い。このタンデムカラー機１５００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、マゼンタ（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１０１０Ａと、転写ベルト８０と、定着手段３０などを備えている。
【００８０】
光走査装置１０１０Ａは、ブラック用の面発光レーザアレイ、シアン用の面発光レーザアレイ、マゼンタ用の面発光レーザアレイ、イエロー用の面発光レーザアレイを有している。各面発光レーザアレイの複数の面発光レーザは、前記面発光レーザアレイ１００あるいは面発光レーザアレイ１００´と同様な２次元配列されている。そして、ブラック用の面発光レーザアレイ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、シアン用の面発光レーザアレイ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、マゼンタ用の面発光レーザアレイからの光はマゼンタ用の走査光学系を介して感光体ドラムＭ１に照射され、イエロー用の面発光レーザアレイ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。
【００８１】
各感光体ドラムは、図１１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１０１０Ａ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。
【００８２】
なお、このタンデムカラー機１５００において、光走査装置１０１０Ａに代えて、ブラック用の光走査装置とシアン用の光走査装置とマゼンタ用の光走査装置とイエロー用の光走査装置を用いても良い。要するに、各面発光レーザアレイの複数の面発光レーザが、前記面発光レーザアレイ１００あるいは面発光レーザアレイ１００´と同様な２次元配列されていれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上説明したように、本発明の面発光レーザアレイによれば、大型化を招くことなく、各面発光レーザの独立配線が容易であり、かつ熱干渉の影響を小さくするのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、被走査面を高密度及び高速で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、高精細な画像を高速で形成するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】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。
【図２】図１における光走査装置を示す概略図である。
【図３】図２における光源ユニットが有する面発光レーザアレイを説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）は、面発光レーザ群１００Ａを説明するための図であり、図４（Ｂ）は、面発光レーザ群１００Ｂを説明するための図である。
【図５】図３の面発光レーザアレイにおける２次元配列を説明するための図である。
【図６】従来の面発光レーザアレイにおける２次元配列を説明するための図である。
【図７】面発光レーザの構造を説明するための図である。
【図８】独立配線を説明するための図である。
【図９】６４個の面発光レーザを有する本発明の一実施形態に係る面発光レーザアレイを説明するための図である。
【図１０】６４個の面発光レーザを有する従来の面発光レーザアレイを説明するための図である。
【図１１】タンデムカラー機の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１５…ポリゴンミラー（偏向器）、１７…走査光学系、１８…同期センサ（同期検知用の受光素子）、１００…面発光レーザアレイ、１００´…面発光レーザアレイ、１００Ａ…面発光レーザ群、１００Ｂ…面発光レーザ群、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０１０Ａ…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、１５００…タンデムカラー機（画像形成装置）、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）、ＨＭ…ハーフミラー（分岐光学素子）、ＬＵ…光源ユニット、ＰＤ…受光素子（分岐光学素子で分岐された光を受光する受光素子）、ｖ１〜ｖ３２…面発光レーザ。
【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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