(57)【要約】【課題】  複数のレーザビームの強度を安定させることにより、良質な画像形成を行う。【解決手段】  画像形成装置は、複数のレーザビームを出射するマルチビーム光源ユニット１８と、ポリゴンミラー２０と、感光体ドラム２４と、を備える画像形成装置である。マルチビーム光源ユニット１８は、連続発振するレーザビームを出射する半導体レーザ１２と、半導体レーザ１２から出射されたレーザビームを空間的に変調し、複数のレーザビームを出射する空間光変調器１６と、を備える。【選択図】  図２
2007007974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザビームを出射するマルチビーム光源ユニットと、
前記マルチビーム光源ユニットから出射された複数のレーザビームの照射により静電潜像が形成される感光体と、
前記マルチビーム光源ユニットから出射された複数のレーザビームを偏向し、前記感光体上を走査させる偏光器と、を備え、
前記マルチビーム光源ユニットは、
連続発振するレーザビームを出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザより出射されたレーザビームを受光し、その受光したレーザビームの数よりも多いレーザビームを出射するマルチビーム出力部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記マルチビーム光源ユニットは、前記半導体レーザから出射されるレーザビームを略平行光にして前記マルチビーム出力部に入射させるレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記マルチビーム出力部は、受光したレーザビームの一部をそれぞれ出射制御する複数の光変調部を有する空間光変調器であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記光変調部は、印加する電界に応じて屈折率が変化する光変調膜と、前記光変調膜に電界を印加する電極対と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光変調部は、前記光変調膜が２つの反射層に挟設されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記光変調膜は、印加した電界の２乗に比例して屈折率が変化する電気光学材料で形成されることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電気光学材料は、チタン酸ジルコン酸鉛またはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記空間光変調器は、半導体基板上に形成されることを特徴とする請求項３から７のいずれか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、画像形成装置に関し、特に複数のレーザビームで複数のラインを同時に走査するマルチビーム方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機や、レーザプリンタなどの画像形成装置では、画像データに応じて変調されたレーザビームで感光体ドラム上を走査することによって、感光体上に静電潜像を形成している。これらの画像形成装置では、感光体上を走査するレーザビームの強度を一定に保たないと画像の濃度が変化してしまうため、画質を一定に保つことができない。
【０００３】
そこで、半導体レーザの光出力をフォトダイオードで検出し、その検出結果をフィードバックすることによって駆動電流を制御するＡＰＣ制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が提案されている（たとえば特許文献１）。
【０００４】
このＡＰＣ制御は、実際に半導体レーザを発光させて行うため、レーザビームが変調されている画像領域の走査中には行うことができず、通常、画像領域外の走査期間（ブランキング期間）に行われる。そして、このブランキング期間で行われたＡＰＣ制御によって設定された駆動電流が、１走査ラインを走査している期間は維持されて半導体レーザに供給される。
【特許文献１】特開２００２−２６４３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、半導体レーザは、その駆動電流に対する光出力が温度により影響を受けやすいという特性（ドループ特性）を有しているため、半導体レーザの駆動電流を一定にしていても、発光による自己発熱によってレーザビームの強度が低下してしまう。
【０００６】
走査ラインごとにＡＰＣ制御を行うことによって、各走査ライン間でのレーザビームの強度の差は少なくなるが、１走査ラインの先頭と後尾ではドループ特性によってレーザビームの強度に差が表れる。特に、半導体レーザの駆動電流をオン／オフさせることによってレーザビームを変調する場合、オン時には瞬時に大量の駆動電流が半導体レーザに注入されるため、発熱が大きくなり、レーザビームの強度の変動が顕著になる。この結果、感光体の露光部分にトナーを付着させて画像を形成する画像形成工程では、１走査ラインの後尾の濃度が先頭の濃度に比較して低くなるという問題が生ずる。
【０００７】
特に、複数のレーザビームで感光体上を並列走査するマルチビーム方式の画像形成装置で用いられるマルチビーム半導体レーザでは、１つの素子に形成された複数のレーザが同時に駆動するので、レーザ相互間の熱干渉によりレーザビームの強度の変動がさらに顕著に表れ、問題となっていた。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、感光体を走査する複数のレーザビームの強度を安定させることにより、濃度の変動が少ない良質な画像を形成をすることの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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像形成装置は、複数のレーザビームを出射するマルチビーム光源ユニットと、マルチビーム光源ユニットから出射された複数のレーザビームの照射により静電潜像が形成される感光体と、マルチビーム光源ユニットから出射された複数のレーザビームを偏向し、感光体上を走査させる偏光器と、を備え、マルチビーム光源ユニットは、連続発振するレーザビームを出射する半導体レーザと、半導体レーザより出射されたレーザビームを受光し、その受光したレーザビームの数よりも多いレーザビームを出射するマルチビーム出力部と、を備える。
【００１０】
この態様によると、マルチビーム光源ユニットのマルチビーム出力部は、半導体レーザが出射する連続発振するレーザビームを受光することによって、受光したレーザビームの数よりも多いレーザビームを出射することができる。実際に発光する半導体レーザが１つの場合であっても、マルチビーム出力部によって複数のレーザビームを出射することができるので、従来のマルチビーム半導体レーザで生じていたようなレーザ相互間での熱干渉によるレーザビームの強度の変動は起こらない。
【００１１】
また、半導体レーザ自体は連続発振していればよいので、画像領域の走査期間でも半導体レーザのＡＰＣ制御を行うことができ、出射するレーザビームの強度を安定化させることができる。レーザビームの強度が安定化することによって、濃度の変動が少ない良質な画像を形成することができる。
【００１２】
マルチビーム光源ユニットは、半導体レーザから出射されるレーザビームを略平行光にしてマルチビーム出力部に入射させるレンズをさらに備えてもよい。この場合、半導体レーザから出射されるレーザビームが拡散光である場合であっても、略平行光としてマルチビーム出力部に入射させることができる。
【００１３】
マルチビーム出力部は、受光したレーザビームの一部をそれぞれ出射制御する複数の光変調部を有する空間光変調器であってもよい。この場合、空間光変調器に入射するレーザビームの光束を空間的に変調し、複数のレーザビームを出射することができる。
【００１４】
光変調部は、印加する電界に応じて屈折率が変化する光変調膜と、光変調膜に電界を印加する電極対と、を備えてもよい。この場合、電気光学効果を利用することができるので、応答速度の速い空間光変調器を構成することができる。
【００１５】
光変調部は、光変調膜が２つの反射層に挟設されてもよい。この場合、光変調部はファブリペロー型の共振器構造となり、反射型の光変調器を構成することができる。
【００１６】
光変調膜は、印加した電界の２乗に比例して屈折率が変化する電気光学材料で形成されてもよい。また、電気光学材料は、チタン酸ジルコン酸鉛またはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛であってもよい。この場合、好適に光変調部を構成することができる。
【００１７】
空間光変調器は、半導体基板上に形成されてもよい。この場合、半導体基板に空間光変調器の制御回路を集積化して形成することができるので、空間光変調器とその制御回路の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る画像形成装置によれば、感光体を走査する複数のレーザビームの強度を安定させることにより、濃度の変動が少ない良質な画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の全体構成を示す概略断面図である。画像形成装置１０は、複数のレーザビームで複数のラインを同時に走査することによって画像形成を行うマルチビーム方式の画像形成装置である。本実施の形態では、４本のレーザビームで、４つラインを同時に走査可能な画像形成装置１０について説明する。なお、レーザビームの本数は一例であり、他の本数であってもよい。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１０は、レーザ走査装置８０と、感光体ドラム２４と、帯電装置２６と、現像装置７４と、転写装置７８と、定着装置７２と、クリーナー２８と、を備える。
【００２１】
レーザ走査装置８０は、マルチビーム光源ユニットと、コリメータレンズと、ポリゴンミラー２０と、ｆ・θレンズ２２と、平面鏡７６と、を備える。マルチビーム光源ユニットおよびコリメータレンズは、ポリゴンミラー２０の背面に隠れるため、図１には図示していない。レーザ走査装置８０についての詳細な構成および動作は後述するが、レーザ走査装置８０は、マルチビーム光源ユニットから出射された４本のレーザビームをポリゴンミラー２０によって偏向し、感光体ドラム２４の感光面上を走査させる機能を有する。このときのレーザビームの走査する方向を主走査方向とよぶ。
【００２２】
感光体ドラム２４は、マルチビーム光源ユニットから出射された複数のレーザビームの照射により静電潜像が形成される感光体である。感光体ドラム２４は、円柱状の形状をしており、その外周面が感光面となっている。感光体ドラム２４は、図示しないモータによって、回転させられる。感光体ドラム２４の外周には、感光体ドラム２４の感光面に電子などを付着させて一定のマイナス電位に帯電させる帯電装置２６が設けられている。帯電した感光体ドラム２４の感光面上にレーザ走査装置８０からレーザビーム８２が照射されると、照射された部分の電荷が除去される。
【００２３】
４本のレーザビーム８２によって感光体ドラム２４の感光面上に結像された４つのレーザスポットは、主走査方向と直交する副走査方向に、記録密度に応じたピッチだけ離れた状態で配置され、１回の走査（ポリゴンミラー２０の１つの反射面での走査）で連続した４つのラインを露光し、静電潜像を感光体ドラム２４上に形成する。
【００２４】
感光体ドラム２４に対する１回の主走査方向の走査が完了すると、感光体ドラム２４は、所定量だけ回転し、再び主走査方向への走査が行われる。この動作を繰り返すことにより、感光体ドラム２４上に２次元的な静電画像が形成されていく。
【００２５】
また、感光体ドラム２４の外周側には、現像装置７４が設けられる。現像装置７４は、感光体ドラム２４上に形成された静電潜像に対して、トナーを攪拌しながら付着させる現像工程を行う機能を有する。
【００２６】
また、感光体ドラム２４の外周には、転写装置７８が設けられる。転写装置７８は、記録用紙７０が感光体ドラム２４の近傍を搬送される際に、記録用紙７０に逆電荷をかけることによってトナーを記録用紙７０に転写する機能を有する。トナーが転写された記録用紙７０は、定着装置７２に搬送され、熱または圧力を加えることによってトナーが記録用紙７０に定着される。
【００２７】
また、感光体ドラム２４の外周には、クリーナー２８が設けられる。クリーナー２８は、転写装置７８を通過した感光体ドラム２４表面に残留しているトナーを除去する清掃機能を有する。以上の帯電、露光、現像、転写、定着、清掃の各工程を順次行うことによって、記録用紙７０に画像が形成される。
【００２８】
図２は、レーザ走査装置８０の構成を示す斜視図である。レーザ走査装置８０は、上述したように、マルチビーム光源ユニット１８と、コリメータレンズ８８と、ポリゴンミラー２０と、ｆ・θレンズ２２と、平面鏡７６と、を備える。
【００２９】
マルチビーム光源ユニット１８は、半導体レーザ１２と、レンズ１４と、空間光変調器１６と、を備える。マルチビーム光源ユニット１８は、画像データに応じて変調された複数のレーザビームを出射する機能を有する。本実施の形態に係るマルチビーム光源ユニット１８は、同時に４本の変調されたレーザビームを出射可能である。
【００３０】
半導体レーザ１２は、連続発振するレーザビームを出射する。連続発振するとは、半導体レーザ１２から出射された直後のレーザビームは変調されていないことを意味する。半導体レーザ１２の出射するレーザビームの強度は、半導体レーザ１２に内蔵されたフォトダイオード（図示せず）によってモニタされ、ＡＰＣ制御を行うことによって一定に保たれる。
【００３１】
レンズ１４は、半導体レーザ１２から出射される連続発振するレーザビームを略平行光にして空間光変調器１６に入射させる機能を有する。半導体レーザ１２から出射されるレーザビームが拡散光である場合であっても、レンズ１４を用いることによって略平行光束として空間光変調器１６に入射させることができる。レンズ１４は、ビームエキスパンダであってもよい。この場合、半導体レーザ１２の出射するレーザビームのビーム径が小さい場合であってもビーム径を拡大して空間光変調器１６に入射させることができる。
【００３２】
空間光変調器１６は、受光した連続発振するレーザビームの一部をそれぞれ出射制御する複数の光変調部４６を有する。本実施の形態に係る空間光変調器１６では、図２に示すように４つの光変調部４６を備える。
【００３３】
空間光変調器１６の詳細な構成については後述するが、電界を印加することによって屈折率が変化する電気光学材料を用いており、画像データに応じて制御部４３から出力される制御電圧Ｖｃｎｔを印加することによって各光変調部４６ごとに光の反射率を変化させることができる。すなわち、ある光変調部４６に入射したレーザビームを反射させたり、反射させなかったりといった制御することができるので、空間光変調器１６は、半導体レーザより出射されたレーザビームを受光し、その受光したレーザビームの数よりも多いレーザビームを出射するマルチビーム出力部として機能する。上述したように、本実施の形態に係る空間光変調器１６は、４つの光変調部４６を備えるので、１本のレーザビームから、４本のレーザビーム８２を出射することができる。半導体レーザ１２は、１つであるから熱干渉の問題は発生しない。
【００３４】
マルチビーム光源ユニット１８から出射されたレーザビーム８２は、コリメータレンズ８８によって平行光に補正された後、ポリゴンミラー２０に入射する。ポリゴンミラー２０は、複数の反射面を備えており、レーザビーム８２を偏向し、感光体ドラム２４の感光面上を走査させる偏光器としての機能する。
【００３５】
ポリゴンミラー２０で、反射・偏向されたレーザビーム８２は、ビームの歪曲収差を補正するｆ・θレンズ２２と、平面鏡７６とを介して感光体ドラム２４上に結像される。なお、図２に示す以外にも、レーザビーム８２を収束させるために、シリンドリカルレンズなどの各種のレンズが用いられるが、簡略化のために省略している。
【００３６】
図３（ａ）は、空間光変調器１６の平面図である。図３（ｂ）は、空間光変調器１６の断面図である。空間光変調器１６は、反射型の空間光変調器である。図３（ａ）に示すように、空間光変調器１６は、それぞれ独立に反射率の制御が可能な光変調部４６が４つ配列されている。各光変調部４６は、２０μｍ×２０μｍ程度のサイズにて構成される。空間光変調器１６は、基板３０と、第１反射層３２と、光変調膜３４と、透明電極３６と、配線３８と、第２反射層４０と、を備える。本実施の形態に係る空間光変調器１６は、光変調膜３４が２つの反射層（第１反射層３２および第２反射層４０）に挟設される。
【００３７】
空間光変調器１６は、基板３０上に形成される。この基板３０の材料としては、表面が平坦なガラス、シリコンなどを好適に用いることができる。たとえばシリコンなどの半導体基板からなる基板３０であれば、基板上にスイッチング素子を設け、その上に空間光変調器１６を形成してもよい。この場合、空間光変調器１６とその制御回路の小型化を図ることができる。
【００３８】
基板３０上には、第１反射層３２が形成される。第１反射層３２の材料としては、たとえばＰｔなどの金属材料を好適に用いることができる。第１反射層３２の厚みは、２００ｎｍ程度とする。本実施の形態において、第１反射層３２はＰｔで形成され、この第１反射層３２は、後述するように光変調膜３４に電界を印加する電極としても機能する。この第１反射層３２は、光変調部４６ごとに分離されておらず、導通した１つの層として形成される。第１反射層３２をＰｔで形成した場合、第１反射層３２の反射率は５０％から８０％程度となる。
【００３９】
第１反射層３２の上面には光変調膜３４が設けられる。この光変調膜３４の材料としては、印加した電界に応じて屈折率が変化する固体の電気光学材料を選択する。このような電気光学材料としては、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＬｉＮｂＯ３、ＧａＡ−ＭＱＷ、ＳＢＮ（（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ２Ｏ６）等を用いることができるが、特にＰＬＺＴが好適に用いられる。
【００４０】
光変調膜３４の膜厚ｔは、入射するレーザビームの入射角および波長に応じて決定され、たとえば６５０ｎｍ付近の赤色光とした場合、５００ｎｍから１５００ｎｍの範囲で形成するのが望ましい。後述のように、光変調膜３４に印加される電界は、厚み方向に印加されるため、膜厚を１５００ｎｍ以下とすることで、十分な屈折率変化を得るための電界を印加することが容易となる。また、膜厚を５００ｎｍ以上とすることで、十分な光学膜厚変化を得ることができる。
【００４１】
光変調膜３４の上面には、透明電極３６が設けられる。この透明電極３６は、光変調部４６ごとに分離されており、各透明電極３６は相互に導通していない。透明電極３６は、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩｒＯ２などにより形成することができる。透明電極３６をＩＴＯやＺｎＯで形成した場合、その厚みは１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とする。ＩｒＯ２で形成する場合には、膜厚をより薄く、例えば５０ｎｍ程度とすることが望ましい。この透明電極３６は、抵抗値と透過率がトレードオフの関係となるため、その厚みは実験的に定めてもよい。
【００４２】
透明電極３６の上面には、第２反射層４０が形成される。この第２反射層４０は、誘電体多層膜によって形成され、屈折率ｎの異なる第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４が交互に積層される。第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４の材料の組み合わせとしては、ＳｉＯ２（ｎ＝１．４８）、Ｓｉ３Ｎ４（ｎ＝２．０）を用いることができる。
【００４３】
誘電体多層膜をシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜で形成する場合、シリコン半導体集積回路の製造プロセスおよび製造装置を使用することができる。
【００４４】
誘電体多層膜は、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成することができる。ＳｉＯ２膜は、ＴＥＯＳ、Ｏ２雰囲気中で温度２００℃の条件で成長させ、Ｓｉ３Ｎ４膜は、ＳｉＨ４、ＮＨ３雰囲気中で温度２００℃の条件で好適に成長させることができる。また、誘電体多層膜は、イオンビームスパッタ法により形成してもよい。
【００４５】
第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４のそれぞれの膜厚ｔ１、ｔ２は、空間光変調器１６に入射する光の波長の１／４となるように設計する。すなわち、空間光変調器１６に入射する光の波長をλ、誘電体膜の屈折率をｎとすると、各誘電体膜１層分の膜厚ｔは、ｔ＝λ／（ｎ×４）となるように調節する。
【００４６】
たとえば、波長λ＝６３３ｎｍの赤色の半導体レーザが用いられる場合には、第１誘電体膜４２の膜厚ｔ１は、その材料としてＳｉＯ２（ｎ＝１．４８）とした場合、ｔ１＝６３３／（４×１．４８）＝１０６ｎｍ程度とする。また、第２誘電体膜４４の膜厚ｔ２は、材料としてＳｉ３Ｎ４（ｎ＝２．０）を用いた場合、ｔ２＝６３３／（４×２）＝７９ｎｍ程度とする。第２反射層４０を構成する誘電体膜の膜厚ｔ１、ｔ２は、必ずしも厳密にλ／（ｎ×４）に設計されている必要はない。
【００４７】
誘電体膜の材料としてはシリコン窒化膜に替えて、ＴｉＯ３（ｎ＝２．２）を用いてもよい。この場合、第２誘電体膜４４の膜厚ｔ２は、ｔ２＝６３３／（４×２．２）＝７２ｎｍ程度とする。
【００４８】
図３（ｂ）において、光変調膜３４から第２反射層４０に入射する光の反射率Ｒ２は、光変調膜３４から第１反射層３２に入射する光の反射率Ｒ１と等しくなるように設計する。反射率Ｒ１は、第１反射層３２に用いる金属材料によって定まり、Ｐｔを選択する場合、５０〜８０％となる。
【００４９】
従ってこのとき、反射率Ｒ２も５０〜８０％となるように設計する。第２反射層４０の反射率Ｒ２は、第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４の材料および膜厚によって調節することができる。本実施の形態においては、図３（ｂ）に示すように、第２反射層４０は、第１誘電体膜４２および第２誘電体膜４４をそれぞれ３層づつ交互に積層している。第２反射層４０において、第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４を積層する順番は逆であってもよい。また、反射率Ｒ２を微調節するために、第３の誘電体膜をさらに積層してもよい。
【００５０】
第２反射層４０は、金属薄膜で形成されるハーフミラーとしてもよい。この場合、誘電体多層膜を形成する場合に比べて製造工程を簡易化することができる。
【００５１】
第２反射層４０は開口されており、ビアおよび配線３８を介して透明電極３６が外部に引き出されている。配線３８の材料としてはＡｌなどが好適に用いられる。配線３８の上面には、さらに保護膜を形成してもよい。
【００５２】
本実施の形態に係る空間光変調器１６は、透明電極３６と第１反射層３２とが、電極対を形成する。第１反射層３２の電位はたとえば接地電位に固定され、透明電極３６の電位は、制御部からの制御電圧Ｖｃｎｔによって制御される。制御電圧Ｖｃｎｔは、画像データに応じて変調されたハイレベルＶＨまたはローレベルＶＬの２値をとる信号である。
【００５３】
以上のように構成された空間光変調器１６の動作について説明する。空間光変調器１６の備える４つの光変調部４６は同様の構造なので、１つの光変調部４６の動作を例として説明する。図４は、光変調部４６の動作状態を模式的に示す図である。同図において、図３と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、簡略化のため、透明電極３６などの構成要素は省略している。
【００５４】
光変調部４６の上方から、光変調部４６に強度Ｉｉｎのレーザビームが入射される。光変調部４６の第１反射層３２、光変調膜３４、第２反射層４０は、ファブリーペロー型の共振器を構成し、入射されたレーザビームの一部が閉じこめられ、その一部が反射される。入射するレーザビームの強度をＩｉｎとし、光変調部４６によって反射されるレーザビームの強度をＩｏｕｔとするとき、光変調部４６の反射率Ｒは、Ｒ＝Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎで定義される。
【００５５】
図５は、光変調部４６に入射するレーザビームの波長λと反射率Ｒの関係を示す図である。第１反射層３２、光変調膜３４、第２反射層４０により構成されるファブリーペロー型の共振器の共振波長λｍは、
λｍ＝（２ｎｔｃｏｓθ）／ｍ  …（式１）
で与えられる。ここで、ｍは次数、ｎは光変調膜３４の屈折率、ｔは光変調膜３４の膜厚、θは、光変調膜３４におけるレーザビームの入射角である。図５に示すように、光変調部４６の反射率Ｒは、共振波長λｍにおいて最小値をとる。
【００５６】
上述のように、光変調膜３４の屈折率ｎは、光変調膜３４に印加される電界Ｅに依存する。いま、第１反射層３２を接地電位とし、透明電極３６に制御電圧Ｖｃｎｔを印加すると、光変調膜３４には、透明電極３６から第１反射層３２に向かう方向に電界Ｅ＝Ｖｃｎｔ／ｔが印加される。光変調膜３４としてＰＬＺＴを用いた場合、光変調膜３４の屈折率ｎの変化量Δｎと、印加される電界Ｅとの間には、
Δｎ＝１／２×（ｎ）３×Ｒ×Ｅ２  …（式２）
の関係が成り立つ。（式２）から分かるように、光変調膜３４は、印加される電界の２乗に比例して屈折率が変化する。ここでＲは電気光学定数（カー定数）である。
【００５７】
図５に示す（Ｉ）は、光変調部４６に電界を印加しない場合の反射特性である。このとき、光変調部４６の共振波長はλｍ１である。光変調部４６に電界を印加すると、光変調膜３４の屈折率が変化し、共振波長がλｍ１からλｍ２にシフトする。λｍ２はλｍ１より大きい値である。このときの反射特性を図５に（ＩＩ）で示す。
【００５８】
光変調部４６に入射するレーザビームの波長をλｍ１とした場合、制御電圧Ｖｃｎｔを接地電位からある電圧値ｖ１に変化させると、共振波長がシフトすることにより、空間光変調器１６の反射率ＲはＲｍ１からＲｍ２に変化する。
【００５９】
ここで、電界を印加しない場合の反射率Ｒｏｆｆと、電界を印加した場合の反射率Ｒｏｎの比Ｒｏｎ／Ｒｏｆｆをオンオフ比と定義する。入射するレーザビームの強度Ｉｉｎが一定のとき、反射するレーザビームの強度Ｉｏｕｔは、反射率に比例することになる。したがって、オンオフ比が大きい方が反射するレーザビームの強度Ｉｏｕｔを精度よく制御でき、光の利用効率も高いことを意味する。
【００６０】
共振波長λｍにおける光変調部４６の反射率Ｒは、第１反射層３２での反射率Ｒ１および第２反射層４０での反射率Ｒ２が近い程低くなる。したがって、上述のように、第２反射層４０の誘電体多層膜の層数、材料を調節し、第１反射層３２での反射率Ｒ１と第２反射層４０での反射率Ｒ２を等しく設計することにより、オフ時の反射率Ｒを低く設定し、オンオフ比を高くとることができる。
【００６１】
このように、光変調部４６は、光変調膜３４に印加する電界を変化させることにより、反射率を変化させ、反射するレーザビームの強度Ｉｏｕｔを制御することができる。
【００６２】
本実施の形態に係るマルチビーム光源ユニット１８では、空間光変調器１６の４つの光変調部４６にそれぞれ独立して制御部４３から制御電圧Ｖｃｎｔを与え、光変調部４６ごとの反射率を変化させることによって、空間光変調器１６に入射するレーザビームの光束を空間的に変調し、複数（本実施の形態では４本）のレーザビームを出射することができる。また、光変調部４６の配置間隔を調整することで、容易にレーザビームを微少な間隔で出射することができる。これにより、レーザビームの間隔を調整する複数のレンズが不要となるので、光学系の調整が容易になり、部品点数も削減することができる。
【００６３】
また、実際に発光する半導体レーザ１２が１つの場合であっても、空間光変調器１６を用いることによって複数のレーザビームを出射することができるので、従来のマルチビーム半導体レーザで生じていたようなレーザ相互間での熱干渉によるレーザビームの強度変動は起こらない。なお、画像形成装置１０で用いる半導体レーザ１２と空間光変調器１６は１組であってもよいが、複数組存在していてもよい。たとえば、半導体レーザ１２と空間光変調器１６を２組用意すれば、４×２＝８本のレーザビームを出射することができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係るマルチビーム光源ユニット１８では、半導体レーザ１２を連続発振させる構成になっているので、駆動電流の変化によるドループ特性の影響が少なく、また、画像領域の走査期間でもＡＰＣ制御を行うことができるので、出射するレーザビームの強度を安定化させることができる。レーザビームの強度が安定化することによって、濃度の変動が少ない良質な画像を形成することができる。
【００６５】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】レーザ走査装置の構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、空間光変調器の平面図である。（ｂ）は、空間光変調器の断面図である。
【図４】光変調部の動作状態を模式的に示す図である。
【図５】光変調部に入射するレーザビームの波長λと反射率Ｒの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  画像形成装置、  １２  半導体レーザ、  １４  レンズ、  １６  空間光変調器、  １８  マルチビーム光源ユニット、  ２０  ポリゴンミラー、  ２２  ｆ・θレンズ、  ２４  感光体ドラム、  ２６  帯電装置、  ２８  クリーナー、  ３０  基板、  ３２  第１反射層、  ３４  光変調膜、  ３６  透明電極、  ３８  配線、  ４０  第２反射層、  ４２  第１誘電体膜、  ４３  制御部、  ４４  第２誘電体膜、  ４６  光変調部、  ７０  記録用紙、  ７２  定着装置、  ７４  現像装置、  ７６  平面鏡、  ７８  転写装置、  ８０  レーザ走査装置、  ８２  レーザビーム、  ８８  コリメータレンズ。
【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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