(57)【要約】【課題】  半導体レーザチップの熱的悪影響を大幅に改善でき、被走査面上での光ビームのドット位置制御を高精度に行うための走査開始信号を高精度に検知することの可能な光走査装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  ２次元配列された複数の発光点を有する半導体レーザアレイと、前記複数の発光点から射出された複数の光ビームを被走査面上で走査するように偏向手段によって偏向し、前記複数の光ビームによる光スポットを被走査面上に形成する光学系と、前記光ビームの走査範囲内の特定の位置で前記光ビームを検知する光センサとを有し、前記半導体レーザアレイに、前記被走査面上に静電潜像を形成する画像形成用の発光点と、前記光センサに入力され画像形成時の同期信号の生成に用いる同期信号生成用の発光点とを別個に設けた。【選択図】  図１Ａ
2009198916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元配列された複数の発光点を有する半導体レーザアレイと、
前記複数の発光点から射出された複数の光ビームを被走査面上で走査するように偏向手段によって偏向し、前記複数の光ビームによる光スポットを被走査面上に形成する光学系と、
前記光ビームの走査範囲内の特定の位置で前記光ビームを検知する光センサとを有する光走査装置において、
前記半導体レーザアレイに、前記被走査面上に静電潜像を形成する画像形成用の発光点と、前記光センサに入力され画像形成時の同期信号の生成に用いる同期信号生成用の発光点とを別個に設けたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点が、前記画像形成用の発光点の集合領域における最外周部よりも外側に位置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】
前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点と前記画像形成用の発光点の最短距離が、前記画像形成用の発光点同士の最短距離よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点のアパーチャー径が、前記画像形成用の発光点アパーチャー径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光学系は、前記偏向手段で偏向された光ビームの収差を補正するｆθレンズを含み、前記同期信号生成用の発光点からの光ビームが前記ｆθレンズを通過しないように構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記被走査面上での光スポットの移動方向において、前記同期信号生成用の発光点からの光ビームによる光スポットが前記画像形成用の発光点からの光ビームによる光スポットよりも先行するように、前記複数の発光点が前記半導体レーザアレイに配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
複数の光ビームによる光スポットを被走査面上に形成する光走査装置を有する画像形成装置であって、
前記光走査装置が、
２次元配列された複数の発光点を有する半導体レーザアレイと、
前記複数の発光点から射出された複数の光ビームを被走査面上で走査するように偏向手段によって偏向し、前記複数の光ビームによる光スポットを被走査面上に形成する光学系と、
前記光ビームの走査範囲内の特定の位置で前記光ビームを検知する光センサとを有し、
前記半導体レーザアレイに、前記被走査面上に静電潜像を形成する画像形成用の発光点と、前記光センサに入力され画像形成時の同期信号の生成に用いる同期信号生成用の発光点とを別個に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点が、前記画像形成用の発光点の集合領域における最外周部よりも外側に位置していることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点と前記画像形成用の発光点の最短距離が、前記画像形成用の発光点同士の最短距離よりも大きいことを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点のアパーチャー径が、前記画像形成用の発光点アパーチャー径よりも大きいことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項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、電子写真方式のプリンタや複写機などに用いられる画像形成装置に関する。特に、光学装置などにおいて、２次元に配置された複数の発光素子を有する光源を用いて光走査する光学走査装置の発光タイミング制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フルカラー画像を出力可能な、電子写真方式を用いたデジタル複写機やレーザビームプリンタやマルチファンクションプリンターといった画像形成装置が普及している。そして、その内部には、高精度な制御が要求される光学部品ユニットが搭載されている。このような光学部品ユニットは、画像形成装置から得られる成果物である画像の画質やその生産性に大きく関係している。
【０００３】
従来より、この高画質で高生産性を確保するための手法として、Ｎ倍の高速化を実現する「マルチビーム走査光学装置」が知られている。例えば、Ｎ本（Ｎ≧２）の光束を被走査面上の副走査方向に所定の間隔で結像させ、光偏向器による偏向走査でＮ本の走査線を同時に形成する。そのために、複数の半導体レーザ発光点を２次元状に配置したレーザアレイを使用した光走査装置が考案されている。
【０００４】
一般的な光走査装置に用いられる単一の半導体レーザとしては、図５に示すように、ｎ側電極２００、基板２０２、活性層２０６、クラッド層２０４、ｐ側電極２０８が層状に積み重ねられて構成された端面発光型半導体レーザが広く用いられている。
【０００５】
これに対して、図６に示すように、ｎ側電極２１０、基板２１２、半導体多層膜２１４、絶縁膜２１６、ｐ側電極２１８によって構成された面発光型半導体レーザを用いる。いわゆる、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：）と呼ばれる素子であり、複数のレーザ光射出用開口部５を作成可能である。これによって、多数の半導体レーザ発光点を基板上に自由に２次元配置することができるため、複数本のレーザビームを射出可能な光源を低コストで得ることができる。なお、光走査装置では、微小なビームスポットを得るために、シングルモード発振（単一波長での発振）が一般に要求されるが、ＶＣＳＥＬではシングルモード発進時の発光出力が小さい傾向がある。
【０００６】
ところで、光走査装置では、一般に、高画質な画像を提供するためにレーザスポットを打つタイミングを高精度に制御している。すなわち、主走査開始の際のレーザ光が入射されるように配置された光検出器によって走査ビーム（レーザビーム）を検知し、該検知のタイミングに応じて走査開始信号（以下、「ＢＤ（BeamDetect）信号」という）を生成する。そして、生成したＢＤ信号を基準として主走査を行っている。
【０００７】
ここで、上記光検出器としては、図７に示すように構成されたものが広く用いられている。かかる光検出器では、入射光量に応じた電流を流すフォトダイオードＰＤと、入力された電流を増幅してＩ（電流）／Ｖ（電圧）変換する増幅器ＯＰとによって、第１の出力電圧を生成する。一方、しきい値電源ＳＰからしきい値を示す第２の出力電圧を発生する。この増幅器ＯＰからの第１の出力電圧としきい値電源ＳＰからの第２の出力電圧を比較器ＣＰで比較する。この光検出器では、図８に示すように、増幅器ＯＰの出力電圧がしきい値電圧以上になったときにＢＤ信号がハイレベルとなる。
【０００８】
このような光検出器をＢＤ信号の生成手段として適用すると共に、２次元配置されて構成されたＶＣＳＥＬ光源を用いた光走査装置では、以下のような問題があった。例えば、レーザビームの２次元配置が近接している場合に、全レーザビームを点灯させたままで光検出器を走査すると、図９に示すように、各ビーム間における増幅器ＯＰの出力電圧が下がりきらない。そのため、増幅器ＯＰの出力電圧がしきい値電圧近傍の電圧になってしまうと、ＢＤ信号が、図９におけるＢＤ信号１のように単一の矩形波状となる。また、ＢＤ信号２のようにレーザビーム毎に立ち下がる矩形波状となったりする。このように、安定したＢＤ信号を得ることができないという問題があった。
【０００９】
この問題は、しきい値電圧を上げるか、又は下げることで理論的には対策が可能である。しかし、実際には、しきい値電圧を上げ過ぎても下げ過ぎてもノイズの影響が大きくなり、誤作動が発生し易くなるという新たな問題が発生する。
【００１０】
これに対し、ＶＣＳＥＬを１つのみ点灯させて光検出器を走査する方法も考えられるが、前述のようにＶＣＳＥＬは光量が比較的小さいため、増幅器ＯＰの出力電圧がしきい値電圧を超えないことがあり、ＢＤ信号が出力されない可能性がある。この場合、しきい値電圧を下げればＢＤ信号の生成は可能となるものの、電気ノイズの影響を受け易くなり、誤作動が発生し易くなるという新たな問題も発生する。
【００１１】
この問題を解決するために、特許文献１では、以下の構成を採用している。すなわち、２次元に配置された複数の発光素子を有する光源を有する。また、前記光源から射出され被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向された光ビームを、前記光ビームの走査範囲内で特定の位置において検知可能とされた光センサを有する。また、前記光センサの受光エネルギー量に応じて信号レベルが変化する同期信号を生成する生成手段を有する。また、前記同期信号の生成に用いる発光素子として予め選択された複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが前記光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させる制御手段を有する。この予め選択された複数の発光素子は、射出した光ビームによって前記被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しいものが選択される。
【特許文献１】特開２００２−１３１６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、画像形成に使用する発光点とＢＤ信号生成手段へ入射する発光点とが同じであるため、ＢＤ信号生成のために使用している発光点の使用頻度が高くなり、寿命が短くなってしまう。
【００１３】
また、近年、画像の高解像度化が急激に進むのに伴い、ＶＣＳＥＬの発光点間隔も高密度化が進んでいることから、上記特許文献１の構成では、熱的影響によって発生する光量ダウン等の問題を回避することができない。
【００１４】
さらに、近年、画像ラインを描画する主発光点以外に隣接した副発光点を設け、画素ずれを補正する手法なども考案されている。すなわち、主発光点と副発光点から出射される光量の比率を変えることで、光ビームの被走査面上における副走査方向の光量分布を変化させて、画素ずれを補正する。しかし、上記特許文献１の構成では、やはり熱的悪影響が問題となってしまう。
【００１５】
本発明は、発光点の寿命が長く、半導体レーザチップの熱的悪影響を大幅に改善でき、被走査面上での光ビームのドット位置制御を高精度に行うための走査開始信号を高精度に検知することの可能な光走査装置及び画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かかる課題を解決するために、本発明の光走査装置は、２次元配列された複数の発光点を有する半導体レーザアレイと、前記複数の発光点から射出された複数の光ビームを被走査面上で走査するように偏向手段によって偏向し、前記複数の光ビームによる光スポットを被走査面上に形成する光学系と、前記光ビームの走査範囲内の特定の位置で前記光ビームを検知する光センサとを有する光走査装置において、前記半導体レーザアレイに、前記被走査面上に静電潜像を形成する画像形成用の発光点と、前記光センサに入力され画像形成時の同期信号の生成に用いる同期信号生成用の発光点とを別個に設けたことを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点が、前記画像形成用の発光点の集合領域における最外周部よりも外側に位置している。また、前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点と前記画像形成用の発光点の最短距離が、前記画像形成用の発光点同士の最短距離よりも大きい。また、前記半導体レーザアレイにおいて、前記同期信号生成用の発光点のアパーチャー径が、前記画像形成用の発光点アパーチャー径よりも大きい。また、前記光学系は、前記偏向手段で偏向された光ビームの収差を補正するｆθレンズを含み、前記同期信号生成用の発光点からの光ビームが前記ｆθレンズを通過しないように構成される。また、前記被走査面上での光スポットの移動方向において、前記同期信号生成用の発光点からの光ビームによる光スポットが前記画像形成用の発光点からの光ビームによる光スポットよりも先行するように、前記複数の発光点が前記半導体レーザアレイに配置されている。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置は、複数の光ビームによる光スポットを被走査面上に形成する光走査装置を有する画像形成装置であって、前記光走査装置が、２次元配列された複数の発光点を有する半導体レーザアレイと、前記複数の発光点から射出された複数の光ビームを被走査面上で走査するように偏向手段によって偏向し、前記複数の光ビームによる光スポットを被走査面上に形成する光学系と、前記光ビームの走査範囲内の特定の位置で前記光ビームを検知する光センサとを有し、前記半導体レーザアレイに、前記被走査面上に静電潜像を形成する画像形成用の発光点と、前記光センサに入力され画像形成時の同期信号の生成に用いる同期信号生成用の発光点とを別個に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、発光点の寿命が長く、半導体レーザチップの熱的悪影響を大幅に改善でき、被走査面上での光ビームのドット位置制御を高精度に行うための走査開始信号を高精度に検知することの可能な光学走査装置及び画像形成装置を提供できる。
【００２０】
すなわち、前記被走査面上に静電潜像を形成する画像形成用の発光点と、前記光センサに入力され画像形成時の同期信号の生成に用いる同期信号生成用の発光点とを別個に設けた。そのため、画像形成に使用する発光点２をＢＤに使用する必要がなくなり、BD用に使用した発光点だけが偏って多く使われるといったことがなくなる。よって、画像形成用およびＢＤ用の発光点寿命を大幅に延ばすことが可能となる。
【００２１】
また、ＢＤ信号の検知信号を精度良く取得しようとすると、ＢＤ用発光点の光量を大幅に上げなければならず発生する熱量が飛躍的に多くなってしまう。従来のレーザチップではこの熱が画像形成用の発光に光量ダウンなどの悪影響を与えていた。本発明によって、ＢＤ信号生成用に発光した際の熱が画像形成用の発光点へ悪影響を及ぼすことをおさえることが可能となる。
【００２２】
また、同期信号生成用の発光点のアパーチャー径が画像形成用の発光点アパーチャー径よりも大きくなるよう構成されている。そのため、同期信号生成用の発光点から出射される光ビームの光量を画像形成用発光点の光量に比べ大幅に上げることが可能となり、検知信号の精度を大きく改善することが可能となる。
【００２３】
また、同期信号生成用の発光点が、画像形成用の発光点の集合領域における最外周部よりも外側に位置している。そのため、同期信号生成用発光点で発生した熱がチップ外部へと放熱されやすくなり、画像形成用発光点への悪影響をおさえることが可能となる。また、前記同期信号生成用の発光点と前記画像形成用の発光点の最短距離が、前記画像形成用の発光点同士の最短距離よりも大きい。そのため、ＢＤ信号を検出するために発光して生じた熱が画像形成用の発光点に伝わるのを大幅に小さくすることができ、熱によって発生する画像形成用の発光点の光量ダウンといった問題をさけることが可能となる。
【００２４】
また、被走査面上で光スポットの移動方向において、前記同期信号生成用の発光点のスポットが前記画像形成用発光点のスポットよりも先行している。そのため、ＢＤ信号を検知してから画像を書き始めるまでの時間を十分とることが可能となり、その時間を利用して発光点の光量補正制御等を行うことが可能となる。。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００２６】
＜実施形態１の光走査装置の構成例＞
図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明の実施形態１の光走査装置を説明する概略構成図である。
【００２７】
まず、図１Ｃに従って、光走査装置１００−１の構成について説明する。
【００２８】
（画像形成の光学系の構成）
図１Ｃに示すように、光走査装置１００−１は、複数の発光点が２次元配列された半導体レーザアレイであるＶＣＳＥＬ半導体チップ１１０−１（又は、１１０−２）を備えている。ＶＣＳＥＬ半導体チップ１１０−１（又は、１１０−２）の光射出側には、コリメータレンズ１１１、シリンドリカルレンズ１１２、ポリゴンミラー１１３が順に配置されている。ポリゴンミラー１１３の光偏向側には、光ビームの収差などを補正するｆθレンズ１１４及び感光体１１５が順に配置されている。
【００２９】
ＶＣＳＥＬ半導体チップ１１０−１（又は、１１０−２）から射出されたレーザ光は、コリメータレンズ１１１によって略平行光とされ、シリンドリカルレンズ１１２によって副走査方向に集束されて、ポリゴンミラー１１３の反射面へ結像される。そして、ポリゴンミラー１１３の回転によって偏向されて、ｆθレンズ１１４を介して感光体１１５上に結像される。なお、ポリゴンミラー１１３は図示した矢印Ａ方向へ回転し、光ビームの主走査が行われる。感光体１１５は、図示した矢印Ｂ方向へ回転し、光ビームの副走査が行われる。
【００３０】
（ＢＤ信号生成の光学系の構成）
一方、感光体１１５の近傍で、かつレーザ光による主走査開始位置には反射ミラー１１６が設けられ、主走査方向において画像書き出し位置よりも上流のレーザ光をフォトダイオードによって構成されたＢＤ信号生成用の光センサ１１７へと案内する。ＢＤ信号生成用光センサ１１７は、ＶＣＳＥＬ半導体チップ１１０−１（又は、１１０−２）から感光体１１５表面までの光路長と略等しい光路位置に配置される。そのため、画像形成時の主走査開始の際にタイミングの基準となるレーザ光がＢＤ信号生成用の光センサ１１７に入射されるようになっている。
【００３１】
（実施形態１のＶＣＳＥＬ半導体チップの構成例）
次に、実施形態１に係るＶＣＳＥＬ半導体チップの構成例について説明する。
【００３２】
ＶＣＳＥＬ半導体チップ１１０−１（又は、１１０−２）は、チップ表面に画像形成に使用する複数のレーザ光射出用開口部５を有している（レーザ光射出用開口部５については、図１Ｂ及び図６参照）。図１Ａには、画像形成用の各レーザ光射出用開口部５を発光点２で示している。その発光点２の間隔は、副走査方向において感光体表面で求められる画像解像度のピッチになるよう等間隔に設けられている。また、各発光点２は電気制御によって独立したタイミングで発光するよう構成されている。
【００３３】
ＶＣＳＥＬ半導体チップ１１０（又は、１１０−２）は、画像形成に使用する発光点２とは別個に、ＢＤ信号生成に使用するレーザ光射出用開口部５を有する専用の発光点１−１（又は、１−２）が設けられている。
【００３４】
これによって、画像形成に使用する発光点２をＢＤ信号生成に使用する必要がなくなり、発光点２の製品寿命までの総発光時間を大幅に減らすことが可能となる。通常、総発光時間が長くなるにつれて半導体ウェハ内部にある結晶欠陥が増大していき、最終的にレーザ光量が十分得られないといったデバイスの寿命に至ってしまう。しかし、本実施形態では、前述した通り、ＢＤ信号生成と画像形成とを同じ発光点でこなさなくてもよいため、画像形成用およびＢＤ信号生成用の発光点の寿命をそれぞれ大幅に延ばすことが可能となる。
【００３５】
また、ＢＤ信号生成用の発光点１−１（又は、１−２）は、画像形成に使用する発光点２に対し十分距離を離して配置するように構成されている。すなわち、実施形態１においては、画像形成用の発光点２からＢＤ信号生成用の発光点１−１（又は、１−２）までの最短距離Ｄ（Ｅ，Ｆ）が画像形成用の発光点２同士の最短距離Ｃよりも遠くなるように構成している。
【００３６】
従来のＶＣＳＥＬレーザチップでは、ＢＤ信号生成用に使用する発光点は画像形成用としても使用されていたため、画像解像度のピッチ以上に離して配置することはできなかった。そのため、ＢＤ信号を生成する際の発光点の発熱が隣接する画像形成用発光点へと伝わってしまい、光量ダウンやしきい値電流の上昇といった悪影響を引き起こしていた。しかし、本実施形態の構成を採用することによって、ＢＤ信号生成時の発熱を画像形成用の発光点に伝わりにくくすることが可能となり、前述した悪影響を回避することが可能となる。
【００３７】
また、ＢＤ信号生成用の発光点１−１（又は、１−２）及び画像形成用の発光点２の光量は、画像形成に係わる制御を精度良く行うために、各レーザビーム光量が所定量になるように光量制御を行っている。かかる光量制御（Auto Power Control：ＡＰＣ）のために、図示しない光量制御用センサが設けられている。
【００３８】
＜実施形態２の光走査装置の構成例＞
図２Ａ、図２Ｂ及び図３は、本発明の実施形態２の光走査装置を説明する概略構成図である。
【００３９】
（実施形態２のＶＣＳＥＬ半導体チップの構成例）
実施形態２のＶＣＳＥＬ半導体チップ１１０−３では、ＢＤ信号生成用の発光点１−２は、画像形成用の発光点２の集合した領域（図中の破線）の最外周よりも外側に位置し、画像形成用の発光点２同士の最短距離よりも離れるように構成される。これにより、ＢＤ信号生成用の発光点１−２で発生した熱がチップ外部へと放熱されやすくなり、画像形成用の発光点２への悪影響をおさえることが可能となる。
【００４０】
また、ＢＤ信号生成用の発光点１−２のアパーチャーは、画像形成用の発光点２のアパーチャーより大きく設定されている。
【００４１】
従来のＶＣＳＥＬレーザチップでは、全ての発光点が画像形成用として使用されていたため、画像への影響を考えると発光点毎のビーム特性を同じに保つ必要があった。つまり、像担持体上で結像したスポットの形状や光量分布に影響を与える発光点のアパーチャー径をすべて同じように構成し、近視野像（ＮＦＰ）、遠視野像（ＦＦＰ）、波長などの特性を同じに保っていた。なお、ここで、アパーチャーとは発光領域のことであり、その径とは発光領域の径であり外部に設置した光学絞りのことではない。
【００４２】
ＢＤ検知精度に着眼した場合には、発光点の発光量は大きい方がよいことがわかっている。一般に、ＶＣＳＥＬにおける発光光量は、そのアパーチャー径に大きく依存しており、径が大きいほど最大光量が高くなることがわかっている。しかし、良質なスポットを得るための遠視野像（ＦＦＰ）や波長の単方性・シングルモードは崩れ、画像への悪影響がでてしまう。
【００４３】
そのため、実施形態２においては、前述したとおりＢＤ信号生成用の発光点１−２と画像形成用の発光点２を別々に設け、且つ、ＢＤ信号生成用の発光点１−２のアパーチャー径を大きくする。これにより、ＢＤ信号生成用の発光点１−２から出射される光ビームの最大光量を、画像形成用の発光点２の最大光量に比べ大幅に上げることを特徴とする。
【００４４】
ここで、ＢＤ信号生成に用いる光ビームは、書き込み走査する画像形成用の光ビームに比べてスポット径などの制約は厳密ではなく、むしろ光量的なダイナミックレンジの確保がＢＤ検知精度の確保に寄与する。従って、実施形態２の構成にすることにより、検知信号の精度を大きく改善することが可能となる。また、それによって発生した熱が画像形成用の発光点２へと伝わる量を大幅に減らすことが可能となっている。
【００４５】
さらに、図２Ｂに示したように、実施形態２の光走査装置１００−２では、ＢＤ信号生成用のレーザ光がｆθレンズ１１４を通過しないタイプの光学設定にすることで、よりセンサの受光量を多くし精度を高くすることが可能となる。なお、図２Ｂの参照番号で図１Ｃと同じものは、同様の構成要素を示している。
【００４６】
（実施形態２のＢＤ信号生成用の発光点の光量例）
本実施形態２においては、ＢＤ信号生成用の発光点１−２のアパーチャー径を、例えば、画像形成用の発光点２のアパーチャー径の１．２倍以上のサイズとした。その場合の光量に関するデータを図３に示す。
【００４７】
図３により、ＢＤ信号生成用の発光点１−２での光量が、画像形成用の発光点２から得られる光量に比べ大きいことがわかる。従って、前述した通り、ＢＤ信号検知を高精度に行うことが出来るようになり、且つ、感光体上でのビームスポット位置も高精度に制御可能となる。結果として、高画質な画像を提供することが可能となる。
【００４８】
ここで、図３から、ＢＤ信号生成用の発光点１−２のアパーチャーを大きくとったことにより、光ビームの遠視野像が単方性形状から若干崩れていることがわかる。しかし、ビームをＢＤ信号生成用の光センサ１１７へ集光すれば画像書き出し位置検知をする上での影響は無い。一方、画像形成用の発光点２から得られるビームは、生成される画像品質に大きく影響するため遠視野像が単方性となるよう構成されている。
【００４９】
また、前述した通り、アパーチャーとは発光領域のことであるが、選択酸化型メサの酸化アパーチャーと、電極等に利用するチップ表面上の金属アパーチャー両者を意味している。本実施形態においては、両者またはどちらか一方が前記条件を満たすことで、上述した効果が得られる。
【００５０】
なお、本実施形態１及び２のいずれにおいても、ＢＤ信号生成用の発光点から射出された同期信号生成用の光スポットは、被走査面上で光スポットの移動方向において、画像形成用の発光点のスポットよりも先行するよう配置されている。このため、ＢＤ信号を検知してから画像を書き始めるまでの時間を十分とることが可能となり、その時間を利用して発光点の光量補正制御（ＡＰＣ）などの画質調整を行うことも可能となる。
【００５１】
＜本実施形態の光走査装置を有する画像形成装置の構成例＞
図４は、本実施形態の光走査装置を有する画像形成装置の一例を示す要部断面図である。以下に説明する本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式であり、本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部１０を並列に配しかつ中間転写方式を採用したカラー画像形成装置を一例として説明する。
【００５２】
カラー画像形成装置は、画像読取部１Ｒと画像出力部１Ｐからなる。画像読取部１Ｒは原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送るが、その詳細な説明は省略する。画像出力部１Ｐは大別して、画像形成部１０（４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されており、その構成は同一である。）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０、光センサユニット６０および制御ユニット７０から構成される。
【００５３】
さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム１１a、１１b、１１c、１１dがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１a〜１１dの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２a、１２b、１２c、１２d、光学系１３a、１３b、１３c、１３d、折り返しミラー１６a、１６b、１６c、１６d、現像部１４a、１４b、１４c、１４dが配置されている。一次帯電器１２a〜１２dにおいて感光ドラム１１a〜１１dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。
【００５４】
次いで光学系１３a〜１３dにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザビームなどの光線を折り返しミラー１６a〜１６dを介して感光ドラム１１a〜１１d上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、これをトナーと呼ぶ）をそれぞれ収納した現像部１４a〜１４dによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域Ta、Tb、Tc、Tdの下流側では、クリーニング部１５a、１５b、１５c、１５dにより転写材に転写されずに感光ドラム１１a〜１１d上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００５５】
給紙ユニット２０は、給紙ローラ対２３、給紙ガイド２４、およびレジストローラ２５から成る。給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４は、記録材Ｐを収納するためのカセット２１から記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２から送り出された記録材Ｐをレジストローラ２５まで搬送する。レジストローラ２５は、画像形成部１０の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出す。
【００５６】
中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、中間転写ベルト３１の回動に従動する従動ローラ３３、ベルトを挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。
【００５７】
各感光ドラム１１a〜１１dと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ta〜Tdには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５a〜３５dが配置されている。二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５０（ブレード５１、および廃トナーを収納する廃トナーボックス５２）が設けられている。
【００５８】
定着ユニット４０は、定着ローラ４１a、加圧ローラ４１b、ガイド４３、定着断熱カバー４６、４７、内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５、転写材Ｐを積載する排紙トレー４８などから成る。定着ローラ４１aは、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えており、そのローラに加圧される加圧ローラ４１bにも熱源を備える場合がある。ガイド４３は、上記ローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くものであり、定着断熱カバー４６、４７は、定着ユニットの熱を内部で閉じ込めるためのものである。内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５、は。上記ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すためのものである。
【００５９】
レジスト（色ずれ）検知センサ６０は、中間転写ベルト３１上に形成されたレジストレーション補正用パターン画像や濃度補正用パターン画像を読み取る。その結果を基にレジストレーション（色ずれ）補正および濃度/階調補正を行い、画像品位の向上を図る。
【００６０】
制御ユニット７０は、上記各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵ（不図示）、制御プログラムや各種データを格納したＲＯＭ（不図示）、ＲＡＭ（不図示）、モータドライバ部（不図示）などから成る。ＣＰＵは制御プログラムに基づいてＲＡＭ（不図示）を動作領域として使用しモータドライバ部（不図示）などの各部を制御しながら、後で詳しく説明する主走査倍率の補正などの各種処理を行う。
【００６１】
次に、本実施形態の画像形成装置の動作を簡単に説明する。
【００６２】
ＣＰＵ（不図示）より画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ２２により、カセット２１から転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５まで搬送される。その時レジストローラは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと画像形成部１０より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００６３】
一方、画像形成部１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１d上に形成される。次に、形成されたトナー画像は、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５dによって一次転写領域Tdにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔcまで搬送される。そこでは各画像形成部１０間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写される事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において一次転写される。
【００６４】
その後、記録材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入、中間転写ベルト３１に接触すると、記録材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧を印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に転写される。その後記録材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そしてローラ対４１a、４１bの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ４４、４５により搬送され、紙は機外に排出され、排紙トレー４８に積載される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】実施形態１のＶＣＳＥＬ半導体チップ上の発光点の配列例を示す図である。
【図１Ｂ】ＶＣＳＥＬ半導体チップ上の発光点のレーザ光射出用開口部を示す図である。
【図１Ｃ】実施形態１の光学走査装置の構成例の概要を示す図である。
【図２Ａ】実施形態２のＶＣＳＥＬ半導体チップ上の発光点の配列例を示す図である。
【図２Ｂ】実施形態２の光学走査装置の構成例の概要を示す図である。
【図３】実施形態２におけるＢＤ信号生成用の発光点の構成及び射出光量を示す図である。
【図４】本実施形態の光学走査装置を有する画像形成装置の一例を示す図である。
【図５】単一の半導体レーザのチップの構成例を示す図である。
【図６】ＶＣＳＥＬ半導体チップの構成例を示す図である。
【図７】ＢＤ信号生成用の光検出器の構成例を示す図である。
【図８】図７の光検出器によるＢＤ信号検出例を示す図である。
【図９】従来のＶＣＳＥＬ半導体チップを使用した光学走査装置のＢＤ信号検出例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１−１，１−２  ＢＤ信号生成用の発光点
２  画像形成用の発光点
５  レーザ光射出用開口部
１００−１，１００−２  光学走査装置
１１０−１，１１０−２，１１０−３  ＶＣＳＥＬ半導体チップ
１１１  コリメータレンズ
１１２  シリンドリカルレンズ
１１３  ポリゴンミラー
１１４  ｆθレンズ
１１５  感光体
１１６  反射ミラー
１１７  BD検知用センサ
２００  ｎ側電極
２０２  基板
２０４  クラッド層
２０６  活性層
２０８  ｐ側電極
２１０  ｎ側電極
２１２  基板
２１４  半導体多層膜
２１６  絶縁膜
２１８  ｐ側電極
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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