JP2002086792A

JP2002086792A - 画像形成方法および装置

Info

Publication number: JP2002086792A
Application number: JP2000273910A
Authority: JP
Inventors: Shoji Yamaguchi; 昭治山口; Hidehiko Yamaguchi; 英彦山口; Mario Fuse; マリオ布施; Hideki Fukunaga; 秀樹福永; Tetsuya Kimura; 哲也木村; Takashi Nomiyama; 孝野見山; Hideaki Ashikaga; 英昭足利
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2002-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】アレイの歩留まりの向上と発光素子の長寿命
化を図った画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置１０には、発光素子２４が
２次元的に配列されたレーザアレイ１２が備えられ、レ
ーザアレイ１２には、同一副走査線上にそれぞれ２つの
発光素子２４が配設されている。したがって、感光体１
２に対して２つの発光素子２４からタイミングを調整し
て感光体２２にレーザ光を照射することによって、複数
のレーザ光によって１つのドットを形成することができ
る。したがって、各発光素子２４の光量を低減すること
ができ、レーザアレイ１２の歩留まり向上と発光素子２
４の長寿命化を達成することができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源としての２次
元素子アレイと、この２次元素子アレイを駆動する駆動
回路と、前記２次元素子アレイからのレーザ光を感光体
上に集光する光学系とを備えた画像形成装置に関し、特
に密接配置される各レーザ光による画像形成面での各ド
ットの露光量を、長時間、高精度に一定にすることがで
きる画像形成方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発光素子アレイからなる光源と、この光
源を駆動する駆動回路と、前記光源からのレーザ光を感
光体上に集光する光学系とを備えた画像形成装置とし
て、ＬＥＤアレイを用いた画像形成装置が特開平７−２
７６７０４号公報（以下、従来例１という）に開示され
ている。この画像形成装置では、画像形成面の各ドット
を、それぞれ１つの発光素子で形成し、この発光素子に
強度低下や発光不良が発生したとき、予め形成してある
予備発光素子に切り替え、この発光素子に対応した画像
形成面でのドットを形成することで、欠陥ビットを補正
し高画質を維持するようにしている。

【０００３】また、光源として２次元素子アレイを用
い、この２次元素子アレイを駆動する駆動回路と、前記
２次元素子アレイからのレーザ光を感光体上に集光する
光学系とを備えた画像形成装置が、特開平９−２００４
３１号公報（以下、従来例２という）に開示されてい
る。この画像形成装置は、光源として２次元面発光レー
ザアレイを用い拡大光学系を介し、画像形成面での各ド
ットを、それぞれ１つの発光素子で形成し、画像形成面
の主走査線上に隙間を有しない画素ラインを形成するよ
うにしている。ここで、この発光素子に強度低下や発光
不良が発生したとき、予め形成してある予備発光素子に
切り替え、この発光素子に対応した画像形成面でのドッ
トを形成することで、欠陥ビットを補正し高画質を維持
するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例１およ
び従来例２に示す画像形成装置では、常に１つの発光素
子で、画像形成面に１つのドットを形成する構成になっ
ているので、すべての発光素子に均一性の高いスペック
が要求される。

【０００５】また、発光素子の発光素子特性が劣化した
とき、その発光素子を検出し予備発光素子に切り替える
手段が必要となる。

【０００６】本発明の目的は、各発光素子の露光量を低
減可能とし、アレイの歩留まり向上、素子の長寿命化を
可能とする画像形成方法および装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、不良ビットの検出、お
よび予備発光素子への切り替え手段を不要とし、画質劣
化のない、高品質の画像を容易に維持することができる
画像形成方法および装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
レーザ発光素子が２次元的に配列された光源としての２
次元素子アレイと、画像データを格納する画像データ格
納手段と、前記画像データに基づいて前記レーザ発光素
子の光量データを設定する光量設定手段と、前記光量デ
ータに基づいて前記レーザ発光素子を駆動する駆動手段
と、前記２次元素子アレイからのレーザ光を感光体上に
集光する光学系と、を備え、前記２次元素子アレイを構
成する少なくとも２つ以上のレーザ発光素子からのレー
ザ光が、前記感光体上に１つのドットを形成することを
特徴とする。

【０００８】請求項１記載の発明の作用について説明す
る。

【０００９】画像データに基づいて光量設定手段で光量
が設定された各レーザ発光素子は、駆動手段によって駆
動されてレーザ光を発光することによって、光学系を介
して前記感光体上に１つのドットを形成する。この際、
複数のレーザ発光素子からのレーザ光によって１つのド
ットを形成する。

【００１０】したがって、各発光素子の光量を低減させ
ることができ、発光素子の長寿命化を図ることができ
る。また、不良発光素子（低出力）が存在したとして
も、他の発光素子の光量との和によって所定光量を確保
することができる。したがって、２次元素子アレイの歩
留まりを向上させることができる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記レーザ光を検出して、検出された光量
に基づいて前記光量データを調整する光量データ調整手
段を備えることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明の作用について説明す
る。

【００１３】１つのドットを形成する複数の発光素子の
光量を、検出されたレーザ光の光量に基づいて設定して
いる。したがって、精度良く光量を設定することがで
き、一層精度良く画像形成できる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記少なくとも２つ以上のレーザ
発光素子によるレーザ光が前記感光体の同一副走査線上
に照射されることを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明の作用について説明す
る。

【００１６】少なくとも２以上のレーザ発光素子による
レーザ光が感光体の同一副走査線上に照射されるため、
感光体を副走査方向に移動させることによって、複数の
レーザ光によって感光体上の同一ドットを精度良く形成
することができる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項記載の発明において、前記少なくとも２つ以
上のレーザ発光素子のレーザ光が感光体面上の同一位置
に照射されるように、当該各レーザ発光素子の発光タイ
ミングを調整することを特徴とする。

【００１８】請求項４記載の発明の作用について説明す
る。

【００１９】タイミング調整手段によって感光体面上の
同一位置に照射される複数のレーザ発光素子の発光タイ
ミングを調整することによって、同一ドットを複数のレ
ーザ光によって形成することができる。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項記載の発明において、前記少なくとも２つ以
上のレーザ発光素子の総積分光量を一定にする光量設定
手段を有することを特徴とする。

【００２１】請求項５記載の発明の作用について説明す
る。

【００２２】１つのドットを形成する複数のレーザ発光
素子の総積分光量を一定にするため、精度良く画像形成
できる。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記２次元素子アレイの各レーザ発光素子
は、予め設定された基準光量に基づいて制御されること
を特徴とする。

【００２４】請求項６記載の発明の作用について説明す
る。

【００２５】２次元素子アレイを構成する各レーザ発光
素子は、予め設定された基準光量に基づいて制御され
る。例えば、２つのレーザ発光素子からの出力（光量）
が異なる場合に、出力に応じた配分によって基準光量を
設定し、その基準光量に基づいて制御することができ
る。これによって、それぞれのレーザ発光素子の光量を
出力比で一定とすることができ、レーザ発光素子の一層
の長寿化を図ることができる。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記２つ以上のレーザ発光素子における一
方の光量を一定とし、他方の光量を可変とすることを特
徴とする。

【００２７】請求項７記載の発明の作用について説明す
る。

【００２８】感光体上の同一ドットを形成する２つ以上
の発光素子の光量のうち、少なくとも１つの発光素子の
光量は一定とし、その他の発光素子の光量を可変とする
ことによって、画像データに対応した所定の光量によっ
て感光体上にドットを形成することができる。

【００２９】請求項８記載の発明は、請求項６または７
記載の発明において、前記２次元素子アレイの各レーザ
発光素子の基準光量を初期測定値により定めることを特
徴とする。

【００３０】請求項８記載の発明の作用について説明す
る。

【００３１】レーザ発光素子の初期測定値により基準光
量を設定する。例えば、２つの発光素子からのレーザ光
によって感光体の１つのドットを形成している場合、一
定の割合に応じて基準光量を設定することができる。例
えば、各発光素子の出力が１と０．８である場合、５：
４の割合で基準光量を配分して設定することができる。

【００３２】請求項９記載の発明は、請求項６または７
記載の発明において、前記２次元素子アレイの各レーザ
発光素子の基準光量を光量検出時の値により定める。

【００３３】請求項９記載の発明の作用について説明す
る。

【００３４】光量検出時の値に基づいて基準光量を定め
るため、レーザ発光素子の経時的劣化に対応して基準光
量を調整することができ、レーザアレイの長寿命化を図
ることができる。

【００３５】請求項１０記載の発明は、請求項５〜９の
いずれか１項記載の発明において、各レーザ発光素子に
印加される駆動パルス信号のパルス幅を調整することに
よって、前記２つ以上のレーザ発光素子の積分総光量を
一定にすることを特徴とする。

【００３６】請求項１０記載の発明の作用について説明
する。

【００３７】各レーザ発光素子に印加される駆動パルス
信号のパルス幅を調整することによって２つ以上の発光
素子における積分総光量を調整できるため、複数の発光
素子のレーザ光によって１つのドットを形成することが
できる。

【００３８】請求項１１記載の発明は、請求項５〜９の
いずれか１項記載の発明において、各レーザ発光素子に
印加される駆動電流を調整することにより、前記２つ以
上のレーザ発光素子の積分総光量を一定にすることを特
徴とする。

【００３９】請求項１１記載の発明の作用について説明
する。

【００４０】駆動電流を調整するだけで２つ以上の発光
素子による積分総光量を一定にできるため、複数の発光
素子のレーザ光によって１つのドットを精度良く形成す
ることができる。

【００４１】請求項１２記載の発明は、請求項１０また
は１１記載の発明において、前記２次元素子アレイが半
導体基板上に形成されることを特徴とする。

【００４２】請求項１２記載の発明の作用について説明
する。

【００４３】２次元発光素子アレイを半導体基板上に形
成するため、精度良く形成できる。

【００４４】請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３
のいずれか１項記載の発明において、前記２次元素子ア
レイからのレーザ光を感光体上に集光する前記光学系の
前記主走査方向の光学倍率Ａ、前記副走査方向の光学倍
率Ｂの関係が、Ｂ＜Ａであることを特徴とする。

【００４５】請求項１４記載の発明の作用について説明
する。

【００４６】感光体上において、副走査方向の異なる複
数の位置に１つのドットを形成する複数のレーザ光を照
射される。したがって、感光体の表面が曲面である場
合、各レーザ光の照射位置が副走査方向に離間するほ
ど、形成される画像に歪みがででしまう。そこで、副走
査方向の光学倍率を主走査方向と比較して低減させるこ
とによって、上記歪みを低減させて精度良く画像形成す
ることができる。

【００４７】請求項１５記載の発明は、２次元素子アレ
イとして配列されたレーザ発光素子から発光されるレー
ザ光を感光体上に集光することによって、各レーザ発光
素子から発光される光が前記感光体上の１ドットを形成
する画像形成方法であって、少なくとも２つ以上の前記
レーザ発光素子からのレーザ光が、前記感光体上に１つ
のドットを形成することを特徴とする。

【００４８】請求項１５記載の発明の作用について説明
する。

【００４９】２つ以上のレーザ発光素子からのレーザ光
によって、感光体上に１ドットを形成するため、各レー
ザ発光素子の出力がスペックを下回っていても、２次元
レーザアレイとしてスペックを満たすことができる。す
なわち、良好な画像形成することができる。

【００５０】

【発明を実施する形態】本発明の第１実施形態に係る画
像形成方法および装置について、図１〜図１３を参照し
て説明する。

【００５１】画像形成装置１０は、図１に示すように、
光源となる２次元面発光レーザアレイ（以下、単にレー
ザアレイという）１２、このレーザアレイ１２を駆動す
る駆動信号を出力する駆動回路１４と、レーザアレイ１
２から出射されるレーザ光を主走査方と副走査向に拡大
する光学系１６と、このレーザアレイ上に配置された各
発光素子からの発光光量をハーフミラー１７等を介して
検出する光量検出器１８と、光量検出器１８の検出値な
どに基づいて各発光素子の光量を設定して駆動信号を駆
動回路１４に出力する制御部２０と、光学系１６を介し
てレーザアレイ１２からレーザ光を受けて露光されるこ
とによって表面に静電潜像を形成する感光体２２とから
構成される。

【００５２】感光体２２の周囲には、周知の帯電器や定
着器等が配設され、感光体２２と当接するように記録紙
が搬送されることによって感光体２２上に形成された潜
像が記録紙に転写される。上記構成は、説明の都合上、
図示を省略している。

【００５３】次に、レーザアレイ１２を構成するレーザ
素子（以下、発光素子という場合がある）２４の配列を
図２を参照して説明する。

【００５４】各発光素子２４は単一の半導体基板上に形
成されており、第１の基線Ｍ（Ｍ１〜Ｍ２ｍ）に沿って
等間隔にｎ個、第２の基線Ｎ（Ｎ１〜Ｎｎ）に沿って等
間隔に２ｍ個、合計ｎ×２ｍ個の発光素子２４が２次元
に配置されている。また、発光素子２４は、第１の基線
Ｍに沿って間隔ａで配置され、第２の基線Ｎに沿って間
隔ｂで配置されている。

【００５５】なお、第１の基線Ｍは２ｍ本、第２の基線
Ｎはｎ本定義できるが第１の基線Ｍ１、Ｍ２および第２
の基線Ｎ１、Ｎ２のみ図示した。

【００５６】第１の基線Ｍ（主走査方向）と９０度を成
す副走査線Ｌの間隔ｃはｂｃｏｓθとなる。各副走査線
Ｌ上には、間隔Ｌａ（＝ｍｂｓｉｎθ）をおいて２つの
発光素子が形成されている。例えば、副走査線Ｌ１上に
は、発光素子２４Ａ（Ｍｍ，Ｌ１）と発光素子２４Ｂ
（Ｍ２ｍ，Ｌ１）が形成されている。

【００５７】このように、同一副走査線上にそれぞれ２
個ずつ形成しているため、図２において下半分の発光素
子２４（白丸部分）によって形成される部分を第１アレ
イ１２Ａ、上半分の発光素子２４（黒丸部分）によって
形成される部分を第２アレイ１２Ｂという場合がある。

【００５８】次に、レーザアレイ１２の副走査線上に配
置した２つの発光素子によって感光体２２の外周面上に
おける１副走査線（Ｌ１）上のドットを形成する方法に
ついて説明する。

【００５９】図３に示すように、最初にレーザアレイ上
の１つの発光素子２４Ａ（Ｍｍ，Ｌ１）によるレーザ光
によって、感光体ドラム面上のＰ１の位置で１つのドッ
トＳ１が形成される。前記感光体２２が表面速度Ｖで回
転移動し、ドットＳ１がレーザアレイ上の同一副走査線
上に間隔Ｌａで位置する発光素子２４Ｂ（Ｍ２ｍ，Ｌ
１）のビームの照射位置Ｐ２まで移動したときこのドッ
トＳ１の上に発光素子２４Ｂ（Ｍ２ｍ，Ｌ１）によりレ
ーザ光が照射され、最終的なドットＳ１２が形成され
る。ここでＰ１とＰ２間の間隔Ｌｂは、Ｌａ（同一副走
査線上の発光素子間隔）とＡ（光学倍率）で規定され、
Ｌｂ＝Ｌａ×Ａとなる。したがって、発光素子２４Ａと
発光素子２４Ｂの発光タイミングをＴ＝Ｌｂ／Ｖだけず
らすことによって、１つのドットＳ１２を精度良く形成
することができる。

【００６０】同様にして、他の副走査線上のドットもす
べて同一副走査線上に位置する２つの発光素子で形成可
能となる。

【００６１】続いて、レーザアレイ１２を駆動するため
の電極配置を、図４に示す一例を参照して説明する。

【００６２】すなわち、主走査方向に対してθ度で交わ
る直線上に位置する陰極配線Ｎを、陰極配線Ｎ１〜Ｎｎ
で示すように行方向にｎ本配列し、それぞれの陰極配線
Ｎは最大で２ｍ個の発光素子２４の陰極を接続してい
る。

【００６３】また、主走査方向に対して（θ−４５）度
で交わる直線上に位置する陽極配線Ｐを、陽極配線Ｐ１
〜Ｐｎで示すようにｎ本配列し、それぞれの陽極配線Ｐ
に最大で２ｍ個の発光素子２４の陽極を接続する。ま
た、レーザアレイ１２の上辺側において、陽極配線Ｐの
一端部に陽極パッド（図示せず）を形成するとともに、
レーザアレイ１２の下辺側において、陰極配線Ｎの一端
部に陰極パッド（図示せず）を形成し、駆動回路１４と
接続している。

【００６４】次に、レーザアレイ１２の駆動制御する制
御部２０および駆動回路１４について図５および図６を
参照して詳細に説明する。

【００６５】制御部２０は、図５に示すように、基準光
量と一致するように光量データを算出する演算部３２
と、光量データと画像データメモリ３４に記憶された画
像データに基づいてパルス幅データが格納されるＬＵＴ
（Look up Table）３６とから構成される。

【００６６】演算部３２は、図６に示すように、後述す
る基準データが格納された基準データ格納部３８と、光
量測定時に光量検出器１８に検出された光量と基準デー
タ格納部３８に格納されている基準光量とを比較する比
較回路４０と、比較回路４０から出力された差分に基づ
いて各発光素子の光量が基準光量となるように光量デー
タを設定する光量データ設定部４２と、発光素子２４に
対応するアドレスを特定するアドレス発生器４４とから
構成される。

【００６７】ところで、感光体２２に必要な露光量をＰ
としたとき、基準データ格納部３８に格納されている基
準光量をその１／２にしておけば、重ね合わせたドット
の露光量和がすべて等しくＰとなり、露光量のばらつき
補正がなされた上に、１発光素子２４当りの光量が少な
くて良いという本発明の目的を達成できる。基準光量の
設定に関しては、必ずしも前述のように等分する必要は
なく、総露光量を一定の割合で２つの発光素子２４に分
配しても良い。これにより、仮に２つの発光素子２４の
うち一方が、総露光量の１／２に達しない場合でも、も
う一方の光量を多めに設定し総露光量を一定に保つこと
もできる。

【００６８】また、一方の発光素子２４の光量のみを制
御し、他方の発光素子２４の光量は固定としてもよい。
すなわち、総露光量から固定側の発光素子２４による露
光量を差し引いた露光量になるように一方の発光素子２
４の光量を制御するものである。

【００６９】さらに、これらの基準値（基準光量）の設
定に関しては、初期設定時に設定してもよいし、光量測
定の結果を踏まえて基準値自体を変更できるような構成
にしてもよい。この場合、基準値を算出する手段など回
路の追加を必要とするが、経時変化による素子特性劣化
などに対応して各発光素子２４の基準光量を調整するこ
とができるため、常に良好な画質をえることができる。

【００７０】なお、本実施例では発光素子２４への印加
パルス幅を制御する例を示しているが、印加電流値を制
御し、光量を制御しても同様の効果が得られることはい
うまでもない。

【００７１】なお、駆動回路１４は、ＬＵＴ３６に格納
されたパルス幅データを順次パルス幅制御回路５２に転
送する陽極用シフトレジスタ５０と、各発光素子２４の
陽極に接続され、パルス幅データに基づいて各発光素子
２４を駆動するパルス幅制御回路５２と、陰極用走査回
路５４とから構成される。

【００７２】次に、画像形成装置１０の作用について説
明する。

【００７３】画像形成装置１０は、同一の陰極配線Ｎ上
に配置される最大２ｍ個の発光素子２４を同時に駆動
し、陰極配線Ｎを陰極用走査回路５４によって順に走査
していく。各発光素子２４の陽極には、各々ドライバー
であるパルス幅制御回路５２が接続されており、各発光
素子２４に電流を印加して発光させる。

【００７４】具体的には、先ず、画像データメモリ３４
に格納されている画像データと光量データ設定部４２に
可能されている後述する光量データに基づいてＬＵＴ３
６に設定されたパルス幅データが陽極用シフトレジスタ
５０によって各パルス幅制御回路５２へ転送される。次
に、陰極配線Ｎ１が選択されるとともに、パルス幅制御
回路５２から電流が印加され、陰極配線Ｎ１に接続され
た発光素子２４が発光する。発光素子２４の発光動作と
並行して、陰極配線Ｎ２に接続される発光素子２４用の
パルス幅データがＬＵＴ３６から読み出され、陽極用シ
フトレジスタ５０によって各パルス幅制御回路５２へ転
送される。転送終了後、陰極配線Ｎ２が選択されるとと
もに、パルス幅制御回路５２から電流が印加され、陰極
配線Ｎ２に接続された発光素子２４が発光する。このよ
うな動作を繰り返し１回目の陰極走査が終了すると感光
体ドラムの表面移動速度Ｖに比べて陰極走査周期ｔが短
いため、図７（ａ）に示すように、素子配置を拡大投影
（倍率Ａ）した像（ドット６０Ａ）が感光体２２上に形
成される。次に感光体２２の表面が、副走査方向の解像
度を規定する距離Ｖ×ｔだけ移動したのち、先頭の陰極
配線Ｎ１からの走査を開始する。この結果、ドット６０
Ａの副走査方向に連続してドット６０Ｂが形成される
（図７（ｂ）参照）。同様の走査を感光体２２の回転と
同期して繰り返すことで、主走査方向にも連続した像が
形成されるようになる（図７（ｃ）参照）。このとき、
主走査方向の解像度は、Ａ×Ｄ（Ｄは発光素子２４の間
隔で規定される。レーザアレイ１２は、図４に示すよう
に、第１アレイ１２Ａと第２アレイ１２Ｂに分かれてい
るが、第１アレイ１２Ａにおける陰極配線Ｎ_iと第２ア
レイ１２Ｂにおける陰極配線Ｎ_i+1に接続される発光素
子２４へ転送する同一画像データを読み出すタイミング
を時間Ｔ＝（Ｌａ×Ａ）÷Ｖだけずらす。第１アレイに
おける陰極Ｎ_iと第２アレイにおける陰極Ｎ_i+1に接続さ
れる発光素子２４は、副走査方向に重なっているため
に、第１アレイ１２Ａで形成された潜像の上に、第２ア
レイ１２Ｂによる潜像が重ねうちされることになり、感
光体２２上のすべてのドット６０の露光量は、第１アレ
イ１２Ａと第２アレイ１２Ｂの各発光素子２４の露光量
和となる。

【００７５】このように制御される画像形成装置１０の
作用を説明する。

【００７６】画像形成装置１０の作用は、レーザアレ
イ１２の歩留まり向上、発光素子２４の長寿命化、
構成の簡略化の３点である。

【００７７】先ず、レーザアレイ１２の歩留まり向上に
ついて説明する。

【００７８】図８および図９に示すように各発光素子に
特性ばらつきがある場合、不良発光素子を予備発光素子
と切り替える従来例では、副走査線３，４，６上のいず
れの発光素子も必要露光量（１．０）に達しておらず、
このレーザアレイはスペックを満たせない不良品という
ことなる。一方、本実施形態に係るレーザアレイ１２で
は、同一副走査線上における２つの発光素子の露光量和
が、ドット形成に必要な露光量（１．０）に達している
ので、このレーザアレイ１２はスペックを満たすことに
なる。すなわち、レーザアレイの歩留まりが向上するさ
らに、レーザアレイの歩留まり向上を別の形で説明す
る。

【００７９】すなわち、５本の副走査線Ｌ上にそれぞれ
２つの発光素子が配置されたレーザアレイ（図１０参
照）において、発光素子の出力が低下して必要露光量に
相当する光量を出力できなった場合に他の発光素子によ
って救済できる率を本実施形態と従来例について比較し
たものを図１１に示す。

【００８０】１つの発光素子のみ出力が低下した場合に
は、従来例で必ず救済することができる（救済率１．
０）。２つの発光素子の出力が低下した場合には、異な
る副走査線上にあれば従来例で全て救済できるが、２つ
の発光素子が同一副走査線上にあれば従来例では救済で
きない（救済率０．８９）。２つの不良発光素子が同一
副走査線上にあれば、本発明によって２つの不良発光素
子の露光量和が１つのドット形成に必要な総露光量を満
たすようにすれば救済できる（救済率０．１１）。図に
おいて、レーザアレイ光源の発光素子の不良率が５０％
（不良発光素子が５個）の場合、従来例で救済される発
光素子は１３％であるが、本発明により、さらに８７％
の素子が救済されアレイ上の全ての素子が使用可能とな
る。このように、不良発光素子の割合が増加するに従っ
て、従来例では救済することのできない同一副走査線上
の２つの不良発光素子に対しても、各不良発光素子に対
応した光量を設定することによって、露光和が所定の露
光量とすることができる。

【００８１】図１２は、発光素子アレイの光出力分布を
示した１例である。１ドット形成に必要な光出力を０．
８ｍＷとすると、素子不良率は５０％である。従来例で
はスペックを満たさないが、本発明ではスペック内とな
る。

【００８２】次に、発光素子２４の長寿命化について、
図１３を参照して説明する。図１３は、１ドットを形成
する２つの発光素子における一方の発光素子の総積分光
量に対する比率と素子寿命の増幅率を示したグラフであ
る。１つの発光素子で１つのドットを形成する従来例の
場合（図１３で、横軸０と１の場合）の素子寿命に対し
て、２つの発光素子を用いた本実施形態の場合の素子寿
命は、２つの発光素子の各露光量が近づくにつれて延
び、均等（５０％ずつ）になったとき２つの素子寿命は
従来例に比べ１桁程度向上する。ここで寿命とは発光素
子の出力低下が２０％以内の時間とした。

【００８３】最後に、回路構成の簡素化について説明す
る。

【００８４】発光素子に特性不良が生じた場合、従来例
では、図６に示すように、不良ビット特定部７０におい
て光量検出器１８からのデータに基づき不良ビットを特
定し、アドレス可変回路７２により予備発光素子用の画
像データに切り替える必要がある。一方、本発明では常
に２つの発光素子で１つのドットを形成しているので、
光量検出器１８で検出した光量に基づき、光量データ設
定部４２や比較回路４０等により光量調整することで補
正を行なう。そのため、制御部２０に、不良ビット特定
部７０やアドレス可変部７２が不要となって構成が簡略
化されると共に、常に高画質を維持することができる。

【００８５】以上述べたように、本構成によりレーザア
レイ歩留まり向上および各発光素子の長寿命化が容易に
実現可能で、さらに回路系の簡素化が可能となるので低
コスト化を図ることができ、高品質な画像を長期にわた
り維持できる。

【００８６】次に、本発明の第２実施形態に係る画像形
成装置について説明する。第１実施形態と同様の構成要
素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を
省略する。

【００８７】画像形成装置８０は、同一副走査線上に位
置する各発光素子の感光体面上での照射位置ずれを低減
可能とする１例を示したものである。すなわち、図１４
（Ｂ）に示すように、光学系１６に副走査方向にパワー
を持つシリンドリカルミラー等を配置することで、第１
実施形態に係る画像形成装置１０（図１４（Ａ）参照）
と比較して、副走査方向光学倍率をＡからＢ（Ａ＞Ｂ）
に低倍率化することができ、、感光体面での照射位置ず
れ量をＬｂ１からＬｂ２（Ｌｂ１＞Ｌｂ２）に小さくで
きる。その結果、同一副走査線上での各発光素子の発光
時間ずれ量が低減され、画像データ格納用メモリー容量
が低減でき低コスト化が可能となる。また、感光体面へ
の各レーザ光の入射角度ずれ量が低減されるので、感光
体面での各ビーム形状を良好に維持可能となる。

【００８８】以上、同一副走査方向に配置されるレーザ
素子数が２個の場合について説明してきたが、３個以上
においても同様の効果が得られることは明白である。

【００８９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は以下の効果
を有する。（１）１つのドットを形成する２つ以上の総露光量を常
に一定としたので、レーザアレイの歩留まりを大幅に向
上できる。（２）各発光素子の低出力化が可能となり素子の長寿命
化が容易に実現できる。（３）さらに、発光素子特性が劣化したとき、その発光
素子を検出し予備発光素子に切り替える手段が不要とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示
す概略図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る２次元面発光レー
ザアレイのレーザ配列を示す図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置にお
ける感光体面における同一副走査方向の各ドットの形成
方法を示す説明図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置にお
ける２次元面発光レーザアレイの電極配線を示す図であ
る。

【図５】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置にお
ける駆動系構成図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置にお
ける回路系の構成図である

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の画像形成装置にお
ける潜像形成状態を示す説明図である。

【図８】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置にお
けるレーザアレイ歩留まり向上を示す説明図である。

【図９】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置にお
けるレーザアレイ歩留まり向上を示す説明図である。

【図１０】作用説明において想定したレーザアレイの説
明図である。

【図１１】従来例と比較したレーザアレイ歩留まり向上
を示す説明図である。

【図１２】レーザアレイの出力分布図である。

【図１３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に
おけるレーザアレイの同一副走査線上に配置された発光
素子の寿命を示すグラフである。

【図１４】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る画像形
成装置における概略図であり、（Ｂ）は本発明の第２実
施形態に係る画像形成装置における概略図である。

【符号の説明】

１０…画像形成装置１２…レーザアレイ（２次元素子アレイ）２２…感光体２４…発光素子（レーザ発光素子）３６…ＬＵＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｓ 5/40 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｍ５Ｆ０７３Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｇ０３Ｇ 15/04 １２０ 1/29 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ // Ｇ０３Ｂ 27/72 (72)発明者布施マリオ神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者福永秀樹神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者木村哲也神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者野見山孝神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者足利英昭神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 AA13 AA14 AA53 AA54 AA56 AA61 AA63 AA75 BA64 BA67 BA68 BA70 BA86 EA07 2H076 AB02 AB05 AB06 AB08 AB66 DA04 DA13 DA41 2H110 AA22 CD12 5C072 AA03 CA06 CA14 HA02 HA04 JA07 JA08 5C074 AA15 BB03 DD07 DD08 DD11 DD15 DD16 EE02 GG03 GG08 GG09 GG12 5F073 AB05 AB16 AB21 AB25 AB27 BA07 BA09 GA12 GA37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ発光素子が２次元的に配列された
光源としての２次元素子アレイと、画像データを格納する画像データ格納手段と、前記画像データに基づいて前記レーザ発光素子の光量デ
ータを設定する光量設定手段と、前記光量データに基づいて前記レーザ発光素子を駆動す
る駆動手段と、前記２次元素子アレイからのレーザ光を感光体上に集光
する光学系と、を備え、前記２次元素子アレイを構成する少なくとも２
つ以上のレーザ発光素子からのレーザ光が、前記感光体
上に１つのドットを形成することを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】前記レーザ光を検出して、検出された光
量に基づいて前記光量データを調整する光量データ調整
手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。
【請求項３】前記少なくとも２つ以上のレーザ発光素
子によるレーザ光が前記感光体の同一副走査線上に照射
されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形
成装置。
【請求項４】前記少なくとも２つ以上のレーザ発光素
子のレーザ光が感光体面上の同一位置に照射されるよう
に、当該各レーザ発光素子の発光タイミングを調整する
タイミング調整手段を有することを特徴とする請求項３
記載の画像形成装置。
【請求項５】前記光量設定手段は、前記少なくとも２
つ以上のレーザ発光素子の総積分光量を一定にすること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形
成装置。
【請求項６】前記２次元素子アレイの各レーザ発光素
子は、予め設定された基準光量に基づいて制御されるこ
とを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】前記２つ以上のレーザ発光素子における
一方の光量を一定とし、他方の光量を可変とすることを
特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】前記２次元素子アレイの各レーザ発光素
子の基準光量を初期測定値により定めることを特徴とす
る請求項６または７記載の画像形成装置。
【請求項９】前記２次元素子アレイの各レーザ発光素
子の基準光量を光量検出時の値により定めることを特徴
とする請求項６または７記載の画像形成装置。
【請求項１０】各レーザ発光素子に印加される駆動パ
ルス信号のパルス幅を調整することによって、前記２つ
以上のレーザ発光素子の積分総光量を一定にすることを
特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の画像形成
装置。
【請求項１１】各レーザ発光素子に印加される駆動電
流を調整することにより、前記２つ以上のレーザ発光素
子の積分総光量を一定にすることを特徴とする請求項５
〜９のいずれか１項記載の画形成装置。
【請求項１２】前記２次元素子アレイが半導体基板上
に形成されることを特徴とする請求項１０または１１記
載の画像形成装置。
【請求項１３】前記２次元素子アレイ上の各発光素子
は、それぞれ少なくとも第１電極および第２電極を有
し、前記半導体基板上において、その長辺方向にはｎ
個、その短辺方向には２ｍ個（ただし、２ｍ＜ｎ）にわ
たって、２次元的に配列され、前記長辺方向に対して交
差する第１方向に並ぶ最大で２ｍ個の素子の前記第１電
極が第１配線に接続されるとともに、その第１配線が前
記長辺方向にｎ本以上配列され、前記長辺方向および前
記第１方向に対して交差する第２方向に並ぶ最大でｎ個
の素子の前記第２電極が第２配線に接続されるととも
に、その第２配線が前記長辺方向に２ｍ本以上配列され
ていることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装
置。
【請求項１４】前記２次元素子アレイからのレーザ光
を感光体上に集光する前記光学系の前記主走査方向の光
学倍率Ａ、前記副走査方向の光学倍率Ｂの関係が、Ｂ＜
Ａであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１
項記載の画像形成装置。
【請求項１５】２次元素子アレイとして配列されたレ
ーザ発光素子から発光されるレーザ光を感光体上に集光
することによって、各レーザ発光素子から発光される光
が前記感光体上の１ドットを形成する画像形成方法であ
って、少なくとも２つ以上の前記レーザ発光素子からのレーザ
光が、前記感光体上に１つのドットを形成することを特
徴とする画像形成方法。