JP2002311360A

JP2002311360A - レーザー光学装置

Info

Publication number: JP2002311360A
Application number: JP2001118407A
Authority: JP
Inventors: Hidetsugu Narisawa; 秀継成沢
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】面発光レーザーダイオードアレイを使用し
て、光量透過率のばらつきを小さくして、感光体上の光
量のダイナミックレンジを大きくする。【解決手段】偏光方向が同一となるように、面発光Ｌ
Ｄ１２の発光点が配置されている。従って、面発光ＬＤ
１２を回転させると、すべての発光点の偏光方向が同時
に変化する。偏光方向を変えることで、光学ユニットで
の光の透過効率を変えることができ、光量が同一であっ
ても、感光体上の光量のダイナミックレンジを大きくす
ることができる。また、面発光ＬＤ１２の回転前後で、
発光する発光点の副走査方向の間隔が同一となるため、
感光体上でのスポット間隔が同一となる。また、発光さ
せる発光点を選択することで、解像度を簡単に変えるこ
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、プリンタ、デジタ
ル複写機等のようにレーザーダイオード（以下ＬＤと呼
ぶ）を用いて、記録媒体上に画像情報を記録するレーザ
ー光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原稿像を露光走査して得た画像信号によ
って、光源としてのＬＤから発光されるレーザー光を変
調し、変調したレーザー光を感光体に照射して静電像を
形成するレーザー光学装置が知られている。

【０００３】一方、感光体は環境温度及び経時劣化によ
り、表面電位が低下又は増加するので，レーザー光学装
置が照射するレーザー光の光量補正を行う必要がある。

【０００４】そのため、光量のダイナミックレンジを大
きくとれる光源が望ましく、かつ光学系の光透過率のば
らつきが小さいものが好ましい。

【０００５】光学系の光透過率のばらつきを抑えるに
は、光源として面発光ＬＤを使用した方が、ビームの広
がり角度ばらつきが小さいため有利である。しかし、面
発光ＬＤは、光量のダイナミックレンジが小さいため、
感光体上の光量のダイナミックレンジを広くとるには、
光学系の光路中に光学的減衰フィルタを入れて、面発光
ＬＤの個体差によるバラツキをおさえる必要がある。

【０００６】光学系の光透過率のバラツキを抑える技術
として、特開平３−３３８１２１号は、図１８に示すよ
うに、コリメータレンズ８０の後に偏光素子８２を配置
し、偏光素子８２を光軸Ｌ回りに回転させることで光透
過率を調整して、光透過率のバラツキを抑えている。

【０００７】しかし、偏光素子８２という特殊な光学部
品を余分に光路中に配置しなければならず、レイアウト
設計の制約を受け、また、光学系が大型化し、コストア
ップの原因となる。

【０００８】一方、面発光ＬＤを光学系に使用する技術
として、特開平１０−２５３９０４号は、図１９〜図２
１に示すように、レーザダイオードアレイ８４（面発光
ＬＤ）の発光点８６を円周上に配置し回転させて所望の
解像度の走査を行うようにしている。

【０００９】ここで、発光点８６を円周上に配置する理
由は、各発光点に与える収差を同一にするためであり、
結果としてすべての発光点８６の光は感光体８８の上で
同一のビーム径にすることができる。

【００１０】レーザダイオードアレイ８４は、略円柱形
状をしており、図２０及び図２１に示すように、９０°
の等間隔で外縁部に配置された四つの発光点８６ａ，８
６ｂ，８６ｃ，８６ｄを有している。従って、各発光点
８６ａ〜８６ｄ間の位置関係が等価となり、発光点８６
ａ〜８６ｄ間の温度上昇のばらつきを抑えることができ
る。

【００１１】この結果、発光点８６ａ〜８６ｄから放射
される光ビーム間の光量のばらつきが小さくなる。さら
に、これらの発光点８６ａ〜８６ｄは、コリメータレン
ズ９０の対称軸（光軸Ｃ）を中心とする円周Ｑ上に配置
されている。

【００１２】この構成により、コリメータレンズ９０に
対して各発光点８６ａ〜８６ｄの位置が光学的に等価に
なる。従って、発光点８６ａ〜８６ｄから放射される光
ビーム間の集光状態がばらつきにくくなり、画像の均一
性を向上させることができる。

【００１３】また、図１９に示すように、レーザダイオ
ードアレイ８４の外周面に形成したラック９２にはステ
ッピングモータ９４の出力ピニオン９６が噛合してい
る。ステッピングモータ９４を正転あるいは逆転させる
ことにより、レーザダイオードアレイ８４は光軸Ｃを中
心にして回動する。この回動によって四つの発光点８６
〜８６ｄが光軸Ｃを中心にして移動し、発光点８６ａ〜
８６ｄからそれぞれ放出される光ビームの感光ドラム８
８上での集光位置が調整され、画像密度の切り替えが行
われる。

【００１４】しかし、レーザダイオードアレイ８４を回
転させるのは、光ビームの副走査方向の間隔調整をして
解像度を可変させるためであり、偏光方向と光量の透過
率を変えるために、レーザダイオードアレイ８４を回転
させるものではない。

【００１５】すなわち、解像度を切り替えるために、図
２０及び図２１では、７８．７°と６６．８°の位置で
レーザダイオードアレイ８４を固定している。

【００１６】しかし、光の偏光方向は９０°回転させる
ことで、Ｐ偏光⇔Ｓ偏光のように、完全に入れ替わるも
のである。つまり、１１．９°（７８．７−６６．８）
では９０°に対し、偏光方向を変えるために１／７．５
の寄与しかしていない。

【００１７】また、図２２の表から、光は入射角と偏光
方向で透過率が異なることがわかる。つまり、光源の光
量が同一であってもレーザダイオードアレイ８４の偏光
方向を変えることで、光学系全体の透過率を変える事が
できる。低い光量にしたい時はＳ偏光にし、高い光量に
したい時はＰ偏光にする（Ｐ偏光の法が透過率が高
い）。なお、一般に入射角を６０°以上にすることは光
学部品の配置から見てレーザー光学装置では行われな
い。

【００１８】特開平１０−２５３９０４号の光学走査装
置９８の平面ミラー１００の角度を仮に４５°として、
図２２の表の入射角度と透過率の関係をみると、Ｐ偏光
では１００％、Ｓ偏光で９２％程度となる。偏光角度が
１１．９°（７８．７−６６．８）の変化では、９２％
まで透過率が落ちることはなく、実質的には１％程度し
か変化しないと推定できる。

【００１９】しかも、上記の光学走査装置９８では、レ
ーザダイオードアレイ８４の発光点の偏光方向が規定さ
れておらず、回転させても互いに相殺する場合があり、
光学ユニットの透過率が変るという保証がない。

【００２０】さらに、折り返しミラーで光の入射角度を
変えているのはポリゴンミラー１０２を除くと、平面ミ
ラー１００だけであり、従って、レーザダイオードアレ
イ８４を回転させても回転前後の光量変化は、１％程度
と小さい。

【００２１】よって、レーザダイオードアレイ８４を回
転させることにより光学ユニットでの光の透過効率を変
えて、光学ユニットの透過効率ばらつきを小さくするこ
とは不可能であり、感光体上の光量のダイナミックレン
ジを大きくすることもできない。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮して、面発光レーザダイオードアレイを使用し、光学
系の光量透過率のバラツキを小さくすると共に、フィル
タの差し替えをしなくても感光体上の光量のダイナミッ
クレンジを大きくすることを課題とする。

【００２３】

【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は、面発光レ
ーザーダイオードの複数の発光点から発光された複数の
ビームを整形する第１光学ユニットと、前記第１光学ユ
ニットによって整形された複数ビームを偏向する光偏向
器と、前記光偏向器によって偏向された複数ビームを被
走査面上に結像させる第２光学ユニットと、を備えたレ
ーザー光学装置において、前記複数の発光点の偏光方向
を同一とし、前記面発光レーザーダイオードを回転可能
な構成としたことを特徴としている。

【００２４】請求項１に記載の発明では、偏光方向が同
一となるように、面発光レーザーダイオードの発光点が
配置されている。従って、面発光レーザーダイオードを
回転させると、すべての発光点の偏光方向が同時に変化
する。

【００２５】このため、偏光方向を変えることで、第１
光学ユニット及び第２光学ユニットでの光の透過効率を
変えることができ、光量が同一であっても、感光体上の
光量のダイナミックレンジを大きくすることができる。

【００２６】請求項２に記載の発明は、前記面発光レー
ザーダイオードの回転前後で、発光する前記発光点の副
走査方向の間隔が同一となるように、複数の発光点を配
置したことを特徴としている。

【００２７】請求項２に記載の発明では、面発光レーザ
ーダイオードの回転前後で、発光する発光点の副走査方
向の間隔が同一となるため、感光体上でのスポット間隔
が同一となる。これにより、飛び越し走査をすること
で、スポット間隔を揃える必要がなくなる。また、発光
させる発光点を選択することで、解像度を簡単に変える
ことができる。

【００２８】請求項３に記載の発明は、発光する前記発
光点が副走査方向へ一列に並んでいることを特徴として
いる。

【００２９】請求項３に記載の発明では、発光する発光
点が副走査方向へ一列に並んでいるので、電気的な補正
をすることなく、サイドレジを揃えることができる。

【００３０】請求項４に記載の発明は、前記発光点が同
心円上又は同一円周上に並んでいることを特徴としてい
る。

【００３１】請求項４に記載の発明では、発光点が同心
円上又は同一円周上に並んでいるので、位置関係が光学
的に等価となる。このため、集光状態のばらつきがなく
なり、画像の均一性を向上させることができる。また、
温度上昇による影響を受け難くなる。

【００３２】請求項５に記載の発明は、同一の走査ライ
ンを形成する前記発光点を２点以上発光させることを特
徴としている。

【００３３】請求項５に記載の発明では、同一の走査ラ
インを形成する発光点を２点以上発光させることで、同
一の画像データを重ね書きすることができる。この結
果、高い光量で感光体を走査することができる。

【００３４】請求項６に記載の発明は、前記感光体上で
の主走査方向の書き出し位置が同一となるように、前記
発光点の発光タイミングを制御することを特徴としてい
る。

【００３５】請求項６に記載の発明では、回転前後の発
光点の位置によっては、同時に発光点を発光させるとサ
イドレジがずれる場合を考慮し、感光体上での主走査方
向の書き出し位置が同一となるように、発光点を発光さ
せるタイミングを制御している。

【００３６】請求項７に記載の発明は、前記発光点から
発光されたビームを折り返すミラーの取付角度が、ビー
ムの入射角度と偏光方向で透過率が変わるように設定さ
れたことを特徴としている。

【００３７】請求項７に記載の発明では、ビームの入射
角度と偏光方向で透過率が変わるように、ビームを折り
返すミラーの取付角度が設定されているので、偏光方向
を変えることで、光の透過効率を変えることができる。

【００３８】請求項８に記載の発明は、前記面発光レー
ザーダイオードから前記感光体までの光路中にＳ偏光又
はＰ偏光を多く反射するミラーを配置したことを特徴と
している。

【００３９】請求項８に記載の発明は、光路中にＳ偏光
又はＰ偏光を多く反射するミラーを配置することで、多
くの反射ミラーを光路中に配置しないくても、偏光によ
る光の透過効率を上げることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明の第１形態に係るレーザー
光学装置を図面に基づき説明する。

【００４１】図１及び図２に示すように、レーザー光学
装置１０は、面発光ＬＤ１２から出射した発散光のビー
ムを略平行にするコリメータレンズ１４を備えている。
コリメータレンズ１４で平行光とされたビームは、アパ
ーチャー１６、エキスパンドレンズ４６を通り、折り返
しミラー２０で反射され、ポリゴンミラー２２に走査方
向のみ結像させるシリンダーレンズ１８を通る。

【００４２】シリンダーレンズ１８を通ったビームは、
折り返しミラー２８、４８で反射され、感光体３４でビ
ームを集光、等速走査させる走査レンズ２６、２４を通
り、ビームを走査するポリゴンミラー２２で偏向され
る。

【００４３】偏向されたビームは、走査レンズ２６、２
４を再び通り、折り返しミラー４８、５０で反射され、
シリンダーミラー３０、ウィンドー３２を通り、感光体
３４に結像する。

【００４４】なお、面発光ＬＤ１２のケースは外周面に
はラック９２が形成されており、ステッピングモータ９
４の出力ピニオン９６が噛合している。ステッピングモ
ータ９４を正転あるいは逆転させることにより、面発光
ＬＤ１２は光軸Ｃを中心にして回転する。

【００４５】また、光学ユニットの配置が許せば、折り
返しミラーの数は減らすことが可能である。さらに、光
学ユニットの性能上（レンズの瞳がスリットを兼ねる、
倒れ補正、防塵）問題がなければ、アパーチャー、シリ
ンダーレンズ、シリンダーミラー、ウィンドー等が不要
であることは当然である。

【００４６】一方、レーザー光学装置１０の光学系の中
で、ビームの入射角が４５°程度になっているミラー
は、折り返しミラー２０、２８、４８であり（折り返し
ミラー４８で２回反射している）、ビームの入射角が２
５°程度になっているミラーは折り返しミラー５０とシ
リンダーミラー３０である。

【００４７】ここで、図２２の表から読み取ると、Ｐ偏
光が、Ｓ偏光とＰ偏光の半々の偏光になったとすると、０．９５⁴×０．９６²＝０．７５また、完全にＳ偏光になったとすると、０．９０⁴×０．９６²＝０．６０のように光量を偏光特性のみで減衰させることができ
る。

【００４８】さらに、面発光ＬＤ１２の発光点は図３に
示すように、同心円上にあり、Ａ列にＡ１、Ａ２、Ｏ、
Ａ３、Ａ４、Ｂ列にＢ１、Ｂ２、Ｏ、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ列
にＣ１、Ｃ２、Ｏ、Ｃ３、Ｃ４、Ｄ列にＤ１、Ｄ２、
Ｏ、Ｄ３、Ｄ４が一直線上に並んでいる。また、Ａ列、
Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列は、Ｏを中心にして３０°刻みで並ん
でいる。

【００４９】走査する時に発光するのは、０°の位置
（Ｙ軸）にある発光点のみである。従って、図３に示す
状態から３０°回転するとＢ列が０°の位置に来て、Ｂ
列のＢ１、Ｂ２、Ｏ、Ｂ３、Ｂ４が発光する。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１にＡ列が０°の位置（Ｙ軸）にあると
きを基準として、回転角度により発光する発光点とライ
ンを走査する順番を示した。ラインＮｏ．１はリードレ
ジ側である。回転前はＡ１〜Ａ４が点灯し、３０°回転
した後Ｂ１〜Ｂ４・・・・という具合に回転すると点灯する
列が変わる。感光体３４を一度に同一間隔で走査する本
数は５本であり、それに対して発光点は１７個あるため
残りの１２個は使用しないことになる。

【００５２】なお、これらは、１個の円周上に有っても
良い。ただ、一遍に走査する本数が少なくなるだけであ
る。

【００５３】Ａ列、Ｂ列、Ｃ列、及びＤ列の発光点の偏
光方向は、Ａ列が０°の位置（Ｙ軸）にあるときを基準
とし矢印が示すようにすべて同一である。

【００５４】従って、面発光ＬＤ１２を３０°づつ回転
することで、面発光ＬＤ１２の光量が同一であっても偏
光方向が変わる。このため、入射角度が２０°以上４０
°を超える折り返しミラーを備えた本発明のレーザー光
学装置では、顕著に偏光方向による透過率差が現れるた
め、感光体３４上の光量を変化させることが可能とな
る。

【００５５】次に、第２形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００５６】図４に示すように、第２形態で使用する面
発光ＬＤ４２には、中心に発光点Ｏが設けられ、Ｏを中
心として同一円周上に８つの発光点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈが設けられている。

【００５７】この面発光ＬＤ４２は、一遍に副走査方向
へ同一のライン間隔で７本走査できるもので、回転の自
由度は０°と４８．２°の２つであるが、偏光方向を顕
著に変えることができるように角度差を大きくしてい
る。

【００５８】回転前の０°位置の時には、発光点の内、
Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｏ、Ｃ、Ｆ、Ｅが点灯し、回転後の４８．
２°の時には発光点の内、Ｂ、Ａ、Ｄ、Ｏ、Ｈ、Ｅ、Ｆ
が点灯する。回転前の０°位置の時には、発光点Ｄ、Ｈ
が、回転後の４８．２°の時には発光点Ｃ、Ｇが発光し
ない。

【００５９】

【表２】

【００６０】表２には発光点Ａが０°の位置（Ｙ軸）に
あるときを基準として、回転角度により発光する発光点
とラインを走査する順番を示した。

【００６１】回転後も回転前と同一の発光点間隔である
必要があるので、発光点Ｄと発光点Ｈが必要になる。発
光点Ｄ、Ｃ、と発光点Ｇ、Ｈは発光点間隔が小さく製造
上の難しさはあるが、すべての発光点が１つの円周上に
あるため光学系によって与えられる収差は等しい。この
ため、均一な画像が作りやすい。

【００６２】書き出し位置（以下サイドレジと呼ぶ）
が、図４に示すように、回転前ではＡ、Ｏ、Ｅとその他
の発光点は異なり、回転後では、Ｂ，Ｏ、Ｆとその他の
発光点は異なり、サイドレジを書き出しタイミングで補
正する必要がある。

【００６３】ここで、サイドレジの補正について説明す
る。

【００６４】上述したように、７本の走査において、回
転前は感光体上で図４に示すような走査が行われる。発
光点Ａ，Ｏ，Ｅに対してＧ，Ｆは進み、Ｂ，Ｃは遅れ、
Ｄ，Ｈは発光しない。

【００６５】このような走査をすると画質上問題である
ため、図５のブロック図で示すように、ＬＤドライブボ
ード５４（以下ＬＤＤ）に信号が入る前にディレイ回路
５６を通し、そこで発光点Ｇの書き出しタイミングに合
わせるようにＦはΔ１の距離に相当する時間を早く点灯
させ、Ａ，Ｏ，ＥはΔ２の距離に相当する時間を早く点
灯させる。同様にＢはΔ３の距離に相当する時間を早く
点灯させ、ＣはΔ４の距離に相当する時間を早く点灯さ
せる。発光しないＤ，Ｈはコントローラ５８で発光しな
いように制御する。

【００６６】次に、回転後は、発光点Ｂ，Ｏ，Ｆに対し
てＤ，Ｅは進み、Ａ，Ｈは遅れ、Ｄ，Ｇは発光しない。
タイミングの補正は発光点Ｄの書き出しタイミングに合
わせ、Ｅ、Ｂ，Ｏ，Ｆ、Ａ，Ｈを早く点灯させる。発光
しないＤ，Ｇはコントローラ５８で発光しないように制
御する。

【００６７】これらの制御方法は発光点の具体的な配置
と光学系の走査方向の倍率が決まれば求まるものである
ため、ホストコンピュータ６２のメモリ回路６０にデー
タを格納しておけばそのまま使い続けられるものであ
る。

【００６８】次に、第３形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００６９】図６に示すように、第３形態で使用する面
発光ＬＤ４４には、発光点Ｏを中心とする同心円上に発
光点を配置することで発光点の間隔を広くしている。発
光点が配置されている円周が異なると光学系の収差が異
なり、感光体上のビーム径に差が発生することがある
が、同心円の径差が小さいので、収差的には図７に示す
面発光ＬＤ５２よりは有利である。

【００７０】

【表３】

【００７１】表３には発光点Ａの列が０°の位置（Ｙ
軸）にあるときを基準として、回転角度により発光する
発光点とラインを走査する順番を示した。この面発光Ｌ
Ｄ４４は、一度に７ライン走査するようになっている。

【００７２】次に、第４形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００７３】図７に示すように、第４形態で使用する面
発光ＬＤ５２には、発光点Ｏを中心とする同心円上に発
光点を配置することで発光点の間隔を広くしている。ま
た、発光点が一直線に並んでいるので製造上、検査上有
利である。

【００７４】

【表４】

【００７５】表４には発光点Ａの列が０°の位置（Ｙ
軸）にあるときを基準として、回転角度により発光する
発光点とラインを走査する順番を示した。この面発光Ｌ
Ｄ５２は、一度に７ライン走査するようになっている。

【００７６】次に、第５形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００７７】図８に示すように、第５形態で使用する面
発光ＬＤ６４には、発光点Ｏを中心とする同心円上に発
光点を配置することで発光点の間隔を広くしている。

【００７８】

【表５】

【００７９】また、表５のように、５ライン走査する場
合、発光点の点灯は、回転前後で変わらないが、サイド
レジは移動する。３ラン走査する場合、回転前はＡ，
Ｏ，Ｃが点灯し、回転後はＢ，Ｏ，Ｄが点灯する。この
場合、サイドレジは移動しない。

【００８０】発光点間隔を見るとＹ軸に平行な方向の長
さ、Ａ−Ｏ：Ｂ−Ｏ＝２：１になっているので、Ａ，
Ｏ，Ｃ点灯に対し、Ａ，Ｂ，Ｏ，Ｄ，Ｃ点灯は、Ｙ軸方
向の発光点間隔が変わるので解像度を２倍にすることが
できる。

【００８１】同一解像度で光量を変えることができるの
は、今まで説明した実施例と同一であるが、第５形態で
は、解像度と光量という観点でも使い分けることができ
る。

【００８２】具体的には、３個の発光点を発光する時を
６００ＳＰＩ、すべての発光点を発光する時を１２００
ＳＰＩとした時、コピー画質では特にベタ黒部は６００
ＳＰＩの方が高い光量を必要とする。そのため、透過率
の高い側を３点発光（低解像度）にして、透過率の低い
側をすべて発光（高解像度）させると都合が良い。

【００８３】解像度が低い、例えば６００ＳＰＩで、ソ
リッド部を書く時にビームによるリップルができ谷部分
の合成光量は小さくなるため、ある閾値以上にするため
にはビームのエネルギーを大きくする必要がある。つま
り、光学系の透過率は高いほうが望ましい。

【００８４】図９と図１０は、同一のビーム径で走査し
た時に、解像度を１：２の比率にしエネルギーを１：
０．４５にしたビームプロファイルを示したものであ
る。

【００８５】そして、それぞれを積分した後のエネルギ
ー分布を図１１、図１２に示す。合成したエネルギーは
ほぼ同等になるが低解像ではリップルが生じるため、実
際に有効なエネルギーは小さい。このケースも同一解像
度で光量のみを変えるという使い方をしても良いことは
当然である。

【００８６】次に、第６形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００８７】図１３（Ｂ）に示すように、第６形態で使
用する面発光ＬＤ６６には、発光点Ｏを中心とする正六
角形の頂点に発光点が配置され、図１４（Ａ）に示すよ
うに、底辺を水平方向に置いた状態から正六角形の重心
Ｏを回転中心として１９．１０７°回転させたものであ
る。

【００８８】これにより、副走査方向に同一間隔で同時
に７本の走査ができる。重心を中心に６０°回転させる
ことで偏光方向を変えることができ、走査間隔は変わら
ない。

【００８９】

【表６】

【００９０】表６に面発光ＬＤ６６の回転前後の発光点
とラインを走査する順番を示した。

【００９１】次に、第７形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００９２】図１４に示すように、第７形態で使用する
面発光ＬＤ６８は、底辺を水平方向に置いた正六角形を
重心Ｏを回転中心として１０．８９３°回転させたもの
である。内側にある正六角形を構成する正三角形の頂点
全てに発光点が（黒丸）が配置されており、外側にある
正六角形の辺には、４つの発光点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置
されている。

【００９３】面発光ＬＤ６８が回転する前は全ての黒丸
の発光点と、発光点Ａ，Ｃが点灯し、２１ラインを走査
する。６０°回転後はＢ→Ａ，Ｄ→Ｃの位置となり、全
ての黒丸の発光点と、発光点Ｂ，Ｄが点灯し、２１ライ
ンを走査する。このように、正三角形の集合体を形成
し、その頂点に発光点を配置することで、等間隔で多数
のラインを走査できる。

【００９４】次に、第８形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００９５】図１５に示すように、第８形態で使用する
面発光ＬＤ７０は、底辺を水平方向に置いた正六角形を
重心Ｏを回転中心として７．５８９°回転させたもので
ある。外側にある正六角形を構成する正三角形の頂点全
てに発光点が（黒丸）が配置されており、この正六角形
から飛び出している正三角形の頂点には辺には、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌの１２個
の発光点が配置されている。

【００９６】面発光ＬＤ７０が回転する前は全ての黒丸
の発光点と、発光点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｈ、Ｉが点灯し、
４３ラインを走査する。６０°回転後は発光点Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｇ、Ｈ、Ｉが消燈し、発光点Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｊ、Ｋ、
Ｌが点灯し、全ての黒丸の発光点が点灯して４３ライン
を走査する。

【００９７】次に、第９形態に係るレーザー光学装置を
説明する。

【００９８】図１６に示すように、第９形態で使用する
面発光ＬＤ７２は、解像度切り替えと光量可変できる発
光点の配置である。

【００９９】面発光ＬＤ７２が回転する前はＢ、Ｏが点
灯し、３０°回転後はＣ，Ｏ，Ａが点灯する。回転後の
Ｃ，Ｏ，Ａは、回転前の位置で、Ｃ→Ｅ，Ｏ→Ｏ，Ａ→
Ｆの位置に来る。

【０１００】Ｙ軸に平行な長さは、回転前のＢ−Ｏ：Ｅ
−Ｏ＝２：１となるので、１：２の解像度切り替え（６
００ＳＰＩと１２００ＳＰＩ）ができる。

【０１０１】また、同一解像度の時は９０°回転させ
Ｃ，Ｏを点灯させることで、偏光方向を完全に変えるこ
とができるので、光量可変率を大きくすることができ
る。

【０１０２】

【表７】

【０１０３】表７に面発光ＬＤ７２の回転前後の発光点
とラインを走査する順番を示した。この実施形態におい
ても、９０°回転させ、同一解像度で光量のみを変える
という使い方をしても良い。なお、高解像度は、偏光方
向を利用した光量補正はできない。

【０１０４】次に、第１０形態に係るレーザー光学装置
を説明する。

【０１０５】図１７に示すように、第１０形態で使用す
る面発光ＬＤ７４は、解像度切り替えと２重書きができ
光量可変を広いレンジでできる発光点の配置である。

【０１０６】面発光ＬＤ７４が回転する前は発光点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄが点灯し、回転後はそれぞれの発光点がＡ→
Ｂ、Ｂ→Ｆ、Ｃ→Ｄ、Ｄ→Ｅに移動することになり、Ｏ
を含め同時に５本の走査ができる。回転前のＡ，Ｂと
Ｃ，Ｄは同一のデータを書き込む重ね書きである．Ｙ軸
に平行な方向の長さ、Ａ−Ｂ：Ｅ−Ａ＝２：１になるの
で解像度は２倍にできる。偏向器の回転数を回転前後で
同一にする時はＥ又はＦの位置の発光点を点灯させない
ようにする。発光点でいうとＤまたはＢになる。しか
し、ポリゴンミラーの回転数を５分の４に落とすことが
できるので、騒音、発熱に対し有利である。

【０１０７】

【表８】

【０１０８】このケースでは、表８のように回転前は重
ね書きを行い、回転後は解像度を２倍にした５ラインの
走査を行うものである。解像度と光量の関係は、第５形
態で説明した通りであり、６００ＳＰＩの時は重ね書き
することで高い光量で感光体を走査できる。

【０１０９】また、本発明では、光学系の光路中に偏光
によって光効率が大きく変わる素子を入れておくこと
で、多くの反射ミラーを配置しなくても同等の透過率を
得ることができる。

【０１１０】具体的には、反射ミラーの１つにＳ偏光の
反射率が９５％以上、Ｐ偏光の反射率が５％のミラーを
Ｓ偏光成分の多い光路中に配置する。例えば、図１に示
す折り返しミラー２０に配置すると良い。

【０１１１】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、安価な方
法で、感光体上の光量のダイナミックレンジを大きくと
ることができる。このため、高画質を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１形態に係るレーザー光学装置の平面図で
ある。

【図２】第１形態に係るレーザー光学装置の側面図で
ある。

【図３】第１形態に係るレーザー光学装置の面発光Ｌ
Ｄの説明図である。

【図４】第２形態に係るレーザー光学装置の面発光Ｌ
Ｄの説明図である。

【図５】サイドレジを補正する構成を示すブロック図
である。

【図６】第３形態に係るレーザー光学装置の面発光Ｌ
Ｄの説明図である。

【図７】第４形態に係るレーザー光学装置の面発光Ｌ
Ｄの説明図である。

【図８】第５形態に係るレーザー光学装置の面発光Ｌ
Ｄの説明図である。

【図９】低解像時に同一のビーム径で走査したときの
副走査方向のビームプロファイルである。

【図１０】高解像時に同一のビーム径で走査したとき
の副走査方向のビームプロファイルである。

【図１１】低解像時に同一のビーム径で走査したとき
の副走査方向の積分後のエネルギー分布である。

【図１２】高解像時に同一のビーム径で走査したとき
の副走査方向の積分後のエネルギー分布である。

【図１３】第６形態に係るレーザー光学装置の面発光
ＬＤの説明図である。

【図１４】第７形態に係るレーザー光学装置の面発光
ＬＤの説明図である。

【図１５】第８形態に係るレーザー光学装置の面発光
ＬＤの説明図である。

【図１６】第９形態に係るレーザー光学装置の面発光
ＬＤの説明図である。

【図１７】第１０形態に係るレーザー光学装置の面発
光ＬＤの説明図である。

【図１８】従来のレーザー光学装置を示す斜視図であ
る。

【図１９】従来のレーザー光学装置を示す斜視図であ
る。

【図２０】従来のレーザー光学装置の面発光ＬＤの説
明図である。

【図２１】従来のレーザー光学装置の面発光ＬＤの説
明図である。

【図２２】Ｓ偏光、Ｐ偏光と入射角度、透過率及び反
射率を示すグラフである。

【符号の説明】

１２面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）４２面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）４４面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）５２面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）６２面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）６６面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）６８面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）７０面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）７２面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）７４面発光ＬＤ（面発光レーザーダイオード）

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】面発光レーザーダイオードの複数の発光
点から発光された複数のビームを整形する第１光学ユニ
ットと、前記第１光学ユニットによって整形された複数
ビームを偏向する光偏向器と、前記光偏向器によって偏
向された複数ビームを被走査面上に結像させる第２光学
ユニットと、を備えたレーザー光学装置において、前記複数の発光点の偏光方向を同一とし、前記面発光レ
ーザーダイオードを回転可能な構成としたことを特徴と
するレーザー光学装置。
【請求項２】前記面発光レーザーダイオードの回転前
後で、発光する前記発光点の副走査方向の間隔が同一と
なるように、複数の発光点を配置したことを特徴とする
請求項1に記載のレーザー光学装置。
【請求項３】発光する前記発光点が副走査方向へ一列
に並んでいることを特徴とする請求項２に記載のレーザ
ー光学装置。
【請求項４】前記発光点が同心円上又は同一円周上に
並んでいることを特徴とする請求項２に記載のレーザー
光学装置。
【請求項５】同一の走査ラインを形成する前記発光点
を、２点以上発光させることを特徴とする請求項２〜請
求項４の何れかに記載のレーザー光学装置。
【請求項６】前記感光体上での主走査方向の書き出し
位置が同一となるように、前記発光点の発光タイミング
を制御することを特徴とする請求項２〜請求項５の何れ
かに記載のレーザー光学装置。
【請求項７】前記発光点から発光されたビームを折り
返すミラーの取付角度が、ビームの入射角度と偏光方向
で透過率が変わるように設定されたことを特徴とする請
求項１〜請求項６の何れかに記載のレーザー光学装置。
【請求項８】前記面発光レーザーダイオードから前記
感光体までの光路中にＳ偏光又はＰ偏光を多く反射する
ミラーを配置したことを特徴とする請求項１〜請求項７
の何れかに記載のレーザー光学装置。