JP2007109929A

JP2007109929A - 二次元ｖｃｓｅｌアレイの駆動装置および駆動方法および画像形成方法および光走査装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2007109929A
Application number: JP2005299888A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hara; 敬原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）中の面発光レーザー素子（ＶＣＳＥＬ）の集積度を高めたときにも、隣接する素子（ＶＣＳＥＬ）の熱干渉を低減する。
【解決手段】第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置および駆動方法および画像形成方法および光走査装置および画像形成装置に関する。

電子写真における画像記録において、高精細な画像品質を得るのに、レーザー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ーを走査（主走査）しつつ、ドラムを回転させ（副走査して）、潜像を形成する方法が一般的である。

一方、画像形成装置の分野（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。これを実現するための１つの方法として、主走査・副走査速度を高速化するとともに、レーザーを高出力化するか、感光体を高感度化する方法が考えられるが、この方法により画像形成速度を向上させるには、レーザーの高出力化に伴う光源または高感度感光体の開発、主副走査の高速化によるそれを支持する筐体の補強、更には高速走査時の位置制御方法の開発等、多くの課題が発生し、多大なコストと時間を必要とする。また画像の高精細化について、画像の解像度が２倍になった場合、主走査・副走査方向ともに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。

画像出力の高速化を達成するための別の方法として、レーザーをマルチビーム化する方法が考えられ、現在の高速出力機においては複数本のレーザーを用いるのが一般的となっている。レーザーをマルチビーム化することにより、１回の主走査で潜像の形成される領域が拡大され、ｎ本のレーザーを用いた場合、１本のレーザーを用いた場合と比較して、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。

このような例として、１つのチップに複数の端面発光型半導体レーザーを有するマルチビーム半導体レーザーが例えば特許文献１，特許文献２において提案されているが、そのような構成では構造上・コスト上の問題により、４ビーム（２ビーム×２、４ビーム×１）若しくは８ビーム（２ビーム×４、４ビーム×２）程度が限界であり、今後進展するであろう画像出力の高速化に対応することはできない。

これに対し、近年盛んに研究が行われている面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）は、二次元ＶＣＳＥＬアレイとして二次元集積化が容易であり、集積方法を工夫することにより、実際のビームピッチをより狭く設定し、且つより多くの発光素子（すなわち、ＶＣＳＥＬ）を１つのチップ上に集積することが可能である。

一方、二次元ＶＣＳＥＬアレイより放出される複数のレーザー光を１つのコリメートレンズで集光する場合、該コリメートレンズの光軸付近に全てのレーザー光が集中していることが望ましい。換言すれば、二次元ＶＣＳＥＬアレイを構成する個々の素子（ＶＣＳＥＬ）を極力高い集積度で位置決めしなければならない（高密度でＶＣＳＥＬを集積させなければならない）。すなわち、レーザー光とコリメートレンズの光軸との距離が離れるほど、コリメートレンズの収差の影響により、レーザー光を収束することが困難になり、高精細な画像形成を阻害する大きな要因の一つとなる。

しかし、高密度でＶＣＳＥＬを集積する場合、それに伴う種々の弊害が発生する。例えば、隣接するＶＣＳＥＬの間隔が狭くなるに従って、それらＶＣＳＥＬの発する熱が干渉し、画像の濃度むらを誘発する出力低下や信頼性低下等の種々の問題が顕著になってくる。従来、特許文献３にはＶＣＳＥＬの高密度集積化方法が記載されているが、上記のように熱干渉による弊害についての対策は何ら施されておらず、二次元ＶＣＳＥＬアレイに高出力・高信頼性の動作をさせることはできない。
特開平１１−３４０５７０号公報特開平１１−３５４８８８号公報特開２００１−２７２６１５号公報

本発明は、二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）中の面発光レーザー素子（ＶＣＳＥＬ）の集積度を高めたときにも、隣接する素子（ＶＣＳＥＬ）の熱干渉を低減することの可能な二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置および駆動方法および画像形成方法および光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元面発光レーザーアレイ（以下、二次元ＶＣＳＥＬアレイと称す）の駆動装置において、該駆動装置は、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させる駆動手段を備えていることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動方法において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元ＶＣＳＥＬアレイを光源として用いる画像形成方法において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させる主走査工程と、主走査工程を行なった後、所定の量の副走査を実行する副走査工程と、前記主走査工程と前記副走査工程とを繰り返し実行することによって画像形成を行なうことを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置と、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置によって駆動されて二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されたレーザー光を走査する走査手段とを有していることを特徴とする光走査装置である。

また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御する制御手段と、画像形成時以外の時に、前記受光手段を二次元ＶＣＳＥＬアレイから放出されるレーザー光の光路上に挿入する挿入手段とがさらに設けられていることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項４記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の一部を反射し残りのレーザー光を透過させる光学手段と、前記光学手段で反射されたレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御する制御手段とがさらに設けられていることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、請求項５または請求項６記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイと受光手段との間に所定の倍率でレーザー光を拡大する拡大手段がさらに設けられていることを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の光走査装置において、主走査方向終端にｎ（ｎ≧２）回の主走査終了を検知する主走査終了検知手段がさらに設けられており、主走査終了検知手段で検知された主走査終了検知信号と同期して副走査が行なわれるようになっていることを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、請求項４乃至請求項８のいずれか一項に記載の光走査装置が用いられることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１，請求項２の発明によれば、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元面発光レーザーアレイ（以下、二次元ＶＣＳＥＬアレイと称す）の駆動において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させるので、二次元ＶＣＳＥＬアレイ中の素子（ＶＣＳＥＬ）の集積度を高めたときにも、隣接する素子（ＶＣＳＥＬ）の熱干渉を低減することができ、二次元ＶＣＳＥＬアレイの個々の素子（ＶＣＳＥＬ）の光出力を向上させ且つ長寿命な二次元ＶＣＳＥＬアレイを実現することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元ＶＣＳＥＬアレイを光源として用いる画像形成方法において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させる主走査工程と、主走査工程を行なった後、所定の量の副走査を実行する副走査工程と、前記主走査工程と前記副走査工程とを繰り返し実行することによって画像形成を行なうので、高精彩な画像形成（画像記録）を継続して行うことができる。

また、請求項４乃至請求項８記載の発明によれば、請求項１記載の二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置と、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置によって駆動されて二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されたレーザー光を走査する走査手段とを有しているので、複数のレーザー光で複数のラインを同時に走査することが可能となり、潜像を高速に（短時間で）形成することができる。特に、請求項１記載の二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置を用いることで、高精彩な画像形成（画像記録）を継続して行うことの可能な光走査装置を提供することができる。

また特に、請求項５記載の発明では、請求項４記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御する制御手段と、画像形成時以外の時に、前記受光手段を二次元ＶＣＳＥＬアレイから放出されるレーザー光の光路上に挿入する挿入手段とがさらに設けられているので、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬからのレーザー光出力を均一に保つことができて、均一な潜像を安定して形成することができる。これにより、均一な高精彩な画像形成（画像記録）を継続して行うことの可能な光走査装置を提供することができる。

また、請求項６記載の発明では、請求項４記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の一部を反射し残りのレーザー光を透過させる光学手段と、前記光学手段で反射されたレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御する制御手段とがさらに設けられており、潜像形成中であってもレーザー光出力を検知して二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御するので、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬからのレーザー光出力を均一に保つことができて、均一な潜像を安定して形成することができる。すなわち、容易に均一な高精彩な画像形成（画像記録）を継続して行うことの可能な光走査装置を提供することができる。

また、請求項７記載の発明では、請求項５または請求項６記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイと受光手段との間に所定の倍率でレーザー光を拡大する拡大手段がさらに設けられているので、二次元ＶＣＳＥＬアレイ中の個々のＶＣＳＥＬのレーザー光出力を同時に独立して検知することができ、二次元ＶＣＳＥＬアレイ中の個々のＶＣＳＥＬのレーザー光出力を均一に保つことができる。すなわち、簡便に均一な高精彩な画像形成（画像記録）を継続して行うことの可能な光走査装置を提供することができる。

また、請求項８記載の発明では、請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の光走査装置において、主走査方向終端にｎ（ｎ≧２）回の主走査終了を検知する主走査終了検知手段がさらに設けられており、主走査終了検知手段で検知された主走査終了検知信号と同期して副走査が行なわれるので、高品質な画像形成を行なうことができる。すなわち、歪みの無い高精彩な画像形成（画像記録）を継続して行うことの可能な光走査装置を提供することができる。

また、請求項９の発明によれば、請求項４乃至請求項８のいずれか一項に記載の光走査装置が用いられることを特徴とする画像形成装置（電子写真装置）であるので、画像（電子写真画像）を高速に出力することができる。すなわち、高精彩な画像記録を継続して行うことの可能な画像形成装置（電子写真装置）を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

近年、電子写真分野においては、より一層の画像出力の高速化、画像の高密度化が求められている。このような要求に対し、これまではポリゴンミラーの高速化及びレーザー出力の向上によって対応していた。

現在の電子写真において画像形成を行う際には、レーザー光を高速回転するポリゴンミラーにより反射し、画像情報に応じて感光体主走査方向に一列照射した後、感光体ドラムを副走査方向に一画素分走査するという工程を繰り返すことによって、潜像形成を行っていた。感光体上に潜像を形成する際には単位面積あたり一定のエネルギー以上のレーザー光を照射する必要があるため、潜像形成の高速化を達成するためには、ポリゴンミラーの回転速度を向上させるだけではなく、同時にレーザー出力も向上させなければならない。しかしポリゴンミラーの回転数やレーザー出力の向上には限界があり、特に前者については現在の２−３倍程度が限界である。

画像形成の高速化を実現する他の方法としては、レーザーのマルチビーム化が考えられる。マルチビームレーザーを用いて潜像形成を行う場合、ポリゴンミラーを用いて感光体上、主走査方向に走査する際、一回の主走査でレーザーの本数に応じて同時に複数列（複数ライン）を走査できるので、ポリゴンミラーの回転数やレーザー出力は従来どおりであっても、より高速に潜像形成を実現することができる。しかし、従来より用いられている端面発光型半導体レーザーは、マルチビーム化において一次元アレイ以外実現することが困難であり、また消費電力が大きいため互いの熱干渉による出力・寿命低下を防止することが困難である。また、それを実現したとしても、非常に煩雑な工程を必要とし、単素子の端面発光型半導体レーザーと比較して大幅なコストアップは避けられない。この傾向はビーム数が増加するほど顕著となり、今後の画像形成の高速化に対応することは困難である。なお、単素子の端面発光型半導体レーザーを複数用いる場合は、素子数と同数の光学系が必要となるため、大幅なコストアップが不可避であることは言うまでもない。

一方、これらの問題を同時に解決する手段として、面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）を二次元にアレイ化した二次元面発光レーザーアレイ（以下、二次元ＶＣＳＥＬアレイと称す）を書込み光源とすることが考えられる。ＶＣＳＥＬは、レーザー光を基板に対して垂直に取り出すことが可能であるため、素子の高度な集積が容易である。

また一般に、ＶＣＳＥＬも含めてレーザーダイオード（以下、ＬＤと称す）の動作温度は、その特性に種々の影響を与えることが知られている。動作温度の上昇に伴い、発振閾値電流の増大、光出力の低下、素子寿命の低下などがその一例であり、ＬＤの特性向上のためには動作温度を極力低く保つ必要がある。

しかし、多数の面発光レーザー素子（ＶＣＳＥＬ）を集積した二次元ＶＣＳＥＬアレイにおいては素子間隔が短いため、動作雰囲気温度が一定であっても隣接する素子で発生した熱干渉により実際の動作温度が上昇し、上述の種々の特性低下が引き起こされる可能性が極めて高い。

即ち、高度に集積された二次元ＶＣＳＥＬアレイを画像記録用途として用いる場合、これらの弊害を回避するため個々のＶＣＳＥＬの熱干渉について十分な注意を払い、それに対する何らかの対策が施されなければならない。

図１は二次元ＶＣＳＥＬアレイを用いた画像形成の仕方を説明するための図であり、この二次元ＶＣＳＥＬアレイは、図１のように、第一の基線，第二の基線上に複数個の面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）が配列されたものとなっている。図１の二次元ＶＣＳＥＬアレイを用いて画像形成（画像記録）を行う場合、従来では、通常１回の主走査において二次元ＶＣＳＥＬアレイの全てのＶＣＳＥＬを画像データに対応して点灯させた後に副走査を行い、これらの工程を繰り返し実行することで、画像形成（画像記録）を行なうようになっていた。このような仕方では、二次元ＶＣＳＥＬアレイに含まれるＶＣＳＥＬの総数をｎとすると、同一出力を有する１つのレーザー光源を用いた場合と比較して、１／ｎの時間で画像形成（画像記録）を行うことができる。

しかし、このような仕方では、二次元ＶＣＳＥＬアレイの全てのあるいは隣接するいくつかのＶＣＳＥＬが同時に点灯することを避けることができないため、上述のような弊害を引き起こすことは避けられない。

（第１の形態）
本発明は、上記のような問題を解決するため、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元面発光レーザーアレイ（以下、二次元ＶＣＳＥＬアレイと称す）の駆動装置において、該駆動装置は、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させる駆動手段を備えていることを特徴としている。

このように、本発明では、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元面発光レーザーアレイ（以下、二次元ＶＣＳＥＬアレイと称す）の駆動において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させるので、熱干渉による弊害を大幅に抑制することができる。すなわち、二次元ＶＣＳＥＬアレイ中の素子（ＶＣＳＥＬ）の集積度を高めたときにも、隣接する素子（ＶＣＳＥＬ）の熱干渉を低減することができ、二次元ＶＣＳＥＬアレイの個々の素子（ＶＣＳＥＬ）の光出力を向上させ且つ長寿命な二次元ＶＣＳＥＬアレイを実現することができる。

本発明の具体例として、例えば図２に示すように、第一の主走査においてグループＡのみ点灯させ、第二の主走査においてグループＢのＶＣＳＥＬのみ点灯させた後に、副走査を実行するような構成にすることができる。図２中のＶＣＳＥＬａに注目した場合、上述した従来の仕方ではｂ〜ｉまでのすべてのＶＣＳＥＬが点灯する可能性があり、その場合、それらすべての熱干渉を受けるが、図２の仕方によれば、ＶＣＳＥＬａ点灯中は、最多でＶＣＳＥＬｂ、ｄ、ｇ、ｉが点灯し、ＶＣＳＥＬｃ、ｅ、ｆ、ｈは点灯しないため、熱干渉による弊害を大幅に抑制することができる。

また、本発明の他の具体例として、例えば図３に示すように、第一の主走査でグループＡ、第二の主走査でグループＢ、第三の主走査でグループＣのＶＣＳＥＬをそれぞれ点灯させた後に、副走査を実行する構成にすることもできる。図３の例では、熱干渉を影響を更に抑制することができる。

図４は、図１に示した二次元ＶＣＳＥＬアレイのＶＣＳＥＬの素子数を半減し（第二の基線上において素子数を１／２とし）且つ素子ピッチを２倍に拡大した構成を示している（ｈ’＝２ｈ、ｄ’＝２ｄ）。図４のＶＣＳＥＬアレイを用いて本発明と同等の画像解像度で画像形成（画像記録）を行う場合、第一の主走査において全てのＶＣＳＥＬを点灯させ、第一の主走査終了後に正射影点の間隔の半分（ｈ’／２）副走査した後、再度全てのＶＣＳＥＬを用いて第二の主走査を実行する。そして、第二の主走査が完了した後に、正射影点の間隔と素子数によって規定される副走査量（ｈ’×ｎ−ｈ’／２、ｎ：素子数）を走査し、これらの操作を繰り返し実行することによって、画像形成（画像記録）を行う。

図４で示した例を図２の構成の場合（本発明）と比較すると、画像解像度は本発明と等しく素子ピッチが２倍であるため、素子間の熱干渉についてはほぼ同等であるといえる。しかし、図２においては第一の主走査と第二の主走査で用いるＶＣＳＥＬが異なるのに対し、図４で示した例では第一の主走査と第二の主走査において同一のＶＣＳＥＬを使用するため、一つのＶＣＳＥＬに注目した場合、点灯時間は２倍となって、素子寿命については本発明の１／２程度であり、素子寿命の改善に対しては効果的とは言い難い。

更に、図２の構成の場合、第一の主走査の際には、グループＡの素子が点灯し、グループＢの素子は休止しており、第二の主走査の際には、グループＢの素子が点灯し、グループＡの素子が休止しているため、いずれかのグループのみに着目すると、主走査１回おきに素子が休止しているため、十分な素子の冷却時間が確保されている。これに対し、図４の構成においては、主走査毎に素子が点灯しているため、素子内部の蓄熱により素子劣化が加速される可能性がある。

即ち、本発明は、素子寿命の延長という観点からも極めて有効であるといえる。

本発明では、半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元ＶＣＳＥＬアレイを光源として用いる画像形成方法において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させる主走査工程と、主走査工程を行なった後、所定の量の副走査を実行する副走査工程と、前記主走査工程と前記副走査工程とを繰り返し実行することによって画像形成を行なうことができる。

これにより、高精彩な画像形成（画像記録）を継続して行うことができる。なお、図１乃至図４において二次元ＶＣＳＥＬアレイは駆動装置によって駆動されるが、図１乃至図４では駆動装置の図示を省略している。

（第２の形態）
本発明の第２の形態は、第１の形態の二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置と、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置によって駆動されて二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されたレーザー光を走査する走査手段とを有していることを特徴とする光走査装置である。

より具体的に、この第２の形態の光走査装置は、第１の形態の二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）の駆動装置と、該二次元面発光レーザーアレイより放出されたレーザー光を平行ビームに変換する手段と、該平行ビームを走査する走査手段と、走査された平行ビームより同一平面上に焦点が得られるよう変換する手段とを有している。

図５は本発明の第２の形態の光走査装置の具体例を示す図であり、図５の例では、光走査装置は、第１の形態の二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置、コリメータレンズ（面発光レーザーアレイより放出されたレーザー光を平行ビームに変換する手段）、ポリゴンミラー（走査手段）、ｆθレンズ（走査された平行ビームより同一平面上に焦点が得られるよう変換する手段）より構成されている。図５において、ポリゴンミラーの回転軸は紙面に対し垂直に設定されており、図１に示した二次元ＶＣＳＥＬアレイの第一の基線は、主走査方向に対し垂直に（副走査方向に対し平行に）、即ち紙面に対し垂直に設定されている。また、コリメータレンズは、二次元ＶＣＳＥＬアレイより放出されるあらゆるレーザー光を全て含む大きさに設計されている。なお、図５の光走査装置は、レーザー光を走査して感光体ドラムに画像を形成する画像形成装置に利用されるものとなっている。

図５の構成では、二次元ＶＣＳＥＬアレイより放出されたレーザー光はコリメータレンズによって平行ビームに変換された後、ポリゴンミラーによって主走査方向に走査され、主走査方向に走査されたレーザー光はｆθレンズによって感光体ドラム上の全ての位置において焦点が得られるように設定されている。

画像形成（画像記録）が例えば図２の仕方でなされる場合、第一主走査によってグループＡのＶＣＳＥＬより放出されたレーザー光は、ポリゴンミラーによって、図５において左から右へ走査される。この時、二次元ＶＣＳＥＬアレイは、画像情報に応じて駆動装置（駆動回路）によって駆動されている。第一主走査が完了すると直ちに第二主走査が開始され、第二主走査終了と同期して副走査が行われる。即ち、２回の主走査と１回の副走査を一組として、この操作を繰り返すことにより画像形成（画像記録）が行われる。従来の光走査装置においては一つの光源しか有していなかったため、一組の主走査・副走査で書込まれるのは１行であるから、副走査は１行分のみなされていた。しかし、本発明においては、複数の光源を有しているため、一組の主走査・副走査で光源の数に対応した行数を書込むことが可能である。従って、一回の副走査で走査される行数も同様にそれに対応した行数分実施される。

本発明においては、レーザー光のピッチは図１中ｈによって示される間隔であるが、主走査時に感光体へ画像を書込む場合、第一の基線に対する各ＶＣＳＥＬのオフセット量ｄを考慮して実施することにより、感光体上での各ＶＣＳＥＬからのビームを一直線上に配置することができる。

図２の例のように２回の主走査と１回の副走査を一組として画像形成（画像記録）を行う場合、１本のレーザー光を用いて同等の光出力，ポリゴンミラー回転速度を有する光書込み系に対しては、レーザー本数をｎ本とすると、感光体ドラム一回転に要する書込み時間は２／ｎとなり、従来と比較して大幅な高速書込みが可能となる。

（第３の形態）
本発明の第３の形態は、第２の形態の光走査装置において、二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）の各面発光レーザー素子（ＶＣＳＥＬ）から放出されるレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御する制御手段と、画像形成時以外の時に、前記受光手段を二次元ＶＣＳＥＬアレイから放出されるレーザー光の光路上に挿入する挿入手段とがさらに設けられていることを特徴としている。

図６は第３の形態の光走査装置の具体例を示す図であり、図６の例では、光走査装置には、図５の構成例において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されたレーザー光を検知する受光手段と、該受光手段をＶＣＳＥＬアレイと走査手段（ボリゴンミラー）との間に挿入する挿入手段（図示せず）とがさらに設けられている。

一般に半導体レーザーは、通電と共に徐々に出力が低下する現象が確認されており、この現象は多かれ少なかれあらゆる半導体レーザーについて当てはまる。レーザー出力の変動は、潜像形成における感光体上の電位むらとなって現れ、最終的には画像の濃度むらとなって観察される。従って、均一な濃度の画像を形成する際には、レーザー光出力を均一にしなければならない。

図６の例では、受光手段は、画像形成時には図６のａに示す光路外の位置にあるが、画像非形成時には、図示しない挿入手段（移動手段）によって図６のｂに示す光路内の位置に挿入される。これによって、光路上に挿入された受光手段は、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の光出力を検知し、その結果に基づいて各ＶＣＳＥＬへの注入電流を補正する。これにより、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光出力を均一に保つことができる。

このように、本発明の第３の形態では、第２の形態の光走査装置において、二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子から放出されるレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子への注入電流を制御する制御手段と、画像形成時以外の時に、前記受光手段を二次元面発光レーザーアレイから放出されるレーザー光の光路上に挿入する挿入手段とがさらに設けられており、レーザー光出力を検知して二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子への注入電流を制御するので、二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子からのレーザー光出力を均一に保つことができて、均一な潜像を安定して形成することができる。

（第４の形態）
本発明の第４の形態は、第２の形態の光走査装置において、二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）の各面発光レーザー素子（ＶＣＳＥＬ）から放出されるレーザー光の一部を反射し残りのレーザー光を透過させる光学手段（例えば、ハーフミラー）と、光学手段で反射されたレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子への注入電流を制御する制御手段とがさらに設けられていることを特徴としている。

図７は第４の形態の光走査装置の具体例を示す図であり、図７の例では、光走査装置には、図５の構成例において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されたレーザー光の一部を反射し、残りのレーザー光を透過させるハーフミラーと、ハーフミラーで反射されたレーザー光の光出力を検知する受光手段とがさらに設けられている。

前述した第３の形態の光走査装置の構成においては、画像形成時において全てのレーザー光を潜像形成に用いることができる反面、受光手段の移動手段の設置や該受光手段の位置精度向上のために、構成が複雑になる恐れがあった。

これに対し、第４の形態の光走査装置では、光学手段（ハーフミラー）によってレーザー光の一部を分離・反射し、反射光を受光手段で検出することにより、レーザー光の出力ロスは避けられないが、一切の移動手段（挿入手段）を設けることなく、各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の光出力を検知し、各ＶＣＳＥＬへの注入電流を補正して、各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光出力を均一に保つことができる。また、この第６の形態によれば、潜像形成中であっても光出力の検出が可能であり、潜像形成中に各ＶＣＳＥＬのレーザー光出力が変動した場合であっても、注入電流の補正，レーザー光出力の調整が可能である。

このように、本発明の第４の形態では、第２の形態の光走査装置において、二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子から放出されるレーザー光の一部を反射し残りのレーザー光を透過させる光学手段と、光学手段で反射されたレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子への注入電流を制御する制御手段とがさらに設けられており、潜像形成中であってもレーザー光出力を検知して二次元面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子への注入電流を制御するので、面発光レーザーアレイの各面発光レーザー素子からのレーザー光出力を均一に保つことができて、均一な潜像を安定して形成することができる。

（第５の形態）
本発明の第５の形態は、第３または第４の形態の光走査装置において、前記二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）と前記受光手段との間に、所定の倍率でレーザー光を拡大する拡大手段がさらに設けられていることを特徴としている。

図８は第５の形態の光走査装置の具体例を示す図であり、図８の例では、図７の構成例において、ハーフミラーと受光手段との間に、二次元ＶＣＳＥＬアレイから放出されたレーザー光を所定の倍率で拡大する拡大手段（例えば拡大レンズ）が設けられ、受光手段は、拡大手段で拡大されたレーザー光の光出力を検知するように構成されている。

本発明で用いている二次元ＶＣＳＥＬアレイより放出されるレーザー光は、実際には複数本放出されているが、その間隔が狭いためそれぞれを正確に分離して検出することは難しい。従って、前述した第２，第３の形態において、受光手段で各ＶＣＳＥＬからの個々のレーザー光を検出する場合、ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬをそれぞれ個別に（例えば順次に）駆動する必要があった。

これに対し、この第５の形態では、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬからのレーザー光のビームピッチを拡大手段（拡大レンズ）によって拡大しているため、個々のレーザー光を正確に分離して検知することができる。

なお、図８の例においては、図７の構成に拡大レンズを追加して、個々のレーザー光を分離・検知しているが、図６の構成に拡大レンズを追加した構成であっても構わない。その場合、画像形成時においては、拡大レンズは、受光手段とともに、図６のａに示す光路外の位置にあり、画像非形成時においては、拡大レンズは、図示しない挿入手段によって図６のｂに示す光路内の位置に受光手段と連動して挿入されなければならない。

（第６の形態）
本発明の第６の形態は、第２乃至第５のいずれかの形態の光走査装置において、主走査方向終端にｎ（ｎ≧２）回の主走査終了を検知する主走査終了検知手段がさらに設けられており、主走査終了検知手段で検知された主走査終了検知信号と同期して副走査が行なわれるようになっていることを特徴としている。

図９は第６の形態の光走査装置の具体例を示す図であり、図９の例では、図５の光走査装置において、主走査方向終端に、主走査終了検知手段としての光センサが設けられている。

電子写真においては、図９におけるポリゴンミラー（走査手段）による主走査が終了した後、感光体ドラムを副走査方向に所定の量走査することの繰り返しによって画像形成がなされている。従って、主走査と副走査はあらかじめ決められたタイミングによって行われているが、ポリゴンミラーの回転むらにより上記タイミングにずれが生じ、１つの画像分の主走査を完了する間にそのずれが蓄積し、高品質な画像形成を妨げる恐れがある。

これに対し、第６の形態においては、主走査方向終端に、走査されたレーザー光を検知する主走査終了検知手段（図９の光センサ）を設け、光センサからの２回の主走査終了の信号と同期して副走査を行うことにより（感光体ドラムの副走査方向への走査制御を行なうことにより）、ポリゴンミラーの回転むらによる画像品質の低下を防止することができ、高品質な画像形成を行うことができる。

なお、第６の形態において、潜像形成プロセスについては、副走査の実施を主走査終了検知手段より得られる主走査終了の信号をトリガとして行う以外は、第２の形態で説明したものと同様である。

また、図９の例では、図５の構成例に適用した場合を示したが、図６，図７，図８の構成例にも、同様に適用できる。

（第７の形態）
本発明の第７の形態は、第２乃至第６のいずれかの形態の光走査装置が用いられることを特徴とする画像形成装置（電子写真装置）である。

ここで、画像形成装置としては、例えば、複写機，プリンタ，ファクシミリ、あるいは、これらの複合機などが挙げられる。

図１０は第７の形態の画像形成装置（電子写真装置）の具体例を示す図であり、図１０において、光走査装置には、第２乃至第６のいずれかの形態の光走査装置が用いられている。

以下に、図１０の画像形成装置（電子写真装置）を用いた画像形成プロセス（電子写真形成プロセス）を示す。

図１０の電子写真装置では、帯電ユニットにより感光体ドラム上を一様に帯電した後、光走査装置により潜像を形成する。潜像形成プロセスについては第２の形態で説明したものと同様である。潜像が形成された後、電荷により形成された潜像に現像ユニットによりトナー現像を施す。次いで、図示しない給紙ユニットにより供給された記録紙に、転写ユニットによりトナー画像を転写する。そして、記録紙上に転写されたトナー画像を図示しない定着ユニットにより熱定着し、電子写真画像形成が完了する。一方、トナー画像を転写した感光体ドラム上の潜像を除電ユニットにより消去した後、感光体ドラム上に残留したトナーをクリーニングユニットにより除去する。以上のプロセスを繰り返し実行することで、電子写真画像を連続且つ高速に出力することができる。

実施例１は、第６の形態で示した図９の光走査装置を含む画像形成装置に関するものである。光源として用いる二次元ＶＣＳＥＬアレイは、図１において、ｄ＝４０μｍ、ｈ＝５．３μｍで配置されており、放出されたレーザー光は２倍の光学系を用いて２４００ｄｐｉで画像形成（画像記録）を行なう。また、ここで用いる画像形成（画像記録）の仕方としては、３２素子よりなるＶＣＳＥＬアレイにおいて、各ＶＣＳＥＬを図２に示すような２つのグループＡ，Ｂに分けて順次点灯させる仕方を用いる。

図９において、二次元ＶＣＳＥＬアレイより放出されたレーザー光は、コリメータレンズによって平行ビームに整形される。その後、高速回転（３００００ｒｐｍ）するポリゴンミラーで反射され、反射されたレーザー光は、ｆθレンズによって感光体ドラム上の如何なる位置においても焦点を結ぶよう整形される。この時、ポリゴンミラーが６０°回転するごとに主走査終端付近に設けられた光センサにより１回の主走査完了が検知されるが、この実施例１においては二次元ＶＣＳＥＬアレイを構成する各ＶＣＳＥＬを２つのグループに分けて用いるため、２回の主走査が終わるごとに１回の副走査を行う。１回の副走査によって５．３μｍ×２×３２＝３３９．２μｍの副走査がなされ、約１．２秒でＡ４サイズ（横）の画像形成（画像記録）が完了する（１４５ｐｐｍ）。

二次元ＶＣＳＥＬアレイを構成する各ＶＣＳＥＬ（素子）の熱干渉による光出力低下がないと仮定すると、理論上画像記録速度は、１回の主走査終了後に１回の副走査を行う場合と比較して１／２となるが、実際には熱干渉は無視できないので、本実施例で用いた画像記録方法を用いることにより個々のＶＣＳＥＬ（素子）の光出力が向上するため、少なくとも従来の１／２以上の記録速度を有し、且つ素子寿命は飛躍的に向上する。

二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）の構成例を示す図である。本発明の具体例を示す図である。本発明の他の具体例を示す図である。二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）の他の構成を示す図である。本発明の第２の形態の光走査装置の具体例を示す図である。本発明の第３の形態の光走査装置の具体例を示す図である。本発明の第４の形態の光走査装置の具体例を示す図である。本発明の第５の形態の光走査装置の具体例を示す図である。本発明の第６の形態の光走査装置の具体例を示す図である。本発明の第７の形態の画像形成装置（電子写真装置）の具体例を示す図である。

Claims

半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元面発光レーザーアレイ（以下、二次元ＶＣＳＥＬアレイと称す）の駆動装置において、該駆動装置は、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させる駆動手段を備えていることを特徴とする二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置。
半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動方法において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させることを特徴とする二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動方法。
半導体基板上に積層された第二反射鏡と、活性層と、第一反射鏡と、前記第二反射鏡に電気的に接続された第二電極と、前記第一反射鏡に電気的に接続された第一電極とを少なくとも有する面発光レーザー素子（以下、ＶＣＳＥＬと称す）が所定の第一の基線上に等間隔で複数個配置され、また、前記第一の基線上のＶＣＳＥＬの中心を通り前記第一の基線と所定の角度をなす第二の基線上に等間隔に複数個のＶＣＳＥＬが配置され、前記所定の角度は、前記第二の基線上のＶＣＳＥＬ中心から前記第一の基線上への正射影点と前記第一の基線上のＶＣＳＥＬ中心が全て等間隔となるように設定されている二次元ＶＣＳＥＬアレイを光源として用いる画像形成方法において、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させ、第ｎ（ｎ≧２）の主走査として、第１乃至第（ｎ−１）の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させるというようにして、第一の主走査から第ｎの主走査までの主走査によって全てのＶＣＳＥＬを点灯させる主走査工程と、主走査工程を行なった後、所定の量の副走査を実行する副走査工程と、前記主走査工程と前記副走査工程とを繰り返し実行することによって画像形成を行なうことを特徴とする画像形成方法。
請求項１記載の二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置と、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの駆動装置によって駆動されて二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されたレーザー光を走査する走査手段とを有していることを特徴とする光走査装置。
請求項４記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御する制御手段と、画像形成時以外の時に、前記受光手段を二次元ＶＣＳＥＬアレイから放出されるレーザー光の光路上に挿入する挿入手段とがさらに設けられていることを特徴とする光走査装置。
請求項４記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬから放出されるレーザー光の一部を反射し残りのレーザー光を透過させる光学手段と、前記光学手段で反射されたレーザー光の光出力を検知する受光手段と、該受光手段における光出力の検知結果に基づいて、前記二次元ＶＣＳＥＬアレイの各ＶＣＳＥＬへの注入電流を制御する制御手段とがさらに設けられていることを特徴とする光走査装置。
請求項５または請求項６記載の光走査装置において、二次元ＶＣＳＥＬアレイと受光手段との間に所定の倍率でレーザー光を拡大する拡大手段がさらに設けられていることを特徴とする光走査装置。
請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の光走査装置において、主走査方向終端にｎ（ｎ≧２）回の主走査終了を検知する主走査終了検知手段がさらに設けられており、主走査終了検知手段で検知された主走査終了検知信号と同期して副走査が行なわれるようになっていることを特徴とする光走査装置。
請求項４乃至請求項８のいずれか一項に記載の光走査装置が用いられることを特徴とする画像形成装置。