JP2008275711A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の熱的な劣化を抑制することを可能とする。
【解決手段】書込み領域２０１ａに隣接して順番に形成される走査線のうち、第２発光群１０ｂからの光ビームにより１本おきに走査線を形成し、その後の第１発光群１０ａからの光ビームにより、第２発光群１０ｂからの光ビームによって形成された走査線に隣接する走査線を形成する。この場合には、１回の走査で形成される走査線の間隔は、最終的に書込み領域２０１ａに形成される走査線の間隔の２倍又はそれ以上になっているため、光源１０に形成されたＶＣＳＥＬの副走査方向の配置間隔を２倍又はそれ以上にすることができ、結果的に光源１０の熱的な劣化を抑制することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、複数の光ビームを走査する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

従来カールソンプロセスを用いて画像を形成する画像形成装置としては、例えば、回転する感光ドラムの表面を、光ビームで走査することにより、感光ドラム表面に潜像を形成し、この潜像を可視化して得られたトナー像を、記録媒体としての用紙上に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置が知られている。近年、この種の画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷によく用いられるようになり、画像の高密度化及び画像出力の高速化への要求が一層高まっている。

一般に、画像出力の高速化を図る方法としては、光ビームを偏向させるポリゴンミラーの回転数と感光ドラムの回転数を高くして、プリント速度を増加させることが考えられる。しかしなら、ポリゴンミラーの回転数を高くすると、その駆動系からの騒音や振動が増加するとともに消費電力も増大し、装置の耐久性が低下してしまう。また、画像出力の高速化は、画像の高密度化に対しトレードオフの関係になっているため、ポリゴンミラーの回転数を高くしていくと、それにともなって画質が低下するという不都合もある。

そこで、画像の高密度化及び画像出力の高速化を同時に両立する方法として、光源をマルチビーム化し、一度に複数本の光ビームにより感光ドラムを走査する方法が提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。特許文献１及び特許文献２に記載の方法は、複数の発光部を有する面発光型のレーザから射出される光ビームを、一括して偏向させることにより、感光ドラム上を一度に複数本の光ビームで走査することが可能な方法である。

ここで用いられる例えばＶＣＳＥＬ（vertical cavity surface emitting laser）などに代表される面発光型のレーザは、1つの素子に発光部を２次元配列することが容易であるため、端面発光型のレーザに比べて、１度の走査に用いる光ビームの数を増やすことが容易である。しかしながら、この種の面発光型レーザは高出力化が困難であるとともに、発光部の配列間隔が狭すぎると、発光部同士の熱干渉により素子の寿命が著しく劣化するという不都合がある。

特開２００５−２５０３１９号公報 特開２００４−２８７２９２号公報

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、光源の熱的な劣化を抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、ランニングコストの低減を図ることが可能な光走査装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、複数の光ビームを走査して、被走査面上に複数の走査線を形成する光走査装置であって、前記光ビームを射出する複数の発光部が２次元的に配置された光源と；前記発光部からそれぞれ射出された光ビームを主走査方向へ走査する偏向器と；を備え、前記偏向器による１回の走査で、前記被走査面上に形成される隣り合う前記走査線の間隔の少なくとも１つは、複数回の走査によって前記被走査面上に形成される隣り合う走査線の間隔よりも大きいことを特徴とする光走査装置である。

これによれば、１回の走査で被走査面上に形成される隣り合う走査線の間隔の少なくとも１つは、複数回の走査によって被走査面上に形成される隣り合う走査線の間隔よりも大きくなっているため、光源に形成される発光部の副走査方向に関する間隔を、最終的に被走査面上に形成される走査線の間隔に依存することなく設定することができる。したがって、複数の発光部を配置する場合に、発光部を副走査方向にある程度間隔をあけて配置することで、光源の熱的な劣化を抑制することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、画像に関する情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、本発明の光走査装置と；前記光走査装置により潜像が形成される感光体と；前記感光体の被走査面に形成された潜像を顕像化する現像手段と；前記現像手段により顕像化されたトナー像を前記記録媒体に定着させる転写手段と；を備える画像形成装置である。

これによれば、画像形成装置は、本発明の光走査装置を備えている。したがって、光走査装置の光源の劣化が効果的に抑制され、結果的に装置の寿命及びランニングコストを低減することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ２００の概略構成が示されている。

プリンタ２００は、カールソンプロセスを用いて、トナー像を普通紙（用紙）上に転写することにより、画像を印刷するカラープリンタである。このプリンタ２００は、図１に示されるように、光走査装置１００、感光ドラム２０１、帯電チャージャ２０２、トナーカートリッジ２０４、クリーニングケース２０５、給紙トレイ２０６、給紙コロ２０７、レジストローラ対２０８、転写チャージャ２１１、定着ローラ２０９、排紙ローラ２１２、排紙トレイ２１０、及びこれらを収容するハウジング２２０などを備えている。

前記ハウジング２２０は略直方体状で、＋Ｘ側及び−Ｘ側の側壁に、内部空間と連通する開口が形成されている。

前記光走査装置１００は、ハウジング２２０の内部上方に配置され、画像情報に基づいて変調した光ビームを主走査方向（図１におけるＹ軸方向）へ偏向することにより、感光ドラム２０１の表面を走査する。なお、光走査装置１００の構成については後述する。

前記感光ドラム２０１は、その表面に、光ビームが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置１００の下方にＹ軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１における時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転されている。そして、その周囲には、図１における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ２０２が配置され、２時の位置にトナーカートリッジ２０４が配置され、６時の位置に転写チャージャ２１１が配置され、１０時の位置にクリーニングケース２０５が配置されている。

前記帯電チャージャ２０２は、感光ドラム２０１の表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム２０１の表面を所定の電圧で帯電させる。

前記トナーカートリッジ２０４は、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム２０１とは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム２０１の表面に供給する。

前記クリーニングケース２０５は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム２０１の表面に接するように配置されている。感光ドラム２０１の表面に吸着されたトナーは、感光ドラム２０１の回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース２０５の内部に回収される。

前記転写チャージャ２１１は、感光ドラム２０１の表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、帯電チャージャ２０２とは逆極性の電圧が印加されている。

前記給紙トレイ２０６は、ハウジング２２０の＋Ｘ側の側壁に形成された開口から＋Ｘ側端が突出した状態で配置され、外部から供給される用紙２１３を複数枚収容することが可能となっている。

前記給紙コロ２０７は、給紙トレイ２０６から用紙２１３を１枚ずつ取り出し、１対の回転ローラから構成されるレジストローラ対２０８を介して、感光ドラム２０１と転写チャージャ２１１によって形成される隙間に導出する。

前記定着ローラ２０９は、１対の回転ローラから構成され、用紙６１を過熱するとともに加圧し、排紙ローラ２１２へ導出する。

前記排紙ローラ２１２は、１対の回転ローラなどから構成され、ハウジング２２０の−Ｘ側の側壁に形成された開口から−Ｘ側端が突出した状態で配置された排紙トレイ２１０に対し、定着ローラ２０９から送られる用紙２１３を順次スタックする。

次に、光走査装置１００の構成について、光走査装置１００の概略構成を示す図２を参照しつつ説明する。光走査装置１００は、画像データに基づいて変調された複数のレーザ光で、感光ドラム２０１表面の書込み領域を走査することにより、書込み領域上に画素に対応した点を主走査方向に連続して形成することで、複数の走査線を形成する装置である。この光走査装置１００は、図２に示されるように、光源１０、光源１０の＋Ｘ側に順次配置されたカップリングレンズ１１、アパーチャ部材１２、線像形成レンズ１３、及び反射ミラー１４、該反射ミラー１４の−Ｙ側に配置されたポリゴンミラー１５、該ポリゴンミラー１５の＋Ｘ側に順次配置された第１走査レンズ１６、及び第２走査レンズ１７を備えている。

図３は、光源１０に形成された複数のＶＣＳＥＬを、マトリクスＭ_ｍ、ｎとともに示す図である。このマトリクスＭ_ｍ、ｎは、６４行１５列（ｍ＝１,２,３…６４、ｎ＝１,２,３…１５）のマトリクスであり、１つのマトリクスが感光ドラム２０１の書込み領域に形成される走査線を構成する１つの点に対応するものである。そして、光源１０には、マトリクスＭ_１,９、Ｍ_３,１１、Ｍ_５,１３、Ｍ_７,１５に対応する位置に配置された４つのＶＣＳＥＬ_１〜ＶＣＳＥＬ_４と、マトリクスＭ_９,１、Ｍ_１１,３、Ｍ_１３,５、Ｍ_{１５,７、}Ｍ_１７,９、Ｍ_{１９,１１}、Ｍ_{２１,１３}、Ｍ_{２３,１５}に対応する位置に配置された８つのＶＣＳＥＬ_５〜ＶＣＳＥＬ_１２と、マトリクスＭ_２５,１、Ｍ_２７,３、Ｍ_２９,５、Ｍ_３１,７に対応する位置に配置された４つのＶＣＳＥＬ_１３〜ＶＣＳＥＬ_１６と、マトリクスＭ_３４,９、Ｍ_{３６,１１}、Ｍ_{３８,１３}、Ｍ_{４０,１５}に対応する位置に配置された４つのＶＣＳＥＬ_１７〜ＶＣＳＥＬ_２０と、マトリクスＭ_４２,１、Ｍ_４４,３、Ｍ_４６,５、Ｍ_{４８,７、}Ｍ_５０,９、Ｍ_{５２,１１}、Ｍ_{５４,１３}、Ｍ_{５６,１５}に対応する位置に配置された８つのＶＣＳＥＬ_２１〜ＶＣＳＥＬ_２８と、マトリクスＭ_５８,１、Ｍ_６０,３、Ｍ_６２,５、Ｍ_６４,７に対応する位置に配置された４つのＶＣＳＥＬ_２９〜ＶＣＳＥＬ_３２の合計３２個のＶＣＳＥＬが２次元的に形成されている。以下、マトリクスＭ_１,９、Ｍ_３,１１、Ｍ_５,１３、Ｍ_７,１５、Ｍ_９,１、Ｍ_１１,３、Ｍ_１３,５、Ｍ_{１５,７、}Ｍ_１７,９、Ｍ_{１９,１１}、Ｍ_{２１,１３}、Ｍ_{２３,１５}、Ｍ_２５,１、Ｍ_２７,３、Ｍ_２９,５、Ｍ_３１,７に対応する１６のＶＣＳＥＬ_１〜ＶＣＳＥＬ_１６を第１発光群１０ａと、マトリクスＭ_３４,９、Ｍ_{３６,１１}、Ｍ_{３８,１３}、Ｍ_{４０,１５}、Ｍ_４２,１、Ｍ_４４,３、Ｍ_４６,５、Ｍ_{４８,７、}Ｍ_５０,９、Ｍ_{５２,１１}、Ｍ_{５４,１３}、Ｍ_{５６,１５}、Ｍ_５８,１、Ｍ_６０,３、Ｍ_６２,５、Ｍ_６４,７に対応する１６のＶＣＳＥＬ_１７〜ＶＣＳＥＬ_３２を第２発光群１０ｂと呼ぶものとする。

前記カップリングレンズ１１は、屈折率が１．５程度のレンズであり、光源１０に形成されたＶＣＳＥＬからそれぞれ射出された光ビームを、略平行光に整形するとともに、射出側の焦点位置に一旦集光させる。

前記アパーチャ部材１２は、例えばＹ軸方向（主走査方向）の幅が５．５ｍｍ、Ｚ軸方向（副走査方向）の幅が１．１８ｍｍの矩形状の開口を有し、該開口中心がカップリングレンズ１１の焦点位置又はその近傍に位置するように配置されている。

前記線像形成レンズ１３は、第１面がＺ軸方向（副走査方向）に屈折力を有し、第２面がＹ軸方向（主走査方向）に屈折力を有するアナモルフィックレンズであり、アパーチャ部材１２を通過した光ビームを反射ミラー１４を介して、ポリゴンミラー１５の偏向面へ集光する。

前記ポリゴンミラー１５は、上面が半径７ｍｍの円に内接する正方形である４角柱状の部材である。このポリゴンミラー１５の４つの側面には偏向面が形成され、不図示の回転機構により、図２に示される矢印の方向に一定の角速度で回転している。これにより、ポリゴンミラー１５に入射した光ビームはＹ軸方向に走査される。

前記第１走査レンズ１６は、光ビームの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１５により、一定の角速度で偏向される光ビームの像面を、Ｙ軸に対して等速移動させる。

前記第２走査レンズ１７は、副走査方向に正の屈折率を有するレンズである。この第２走査レンズ１７は、長手方向をＹ軸方向として配置され、入射する光ビームを感光ドラム２０１の表面に結像する。

上述のように構成された光走査装置１００においては、光源１０と感光ドラム２０５までの光路上に配置された光学素子からなる光学系の、主走査方向の横倍率βｍの絶対値は、副走査方向の横倍率βｓの絶対値よりも大きくなっている。

次に、上述のように構成されたプリンタ２００の動作について説明する。上位装置からの画像情報を受信すると、画像情報に基づく変調データにより光走査装置１００が駆動され、光源１０からは、画像情報に基づいて変調された３２本の光ビームが射出される。この光ビームは、アパーチャ部材１２を経由して線像形成レンズ１３によりポリゴンミラー１５の偏向面に集光されると、ポリゴンミラー１５によってＹ軸方向に走査される。そして、光ビームは、第１走査レンズ１６へ入射することにより偏向速度が調整されたのち、第２走査レンズ１７を介して感光ドラム２０１の表面に集光される。

図４は、光源１０に形成されたＶＣＳＥＬ_１及びＶＣＳＥＬ_３２から射出された光ビームの光路を代表的に示す図である。なお、図４における位置Ｌ１はカップリングレンズの中心位置を示し、位置Ｌ２はアパーチャ部材１２の位置を示し、位置Ｌ３は線像形成レンズ１３の位置を示し、位置Ｌ４はポリゴンミラー１５の偏向面の位置を示し、位置Ｌ５は第１走査レンズ１６の中心位置を示し、位置Ｌ６は第２走査レンズ１７の中心位置を示し、位置Ｌ７は感光ドラム２０１の表面の位置を示している。

本実施形態では、光源１０に形成された３２個のＶＣＳＥＬからそれぞれ射出された３２本の光ビームは、位置Ｌ１に配置されたカップリングレンズ１１を透過して、アパーチャ部材１２が配置された位置Ｌ２で一旦交差される。その後、位置Ｌ３に配置された線像形成レンズ１３を透過した後は、第２走査レンズ１７が配置された位置Ｌ６まで、相互にほぼ平行となった状態で、又は相互に近接するように進行するようになっている。

一方、感光ドラム２０１の表面は、帯電チャージャ２０２によって所定の電圧で帯電されることにより、電荷が一定の電荷密度で分布している。そして、ポリゴンミラー１５により走査された光ビームにより、感光ドラム２０１が走査されると、感光ドラム２０１の書込み領域には、電荷の分布により規定される複数の走査線が形成される。以下、図５及び図６を参照しつつ詳述する。

図５は、感光ドラム２０１に形成された書込み領域２０１ａと、１回目の走査で書込み領域２０１ａ上を主走査方向へ移動する３２のビームスポットＢＳ_１〜ＢＳ_３２を模式的に示す図である。各ビームスポットＢＳ_１〜ＢＳ_３２は、光源１０に形成されたＶＣＳＥＬ_１〜ＶＣＳＥＬ_３２からそれぞれ射出される光ビームによって形成され、図５中に示される１つのグリッドは１画素に対応した領域を示すものである。

書込み領域に形成されるべき走査線を、副走査方向に向かって走査線Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、…Ｌ_ｉとすると、１回目の走査で、第１発光群１０ａからの光ビームによって形成された１６のビームスポットＢＳ_１〜ＢＳ_１６が主走査方向へ移動することで、図５に示されるように、走査線Ｌ_１から走査線Ｌ_３２までの走査線のうちの、奇数番目の走査線（Ｌ_１、Ｌ_３、…Ｌ_３１）が書込み領域２０１ａに形成される。また、第２発光群１０ｂからの光ビームによって形成された１６のビームスポットＢＳ_１７〜ＢＳ_３２が主走査方向へ移動することで、走査線Ｌ_３３から走査線Ｌ_６４までの走査線のうちの、偶数番目の走査線（Ｌ_３４、Ｌ_３６、…Ｌ_６４）が書込み領域２０１ａに形成される。

図６は、書込み領域２０１ａと、２回目の走査で書込み領域２０１ａ上を、主走査方向へ移動する３２のビームスポットＢＳ_１〜ＢＳ_３２を模式的に示す図である。２回目の走査では、第１発光群１０ａからの光ビームによって形成された１６のビームスポットＢＳ_１〜ＢＳ_１６が主走査方向へ移動することで、図６に示されるように、走査線Ｌ_３３から走査線Ｌ_６４までの走査線のうちの、奇数番目の走査線（Ｌ_３３、Ｌ_３５、…Ｌ_６３）が書込み領域２０１ａに形成される。また、第２発光群１０ｂからの光ビームによって形成された１６のビームスポットＢＳ_１７〜ＢＳ_３２が主走査方向へ移動することで、走査線Ｌ_６５から走査線Ｌ_９６までの走査線のうちの、偶数番目の走査線（Ｌ_６６、Ｌ_６８、…Ｌ_９６）が書込み領域２０１ａに形成される。

すなわち、図６を参照するとわかるように、書込み領域２０１ａには、第２発光群１０ｂからの光ビームによる走査が行われた後に、第１発光群１０ａからの光ビームによる走査が行われることで、走査線Ｌ_３３〜Ｌ_６４が隣接して形成される。以降、３回目の走査、４回目の走査と、複数回の走査を繰り返すことで、書込み領域２０１ａに、走査線Ｌ_６５以降の走査線が隣接して形成され、画像データに基づく静電潜像が形成される。

感光ドラム２０１の表面に静電潜像が形成されると、トナーカートリッジ２０３の現像ローラにより、感光ドラム２０１それぞれの表面にトナーが供給される。このときトナーカートリッジ２０３の現像ローラは感光ドラム２０１と逆極性の電圧により帯電しているため、現像ローラに付着したトナーは感光ドラム２０１と同極性に帯電されている。したがって、感光ドラム２０１の表面のうち電荷が分布している部分にはトナーが付着せず、走査された部分にのみトナーが付着することにより、感光ドラム２０１の表面に静電潜像が可視化されたトナー像が形成される。そして、このトナー像は転写チャージャにより用紙２１３に付着された後、定着ローラ２０９により定着されることで、用紙上に画像として形成される。このようにして画像が形成された用紙２１３は、排紙ローラ２１２により排紙され、順次排紙トレイ２１０にスタックされる。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１００では、書込み領域２０１ａに隣接して順番に形成される走査線のうち、第２発光群１０ｂからの光ビームにより１本おきに走査線が形成され、その後の第１発光群１０ａからの光ビームにより、第２発光群１０ｂからの光ビームによって形成された走査線に隣接する走査線が形成される。この場合には、１回の走査で形成される走査線の間隔は、最終的に書込み領域２０１ａに形成される走査線の間隔の２倍又はそれ以上になっている。これにより、光源１０に形成されたＶＣＳＥＬの副走査方向の配置間隔を、書込み領域２０１ａ上で隣接する走査線に対応させて配置する場合に比べて、２倍又はそれ以上にすることができる。したがって、ＶＣＳＥＬ相互間の熱干渉を低減することができ、結果的に光源１０の熱的な劣化を抑制することが可能となる。

さらに、第２発光群１０ｂと第１発光群１０ａからの光ビームで、副走査方向に連続的に配置される走査線が形成されるため、相反則不軌の対策かでき、最終的に記録媒体上に形成される画像のバンディングを目立たなくすることができる。また、ＶＣＳＥＬの副走査方向の配置が２倍又はそれ以上となることで、ＶＣＳＥＬへの電気配線を容易することも可能となる。

なお、ＶＣＳＥＬの副走査方向の配置間隔を広げるためには、光源１０と感光ドラム２０５までの光路上に配置された光学素子からなる光学系の、副走査方向の横倍率の絶対値を下げるという方法もあるが、副走査方向の横倍率の絶対値を下げると、ＶＣＳＥＬから射出される光ビームの利用効率が低下してしまうという新たな問題が生じるため得策ではない。特に、端面発光型のレーザに比べて、出力が低いＶＣＳＥＬを発光源とする場合には、光ビームの利用効率の低下は大きな問題である。

また、書込み領域２０１ａに隣接して形成される走査線の間隔をＬｓとすると、１回の走査で形成される走査線のうち最も離れた走査線間の距離は６３Ｌｓとなる。光源１０に形成されたＶＣＳＥＬの個数ｋは３２であるから、次式（１）を満足している。
６３Ｌｓ＞（ｋ−１）×Ｌｓ＝３１Ｌｓ…（１）

また、本実施形態では、例えば、画素密度を高密度（例えば１２００ｄｐｉ）とすると、主走査方向の横倍率βｍの絶対値を、副走査方向の横倍率βｓの絶対値よりも大きくする必要がある。このため、光走査装置１００における、光源１０と感光ドラム２０５までの光路上に配置された光学素子からなる光学系の主走査方向の横倍率βｍの絶対値は、副走査方向の横倍率βｓの絶対値よりも大きくなっている。光源１０に形成するＶＣＳＥＬの副走査方向の間隔を小さくする方法も考えられるが、この方法は、ＶＣＳＥＬ相互間の熱干渉を抑制する必要性や、ＶＣＳＥＬへの電気配線を設けるスペースを確保する必要性から問題がある。

ＶＣＳＥＬの特徴は光源のマルチビーム化を安価に、簡単な構成で実現できることである。しかしながら、副走査方向の光ビームの間隔を安定的に保つ必要がある。上述したように、本実施形態では、図４に示されるように、光源１０に形成された３２個のＶＣＳＥＬからそれぞれ射出された３２本の光ビームを、位置Ｌ３に配置された線像形成レンズ１３を透過した後に、第２走査レンズ１７が配置された位置Ｌ６まで、相互にほぼ平行となった状態で、又は相互に近接するように進行するようにしている。その理由は、複数の光ビームが感光ドラム２０１の書込み領域２０１ａに入射するときに、それぞれの光ビーム間で生じる入射角の差を最も小さくなるようにすることで、光学素子間の配置誤差、形状の誤差に起因するビームスポットの副走査方向の変動が抑制されるためである。

ところが、比較例として図７に示されるように、光源１０から射出された３２本の光ビームが、位置Ｌ３に配置された線像形成レンズ１３を透過した後に、第２走査レンズ１７が配置された位置Ｌ６まで、相互に離間するように進行すると、光学素子間の配置誤差等に起因するビームスポットの副走査方向の変動が増大してしまうという不都合がある。また、偏向面に対し、複数の光ビームが斜入射すると、偏向面でのばらつき（各面の内接円半径のばらつき等）により、走査ピッチむらが発生してしまうという不都合もある。

以上から、本実施形態の光走査装置１００では、ビームスポットの副走査方向の変動が効果的に抑制されているということができ、さらに、複数の光ビームそれぞれは、副走査方向に関して各素子の光軸近傍を通過するので、その他の光学特性も向上しているといえる。

また、本実施形態においては、書込み領域２０１ａに隣接して形成される走査線の間隔をＬｓとし、光源１０に形成されたＶＣＳＥＬの個数ｋとしたときに次式（２）を満足することで、光源１０の大きさが副走査方向に不必要に大きくなることを回避することが可能となる。
２ｋ・Ｌｓ≦６３Ｌｓ≦３ｋ・Ｌｓ…（２）

また、本実施形態では、光源１０に形成されたＶＣＳＥＬのうち、ＶＣＳＥＬ_１６とＶＣＳＥＬ_１７との間隔を、他の隣接するＶＣＳＥＬ間の間隔よりも広くすることで、最も熱的な影響を受ける光源中央部にＶＣＳＥＬを配置しないようにしている。これにより、中央部からの放熱を促進し、光源１０の熱的な劣化を抑制することが可能となっている。

従来は、被走査面に入射するビームスポットの主走査方向のビーム径は副走査方向のビーム径よりも小さくなるように設定されていた。ところが、面発光レーザからの光ビームは光軸に垂直な面の断面が円形に近いビームになるので、アパーチャ部材１２に形成された開口の主走査方向の幅と副走査方向の幅が異なると光量不足を生じてしまい、画像形成処理の高速化に対応できなくなってしまう。主走査方向のビーム径を副走査方向のビーム径よりも大きくすることにより、開口の主走査方向の幅と副走査方向の幅の差を低減でき、ひいては、カップリング効率（発光点から出射される光パワーに対する開口部出射光パワーの比）を高めることができる。また、光源からの光ビームを更に複数ビームとすることにより、高解像度化が可能になる。このときは、隣接する走査線間隔が短くなるため、副走査方向のビーム径を隣接する走査線間隔より太く設定できる。

また、本実施形態に係る画像形成装置２００では、光走査装置１００を備えている。したがって、光源の熱的な劣化が抑制されるため、ランニングコストの低減を図ることが可能となる。また、記録媒体（用紙２１３）上にバンディング等が抑制された高精度な画像を形成することが可能となる。

なお、上記各実施形態では、走査装置１００が単色の画像形成装置（プリンタ）に用いられる場合について説明したが、画像形成装置は一例として図８に示されるように、カラー画像に対応し、複数の感光ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。図８に示されるタンデムカラー機は、ブラック（Ｋ）用の感光ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、及び転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、及び転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンダ（Ｍ）用の感光ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、及び転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、及び転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置９００と、転写ベルト９０１と、定着手段９０２などを備えている。この場合に、光走査装置９００は、色毎に光源１０を備えている

各感光ドラムは、図８中の矢印の方向に回転し、回転順にそれぞれ帯電器、現像器、転写用帯電手段、クリーニング手段が配置されている。各帯電器は、対応する感光ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光ドラム表面に光走査装置９００により光ビームが照射され、上述した走査が行われることにより感光ドラムに静電潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像器により感光ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着手段３０により記録紙に画像が定着される。

また、上記実施形態では、本発明の光走査装置１００がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。

本発明の一実施形態に係るプリンタ２００の概略構成を示す図である。 光走査装置１００の概略構成を示す図である。 光源１０に形成された複数のＶＣＳＥＬを、マトリクスＭ_ｍ、ｎとともに示す図である。 光源１０に形成されたＶＣＳＥＬ_１及びＶＣＳＥＬ_３２から射出された光ビームの光路を代表的に示す図である。 書込み領域２０１ａの走査方法を説明するための図（その１）である。 書込み領域２０１ａの走査方法を説明するための図（その２）である。 光学系の光学特性の一例を示す図である。 カラー画像に対応した画像形成装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１０…光源、１０ａ…第１発光群、１０ｂ…第２発光群、１１…カップリングレンズ、１２…アパーチャ部材、１３…線像形成レンズ、１４…反射ミラー、１５…ポリゴンミラー、１６…第１走査レンズ、１７…第２走査レンズ、１００…光走査装置、２００…プリンタ、２２０…ハウジング、２０１…感光ドラム、２０１ａ…書込み領域、２０２…帯電チャージャ、２０４…トナーカートリッジ、２０５…クリーニングケース、２０６…給紙トレイ、２０７…給紙コロ、２０８…レジストローラ対、２０９…定着ローラ、２１０…排紙トレイ、２１１…転写チャージャ、２１２…排紙ローラ、２１３…用紙。

Claims (11)

1. 複数の光ビームを走査して、被走査面上に複数の走査線を形成する光走査装置であって、
   前記光ビームを射出する複数の発光部が２次元的に配置された光源と；
   前記発光部からそれぞれ射出された光ビームを主走査方向へ走査する偏向器と；を備え、
   前記偏向器による１回の走査で、前記被走査面上に形成される隣り合う前記走査線の間隔の少なくとも１つは、複数回の走査によって前記被走査面上に形成される隣り合う走査線の間隔よりも大きいことを特徴とする光走査装置。
2. 前記光源に形成された前記発光部の個数をｋ、前記偏向器による１回の走査によって、前記被走査面上に形成される前記複数の走査線の、前記主走査方向に直交する副走査方向に最も離れた走査線間の距離をＬ１、前記偏向器による複数回の走査によって前記被走査面上に形成される前記複数の走査線の前記副走査方向の間隔をＬ２としたときに、条件式、Ｌ１＞（ｋ−１）・Ｌ２、を満足する請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記発光部は、前記主走査方向の配列数が、前記副走査方向の配列数以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記発光部からそれぞれ射出された前記光ビームをカップリングする第１光学系と、前記カップリングされた前記光ビームを、前記偏向器の偏向面近傍で副走査方向に集光する第２光学系と、前記偏向器に走査された光ビームを前記被走査面上に結像させる第３光学系とを有する導光光学系を更に備え、前記導光光学系の、前記主走査方向の横倍率の絶対値は、前記副走査方向の横倍率の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 前記第２光学系及び前記第３光学系は、前記副走査方向に正のパワーを有する、少なくとも1つの光学素子を含み、
   前記副走査方向に最も離れた発光部それぞれから射出される１組の光ビームは、前記第２光学系を通過した後に、相互に平行又は近接するように進み、
   前記第２光学系及び前記第３光学系それぞれに含まれる、前記副走査方向の正のパワーが最も大きい光学素子の間では、前記副走査方向に関して交差しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記被走査面上に複数回の走査によって形成される走査線は、互いに隣接する走査線が時間的に異なる走査によって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 条件式、２ｋ・Ｌ２≦Ｌ１≦３ｋ・Ｌ２を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 前記発光部は、前記副走査方向に関する配置間隔の一部が不均一であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
9. 前記配置間隔が不均一な部分は、前記副走査方向の中央部であることを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
10. 前記光ビームは、前記主走査方向のビーム径が、前記副走査方向のビーム径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光走査装置。
11. 画像に関する情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光走査装置と；
    前記光走査装置により潜像が形成される感光体と；
    前記感光体の被走査面に形成された潜像を顕像化する現像手段と；
    前記現像手段により顕像化されたトナー像を前記記録媒体に定着させる転写手段と；を備える画像形成装置。

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