JPH06991A

JPH06991A - レーザビームプリンタ

Info

Publication number: JPH06991A
Application number: JP4162684A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ota; 猛史太田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のビームを使用するレーザビームプリン
タにおいて、光学的な精度や制御精度を高めることなく
感光体上の各ビームスポットの副走査方向の間隔を狭く
すること。【構成】複数のレーザビームを使用したレーザビーム
プリンタにおいて、光源部として独立駆動可能な半導体
レーザ素子２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄを千鳥状に
２次元配列したレーザアレイを使用し、感光体上に千鳥
状にビームスポットを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル複写機等に
おいて使用されるレーザビームプリンタに関し、特にマ
ルチビーム半導体レーザのような複数の発光源を有する
光源部を用い、感光体面を同時に複数の走査線で走査す
る、いわゆるマルチビームレーザプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタにおいては、画像
信号により変調されたレーザビームが高速回転するポリ
ゴンスキャナに照射され、ポリゴンスキャナからの反射
光が感光体などの記録媒体の表面を走査し、この記録媒
体上に潜像を形成する。この潜像は電子写真のプロセス
に基づいて現像され、次いで記録紙上に転写、定着され
て画像を形成する。

【０００３】このレーザビームプリンタの高精細度化、
高速化において最も問題となるのはポリゴンスキャナの
回転速度に限界があることである。この問題を解決する
ために複数のレーザビームによって被走査面を一度に走
査するマルチビームスキャン方式は既に公知のものであ
る（例えば、Ｋ．Ｍｉｎｏｕｒａ，Ｍ．Ｓｕｚｕｋｉ，
ａｎｄＳ．Ｍｉｙａｚａｗａ，“Ａｓｔｕｄｙｏ
ｎｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ
ｕｓｉｎｇａｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃａｒｒａｙｅ
ｄｌａｓｅｒｄｉｏｄｅ”，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ
Ｖｏｌ．１０７９，ｐ４６２−ｐ４７４（１９８９）を
参照）。

【０００４】このマルチビームスキャン方式にあっては
当然のことながら、複数のレーザビームスポットを、ポ
リゴンスキャナによる走査方向（以下、主走査方向と呼
ぶ）に対して直角な方向（以下、副走査方向と呼ぶ）に
充分近接させなくてはならない。

【０００５】このようなマルチビーム方式のレーザビー
ムプリンタに光源として用いられるマルチビーム半導体
レーザアレイとしては、現在発光点間隔を１０μｍ間隔
まで近接させたマルチビーム半導体レーザアレイが試作
されている（特開平２−３９５８３号公報及び、Ｒ．
Ｌ．Ｔｈｏｒｎｔｏｎｅｔａｌ．，“Ｐｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓｏｆｃｌｏｓｅｌｙｓｐａｃｅｄｉｎ
ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅｌａ
ｓｅｒｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｉｍｐｕｒｉ
ｔｙ−ｉｎｄｕｃｅｄｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ”，Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５６（１７），１６２３
−１６２５（１９９０）参照）。しかしながら、１０μ
ｍ間隔のマルチビーム半導体レーザアレイを用いても、
副走査方向に十分密にレーザスポットを近接させるには
まだ不足である。

【０００６】このため、飛び越し走査を用いてマルチビ
ームレーザプリンタを構成する方法が本出願人によって
出願された特願平３−８４６６０号明細書及び特願平３
−１５８６０８号明細書に記載されている。この方法は
各主走査ではレーザスポット間隔が空いているが、次回
または次々回の主走査で空いているところを埋めていく
という方法である。

【０００７】また、マルチビーム半導体レーザアレイと
マイクロレンズアレイを組み合せることによって、アレ
イ間隔の広いマルチビーム半導体レーザアレイを用い
て、結像画上のスポット間隔を実質的に近接させる方法
が本出願人によって出願された特願平３−２２７５３２
号明細書に記載されている。

【０００８】ところで、レーザビームプリンタにおいて
最も高解像度が要求されるのは中間調（ハーフトーン）
再現のための網点形成である。レーザビームプリンタで
は、図１１に示すように、画像を面積の異なる画素から
構成するいわゆる面積階調によって中間調を表現するの
が普通である。図において、太線で囲まれる矩形枠が一
つの画素Ｐに対応する領域を示し、一つの丸がレーザビ
ームにより形成される結像スポットＳを示している。こ
れは商業印刷で用いられている手法と同じものである。
例えば、商業印刷では１インチ当たり１７５本の画素密
度を用い、ひとつの画素は２５６個（１６×１６）のス
ポットより形成されている。この構成をそのままレーザ
ビームプリンタに適用しようとすると、１７５×１６＝
２８００／インチという極めて高解像度のレーザビーム
プリンタが必要となってしまう。

【０００９】解像度が増加すると、同一記録速度を得る
ためには、解像度に比例してのポリゴンスキャナの回転
速度を増やさなければならないだけでなく、必要なポリ
ゴンスキャナの直径も増加してしまうという問題があ
る。この問題が生じる理由を以下に説明する。

【００１０】図１２は、レーザビームプリンタの光学系
を模式的に示した図である。レーザ光源ＬＳからのレー
ザ光は、コリメータレンズＬ１により平行光とされ、ポ
リゴンスキャナの反射鏡面Ｐ１で反射され、この反射光
は結像レンズＬ２で感光体面Ｐ２上に収束する。図１２
の光学系では、感光体面Ｐ２上の結像スポット径ｄ₀は
次式で与えられることが知られてる。

【００１１】ｄ₀＝４ｆλ／πＤ・・・（１）ただし、ｆは結像レンズＬ２の焦点距離、Ｄはポリゴン
スキャナの反射鏡面Ｐ１上のレーザビームの直径、λは
レーザビームの波長、πは円周率である。

【００１２】式（１）から明らかなように、感光体面Ｐ
２上の結像スポット径ｄ₀を小さくしようとすると、結
像スポット径ｄ₀に反比例してポリゴンスキャナの反射
鏡面Ｐ１上のレーザビームの直径Ｄが大きくなってしま
う。このレーザビームの直径Ｄとポリゴンの直径は比例
関係にあるので、解像度の増加に伴ってポリゴンスキャ
ナの直径も増加してしまうのである。すなわち、２倍の
解像度を得るには２倍の直径のポリゴンスキャナを２倍
の速度で回さなければならないことになるわけである。

【００１３】このため、比較的大きな感光体面上の結像
スポット径は比較的大きなまま、中間調再現をする工夫
がなされてきた。その例を図１３に示す。これは主走査
方向の変調速度を速くして、実効的な階調再現性の改善
を試みた例である。露光したところにトナーを現像する
反転現像法を用いる限り、結像スポット径ｄ₀に対応す
る像の径ｄ_xより小さい像を得ることはできない。しか
し、レーザビームの点灯時間を変えれば、主走査方向に
はｄ_xより長い任意の長さの長円の像を得ることはでき
る。図１３の例は、このことを利用して面積階調の階調
数を増加させたものである。この方法は既に実用化され
ている。

【００１４】なお、現像された像の径ｄ_xは結像スポッ
ト径ｄ₀とは一般には一致しない。ｄ_xとｄ₀との比を
スポット補正係数ｋと呼び次式で定義する。ｋの値は一
般的にはｋ＝１．５程度である。

【００１５】ｋ＝ｄ₀／ｄ_x ・・・（２）同様のことを副走査方向に適用することも考えられる。
副走査方向の走査線間隔（ピッチ）ｐはｄ_xに等しく選
ぶのが普通であるが、例えばｐ＝１／２ｄ_xに選べば、
図１４に示すように副走査方向の階調数を２倍に増加さ
せることができる。しかしながら、これでは必要なポリ
ゴンの回転数が２倍になってしまうので、２本のレーザ
ビームによる同時書き込みを行って、副走査方向の階調
数を増加させつつ記録速度を維持する方法が提案されて
いる（例えば、特開昭５８−１７８６６１号公報参
照）。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
飛び越し走査法では前述の特願平３−８４６６０号明細
書及び特願平３−１５８６０８号明細書に記載されてい
るように、副走査装置や光学系に要求される精度が高い
ものとなってしまうという欠点があった。また、飛び越
し走査法では画像信号の制御が複雑になってしまうとい
う欠点もあった。前述の特願平３−２２７５３２号明細
書に記載されている方法に従えば、飛び越し走査を用い
ないでもマルチビームレーザプリンタを構成することは
できるが、同明細書にも記載されているように７０％近
い光量損失が発生してしまうという欠点があった。

【００１７】また、別の問題点として上記の特開昭５８
−１７８６６１号公報に開示されている技術において
は、２本の独立なレーザビーム光源を用いているため光
学的なアライメント調整が困難であるという問題があっ
た。

【００１８】本発明は、前記問題点を解決するために案
出されたものであって、複数のビームを使用するレーザ
ビームプリンタにおいて、光学的な精度や制御精度を高
めることなく感光体上の各ビームスポットの副走査方向
の間隔を狭くすることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のレーザビームプリンタは、独立駆動可能な
レーザビーム光源を千鳥状に２次元配列したレーザアレ
イからなる光源部と、該光源部より供給される複数のレ
ーザビーム光を感光媒体上に結像させる光学系と、前記
感光媒体を略一定速度で移動させる手段と、前記感光媒
体の移動方向と概ね垂直方向に前記複数のレーザビーム
光を周期的に偏向する偏向手段とを有することを特徴と
する。

【００２０】

【作用】本発明においては、光源部が、レーザビーム光
源を千鳥状に２次元配列したレーザアレイから構成され
ており、この千鳥状に配列されたレーザビーム光源から
のレーザ光が感光体面に照射される。したがって、感光
体面上に千鳥状に２次元配列したレーザスポット群が結
像され、光源を格子状に配置した場合に比較してレーザ
スポットの副走査方向の間隔を狭くすることができ、副
走査方向に隙間を生じることなく主走査を行うことがで
きる。また、千鳥状配列の密度を上げることによって副
走査方向の階調数を増加させることができる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【００２２】図１に本発明の第１実施例のマルチビーム
レーザプリンタの光学系に関する概略斜視図を示す。本
発明においては、複数の光源が２次元配列されたマルチ
ビーム半導体レーザアレイ１が使用され、このレーザア
レイ１より出射したレーザビームは、コリメータレンズ
２を通過し、光学的絞り３、シリンドリカルレンズ４、
ポリンゴンスキャナ６、Ｆ−θレンズと呼ばれる結像レ
ンズ７、シリンドリカルレンズ８を経て感光体ドラム９
上に結像する。ポリンゴンスキャナ６はモータ５によっ
て回転させられており、これによって主走査を行ってい
る。また、感光体ドラム９は矢印１０の方向に一定速度
で回転しており、これによって副走査を行っている。

【００２３】２次元配列したマルチビーム半導体レーザ
アレイ１の概略斜視図を図２に示す。また、図３は図２
のＸ−Ｘ’断面図である。図２及び図３に示す半導体レ
ーザアレイ１においては、共通の基板２１上に８個の半
導体レーザ素子２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄが形成
されている。これらの半導体レーザ素子２５ａ〜２５
ｄ，２６ａ〜２６ｄは、４個ずつ２列に千鳥状に配列し
ている。基板２１に対して４５°の角度のエッチドミラ
ー２３が形成されており、このエッチドミラー２３は全
反射プリズムとして作用するので、半導体レーザ素子
は、端面２４と出射面２２とでファブリーペロー共振器
を形成することになる。そして、レーザビームは基板２
１に対して垂直方向に取り出される。なお、符号２７
は、半導体レーザ素子の活性層である。

【００２４】図２及び図３に示す半導体レーザアレイ１
においては、半導体レーザ素子２５ａ〜２５ｄと半導体
レーザ素子２６ａ〜２６ｄとが向かい合う部分に、断面
「ハ」字状にエッチドミラー２３が形成されている。エ
ッチドミラー２３の端面は、たとえば、塩素系の反応性
ドライエッチング（ＲＩＥ）によって形成することがで
きる（例えば、Ｔ．Ｔａｋａｍｏｒｉ，Ｌ．Ａ．Ｃｏｌ
ｄｒｅｎ，ａｎｄＪ．Ｌ．Ｍｅｒｚ：“Ｌａｓｉｎｇ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｏｎｔ
ｉｎｕｏｕｓ−ｗａｖｅｏｐｅｒａｔｅｄｆｏｌｄ
ｅｄ−ｃａｖｉｔｙｓｕｒｆａｃｅｅｍｉｔｔｉｎ
ｇｌａｓｅｒ”，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５
６（２３），ｐ２２６７−ｐ２２６９（１９９０）参
照）。

【００２５】半導体レーザアレイ１の発光点は千鳥状に
配列されているので、感光体ドラム９上には、図４に示
すようにレーザスポット４１ａ〜４１ｄ（全体をレーザ
スポット群４１で示す），４２ａ〜４２ｄ（全体をレー
ザスポット群４２で示す）が千鳥状に結像する。図２の
半導体レーザ素子２５ａ〜２５ｄは、図４の結像スポッ
ト４１ａ〜４１ｄに、また、半導体レーザ素子２６ａ〜
２６ｄは結像スポット４２ａ〜４２ｄにそれぞれ対応す
る。なお、図４において４０は走査線である。

【００２６】図２に示す例の場合、半導体レーザ素子か
ら出射するレーザビームのアレイ配列方向の拡がり角θ
₁（中心強度の１／ｅ²で規定）は１２°であるので、
半導体レーザ素子の間隔ｒはｒ＝１４μｍに選んだ。ま
た、半導体レーザ素子群の列間隔Ｌも１４μｍに選ん
だ。レーザビームの拡がり角θ₁と半導体レーザ素子の
間隔ｒの関係については、本出願人によって出願された
特願平３−１５８６０８号明細書に記載されている他、
本発明者らの学会報告によって一般に開示されている
（太田、伊藤、龍岡：［飛び越し走査方式ＬＢＰ用ＬＤ
アレーの素子間隔」、１９９１年秋季応用物理学会、１
ｌｐ−ＺＭ−１９（１９９１）参照）。

【００２７】１インチ当たり８００本の走査線密度のレ
ーザプリンタを構成する場合、走査線ピッチは３２μｍ
となるので、同じ列に属するスポットの中心間隔はこの
走査線ピッチの２倍の６４μｍとなる。スポット補正係
数（光学的スポット径を走査線ピッチで割ったものに相
当）ｋ＝１．５とすると、結像スポット径は４８μｍと
なる。

【００２８】２次元配列の半導体レーザアレイ１につい
ては、図３のような断面構造のものだけでなく、反射鏡
の代わりに回折格子を用いたもの（例えば、Ｋ．Ｋｏｊ
ｉｍａ，Ｓ．Ｎｏｄａ，Ｋ．Ｍｉｔｓｕｎａｇａ，Ｋ．
Ｋｙｕｍａ，ａｎｄＫ．Ｈａｍａｎａｋａ：“Ｃｏｎ
ｔｉｎｕｏｕｓｗａｖｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆ
ａｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓｍｕｌｔｉｑｕａｎｔｕｍｗｅｌｌ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇｒｅｆｌｅｃｔ
ｏｒｌａｓｅｒ”，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，５０（２４），ｐ１７０５−ｐ１７０７（１９８
７）参照）、ＴＪＳ（ＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＪｕｎｃｔ
ｉｏｎＳｔｒｉｐｅ）構造を利用したもの（例えば、
前述のＴ．Ｔａｋａｍｏｒｉ，Ｌ．Ａ．Ｃｏｌｄｒｅ
ｎ，ａｎｄＪ．Ｌ．Ｍｅｒｚ：“Ｌａｓｉｎｇｃｈ
ａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｏｎｔｉｎ
ｕｏｕｓ−ｗａｖｅｏｐｅｒａｔｅｄｆｏｌｄｅｄ
−ｃａｖｉｔｙｓｕｒｆａｃｅｅｍｉｔｔｉｎｇ
ｌａｓｅｒ”，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５６
（２３），ｐ２２６７−ｐ２２６９（１９９０）参
照）、あるいはいわゆる面発光レーザ（例えば、Ｋ．Ｉ
ｇａ，Ｈ．Ｓｏｄａ，Ｔ．Ｔｅｒａｏｋａ，ａｎｄ
Ｓ．Ｓｈｉｍｉｚｕ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．１
９，ｐ４５７（１９８３）参照）を用いても良い。

【００２９】また、上述の第１実施例においては、各列
の半導体レーザ素子の発光部が向き合った状態で配置さ
れているので、各列間の発光部を近接させることができ
る。これにより、２次元配列の半導体レーザアレイ１を
使用して感光体をマルチビームで走査する際に、主走査
方向の各発光部の間隔を短くすることができ、主走査方
向の位置のずれに起因する画像信号の遅延補正量を少な
くすることができる。

【００３０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図５に本発明の第２実施例のマルチビームレーザプ
リンタの光学系に関する概略斜視図を示す。なお、第１
実施例と対応する部材等には同一符号を付している。

【００３１】第２実施例においては、２次元配列の半導
体レーザアレイ１を図６に示すような発光点が同じ側に
揃えられた４列の千鳥配列のレーザアレイ１１に変え、
コリメータレンズ２を、このレーザアレイ１１に対応し
たマイクロコリメータレンズアレイ１２に変え、このマ
イクロコリメータレンズアレイ１２と絞り３の間に凹レ
ンズ１３ａと凸レンズ１３ｂを設けた点が第１実施例と
異なる。また、マイクロコリメータレンズアレイ１２の
像側主平面と感光体ドラム９の表面とが光学的共役関係
にあるように配置されている。因みに第１実施例では２
次元配列した半導体レーザアレイ１のレーザビーム出射
面と感光体ドラム９の表面とが光学的共役関係にあるよ
うに配置されている。凹レンズ１３ａと凸レンズ１３ｂ
とはビームエキスパンダを構成している。

【００３２】この構成では、感光体ドラム９上には、図
７に示すようにレーザスポットが４列の千鳥状に結像す
る。走査線４０の間に新たに階調数を増加させるための
走査線４３（破線で図示）を設けたものである。レーザ
スポット群４４、４６は図４のレーザスポット群４１、
４２にそれぞれ対応する。レーザスポット群４５、４７
は第２実施例で追加されたものである。第２実施例によ
れば、図１４に示したように副走査方向にも階調数を増
加させることができる。

【００３３】マイクロコリメータレンズアレイ１１の構
成斜視図を図８に示す。また、図９は図８のＸ−Ｘ’断
面図である。マイクロコリメータレンズアレイ１１は、
ガラス基板３０に金属イオン（銀イオンやタリウムイオ
ン等）を拡散することによって分布屈折率型（ＧＲＩ
Ｎ）のマイクロレンズ３１を形成した構造となってい
る。なお、このような構造の平板マイクロレンズ自体は
すでに公知である（例えば、Ｍ．Ｏｉｋａｗａ，Ｋ．Ｉ
ｇａ，ａｎｄＴ．Ｓａｎａｄａ：“Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ−Ｉｎｄｅｘｐｌａｎａｒｍｉｃｒｏ−ｌｅ
ｎｓｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍｉｏｎｅｘｃａ
ｈｎｇｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，２０（４），Ｌ２９６−Ｌ２９８，
（１９８１）参照）。

【００３４】この第２実施例では２次元配列の半導体レ
ーザアレイ１１の素子間隔ｒは第１実施例とは違って１
００μｍとしてある。また、列間隔Ｌは３００μｍであ
る。マイクロコリメータレンズアレイ１２の各マイクロ
レンズは２次元配列した半導体レーザアレイ１１の各半
導体レーザ素子と対応するように配置してある。したが
って、図８に示すようにマイクロレンズは４列の千鳥配
列となっており、各列でのマイクロレンズ間隔は半導体
レーザアレイ１１の素子間隔ｒと等しく、列の間隔も半
導体レーザアレイ１１の列間隔Ｌと等しい。

【００３５】上記の光学系では、前述の特願平３−２２
７５３２号明細書に記載されているように、マイクロレ
ンズアレイを使用することにより、半導体レーザアレイ
１１の素子間隔ｒが広くても実効的に感光体面上の結像
スポット間隔を接近させることができる。

【００３６】このように、マイクロレンズアレイを使用
して実効的に感光体面上の結像スポット間隔を接近させ
たものを本発明の第３実施例とする。この第３実施例に
おいても、感光体面上の結像スポットは図４に示したよ
うに結像させることができる。

【００３７】以下、第３実施例について説明する。

【００３８】図１０に示すように、複数のレーザ光源５
１ａ，５１ｂを備えた半導体レーザアレイ５１からのレ
ーザ光は、コリメータレンズ５２ａ，５２ｂを備えたマ
イクロコリメータレンズアレイ５２で幾何光学的平行光
に変えられ、結像レンズ５３により焦点面５４上に収束
し、結像スポット５５ａ，５５ｂを形成する。

【００３９】マイクロコリメータレンズアレイ５２で幾
何光学的平行光に変えられたレーザビームは、回折のた
め波動光学的には、ある拡がり角θ₃を有する。この拡
がり角θ₃は元のレーザビームの拡がり角θ₁（中心強
度の１／ｅ²で規定）より小さいので、このような光学
系を用いると、配列したレーザ光源５１ａ，５１ｂの間
隔ｒを変えずにレーザビームの拡がり角を減少させるこ
とができる。レーザビームの拡がり角が減少すると、焦
点面５４での結像スポット径が増加する。すなわち、
（結像スポット径ｄ_p）／（結像スポット間隔ｐ）の比
率を減少させることができるわけである。したがって、
必要な結像スポット径が得られるように光学系の倍率を
選べば、隣接する結像スポット間隔を接近させたのと同
じ効果が得られることになる。なお、図１０において
は、原理説明のため半導体レーザアレイ５１には二つの
レーザ光源５１ａ，５１ｂのみが図示されているが、実
際には複数のレーザ光源が千鳥状に２次元配列されてお
り、また、これに対応してマイクロコリメータレンズア
レイ５２も千鳥状に２次元配列された複数のコリメータ
レンズを備えている。

【００４０】マイクロコリメータレンズアレイ５２を用
いることによって、上述した理由と同じ理由により、感
光体面すなわち焦点面５４上の結像スポット群の列の間
隔も接近させることができる。図２のような２列の半導
体レーザアレイでは、レーザ光の出射面２２を突き合わ
せて配置することができるので、列間隔Ｌは１０μｍ程
度とすることができるが、３列以上の半導体レーザアレ
イでは、各半導体レーザ素子は同じ向きに配置されるの
で、列間隔Ｌは半導体レーザ素子の長さ（通常２５０μ
ｍ）より長くなってしまう。したがって、このようにマ
イクロコリメータレンズアレイ５２によって列の間隔を
短くできるという効果は重要である。すなわち、感光体
面上の結像スポット群の列の間隔があまりに大きいと、
光学系の倍率の僅かな変化で隣接する走査線の主走査方
向の位置関係が大きく変動してしまうことになるからで
ある。

【００４１】

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、レーザ
アレイの光源を千鳥状に２次元配列したので、飛び越し
走査を使用することなく副走査方向の間隔を密にしたマ
ルチビームレーザプリンタを構成することができ、副走
査装置や光学系に要求される精度が相対的に低くて済む
という利点がある。また、千鳥配列の列数を増やすこと
によって、副走査方向の階調数を増加させることもでき
る。しかも、２次元配列した半導体レーザアレイを用い
るので従来技術で問題となっていた光学的なアライメン
ト調整の困難さが生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のマルチビームレーザプ
リンタの光学系を示す概略斜視図である。

【図２】第１実施例において使用される２次元配列し
た半導体レーザアレイの概略斜視図である。

【図３】図２に示す半導体レーザアレイのＸ−Ｘ’断
面図である。

【図４】第１実施例におけるマルチビームレーザプリ
ンタの感光体面上の各結像スポットの関係を示す説明図
である。

【図５】本発明の第２実施例のマルチビームレーザプ
リンタの光学系の概略斜視図である。

【図６】第２実施例において使用される２次元配列し
た半導体レーザアレイの概略斜視図である。

【図７】第２実施例におけるマルチビームレーザプリ
ンタの感光体面上の各結像スポットの関係を示す説明図
である。

【図８】第２実施例において使用されるマイクロコリ
メータレンズアレイの構成斜視図である。

【図９】図８に示すマイクロコリメータレンズアレイ
のＸ−Ｘ’断面図である。

【図１０】マイクロコリメータレンズアレイを用いた
光学系における結像関係を示す概略図である。

【図１１】網点の構成を示す概略図である。

【図１２】レーザプリンタの光学系の結像関係を模式
的に示す図である。

【図１３】主走査方向に階調性を向上させた場合を示
す概略図である。

【図１４】副走査方向に階調性を向上させた場合を示
す概略図である。

【符号の説明】１…２次元配列した半導体レーザアレイ、２…コリメー
タレンズ、３…光学的絞り、４…シリンドリカルレン
ズ、５…モータ、６…ポリゴンスキャナ、６ａ…ポリゴ
ンスキャナの鏡面、７…結像レンズ、８…シリンドリカ
ルレンズ、９…感光体ドラム、１０…感光体の回転方
向、１１…２次元配列した半導体レーザアレイ、１２…
マイクロコリメータレンズアレイ、１３ａ…凹レンズ、
１３ｂ…凸レンズ、２１…基板、２２…レーザビームの
出射面、２３…エッチドミラー、２４…半導体レーザの
端面、２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ…半導体レーザ
素子、２７…半導体レーザ素子の活性層、３０…ガラス
基板、３１…マイクロレンズ、４０…走査線、４１…結
像スポット群、４１ａ〜４１ｄ…結像スポット、４２…
結像スポット群、４２〜４２ｄ…結像スポット、４３…
新たに追加された走査線、４４〜４７…結像スポット
群、５１…２次元配列した半導体レーザアレイ、５１
ａ，５１ｂ…レーザ光源、５２…マイクロレンズアレ
イ、５２ａ，５２ｂ…マイクロコリメータレンズ、５３
…結像レンズ、５４…焦点面、５５ａ，５５ｂ…結像ス
ポット、Ｄ…ポリゴンスキャナ上のレーザビームの直
径、Ｌ…列間隔、Ｌ１…コリメータレンズ、Ｌ２…結像
レンズ、ＬＳ…レーザ光源、Ｐ…画素、Ｐ１…ポリゴン
スキャナの鏡面、Ｐ２…感光体面、Ｓ…結像スポット、
ｄ₀…結像スポット径、ｄ_x…現像スポット径、ｆ…結
像レンズの焦点距離、ｒ…レーザ素子間隔、θ₁…半導
体レーザ素子から出射したレーザビームの接合面に水平
方向の拡がり角、θ₃…マイクロコリメータレンズを通
過した後のレーザビームの拡がり角。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立駆動可能なレーザビーム光源を千鳥
状に２次元配列したレーザアレイからなる光源部と、該
光源部より供給される複数のレーザビーム光を感光媒体
上に結像させる光学系と、前記感光媒体を略一定速度で
移動させる手段と、前記感光媒体の移動方向と概ね垂直
方向に前記複数のレーザビーム光を周期的に偏向する偏
向手段とを有することを特徴とするレーザビームプリン
タ。