JPH09174933A

JPH09174933A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09174933A
Application number: JP7341889A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ide; 敦井出; Hideo Yamasa; 英雄山佐; Yoichi Yamamoto; 洋一山本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】ＧＬＶ素子を画像形成装置の光学変調器に用
いた場合、単に必要数のＧＬＶ素子列を並べた構成で
は、ＧＬＶ素子列が長くなり、光学変調器として大型
で、製造歩留りが悪く、また、ＧＬＶ素子同士の連結部
分では光量が不足し、画質の低下を招来する。【解決手段】ＧＬＶ光学変調器３２におけるＧＬＶ素
子列部３２ａを、平行な、第１ＧＬＶ素子列４０と第２
ＧＬＶ素子列４１とから構成し、これら第１及び第２Ｇ
ＬＶ素子４０・４１を、千鳥格子状に配置する。また、
素子列長手方向に各ＧＬＶ素子２０の回折有効領域が連
続するように、第１及び第２ＧＬＶ素子列４０・４１に
おける素子間隔を決め、第１ＧＬＶ素子列４０の各ＧＬ
Ｖ素子２０と、第２ＧＬＶ素子列４１の各ＧＬＶ素子２
０とを、素子列長手方向に重複させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光プリンタや複写
機等、光学変調器を用いた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】今日、電子写真方式を用いたレーザプリ
ンタで代表される光プリンタは、パソコンやネットワー
クのプリンタとして広く使われ、デジタルコピー・プリ
ンタやカラーコピー・プリンタとして幅広く使用されて
いる。文字や画像を形成する画素単位が、光パワーのオ
ン−オフ制御で書き込まれ描画制御されていることか
ら、光プリンタと呼ばれる。光パワーのオン−オフ制御
は、レーザダイオードやＬＥＤ（発光ダイオード）アレ
ーが一般に用いられている。

【０００３】レーザプリンタの書き込み光学系は、レー
ザダイオードとポリゴンスキャナの組み合わせで構成さ
れ、解像度６００ＤＰＩ（ＤｏｔＰｅｒＩｎｃ
ｈ）、Ａ４／Ｌｅｔｔｅｒサイズで４０ＰＰＭ（Ｐａｇ
ｅＰｅｒＭｉｎｕｔｅｓ）程度までの低／中速機に
広く用いられている。

【０００４】しかしながら、最近の高速化及び中間調を
用いた高画質印刷の要求に対して、レーザスイッチング
スピードの限界や高速回転ポリゴンスキャナ技術の限界
が問題となっている。尚、ＬＥＤアレーを用いた書き込
み光学系は、並列露光のため高速性が見込めるが、個々
のＬＥＤ発光輝度の一様性に問題がある。

【０００５】ところが最近、上記問題を解決できる可能
性のある新たな光学変調器がディスプレイ用として発表
された（Ｕ．Ｓ．ＰａｔｅｎｔＮｏ．５，３１１，３
６０、及びＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＳｅｎｓｏｒｓ
ａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＷｏｒｋｓｈｏｐ，Ｈｉｌ
ｔｏｎＨｅａｄＩｓｌａｎｄ，ＳＣ，Ｊｕｎｅ１３
−１６，１９９４）。

【０００６】これは、グレイティングライトバルブ（Ｇ
ｒａｔｈｉｇＬｉｇｈｔＶａｌｖｅ：以下、ＧＬＶ
と略す）素子と称されるもので、光の回折を利用したマ
イクロマシン位相回折格子である。このＧＬＶ素子を利
用すると、光のオン−オフ制御を電気的にコントロール
することができ、従来の回転ポリゴンスキャナに代わっ
てデジタルの光学変調器として使用できる。

【０００７】ここで、ＧＬＶ素子の構成及び動作原理
を、本発明の説明図である図３ないし図５を参照して説
明する。尚、図３はＧＬＶ素子１個の斜視図であり、図
４、図５はその動作原理図である。ＧＬＶ素子２０は、
図３に示すように、基盤２１の上に、枠２４と一体で成
型されたマイクロブリッジ２２が、枠２４と基盤２１と
の間にスペーサ２３を介して配設された構成を有してお
り、基盤２１の上面とマイクロブリッジ２２との間に
は、スペーサ２３の厚みと同じ空隙が形成され、両者は
非接触となっている。スペーサ２３で定まる空隙の厚
み、及びマイクロブリッジ２２の厚みは、何れも使用さ
れる光源の波長で予め決定され、使用する光の波長をλ
ｎｍとすると、それぞれλ／４ｎｍに形成される。この
ようなＧＬＶ素子２０は、微細半導体製造技術で作製で
きる（作製方法については前述の文献に詳細が述べられ
ている）。

【０００８】ＧＬＶ素子２０の動作は、マイクロブリッ
ジ２２と基盤２１との間に印加する電圧のオン−オフで
制御され、図４（ａ）に、オフ制御時のＧＬＶ素子２０
のｘ断面を、同図（ｂ）にそのｙ断面を示し、また、図
５（ａ）には、オン制御時のＧＬＶ素子２０のｘ断面
を、同図（ｂ）にはそのｙ断面を示す。図４（ａ)(ｂ）
に示すように、ＧＬＶ素子２０のオフ制御時、マイクロ
ブリッジ２２は基盤２１からλ／４ｎｍ離間した位置関
係を維持しており、この状態で光が入射すると、マイク
ロブリッジ２２及び基盤２１にて反射された各反射光の
全光路差は入射光の波長に等しく、回折格子平面鏡とし
て光を反射する。一方、図５（ａ)(ｂ）に示すように、
ＧＬＶ素子２０のオン制御時、マイクロブリッジ２２は
基盤２１側へと静電力で引き下げられており、この状態
で光が入射すると、マイクロブリッジ２２及び基盤２１
にて反射された各反射光の全光路差は半波長（λ／２）
となり、各反射光は干渉して打ち消し合い回折を引き起
こす。

【０００９】このような機械的動作を実現するための条
件として、マイクロブリッジ２２の長手方向の寸法や引
っ張り応力等が、動作速度や復元性等を考慮して決めら
れる。上記文献によると、図３に示すマイクロブリッジ
２２における長手方向の回折有効領域の寸法ｙ０が２０
μｍのときにレスポンス２０ｎｓｅｃが得られると記載
されている。但し、この時のＧＬＶ素子１個の大きさ
は、枠２４まで含め、回折無効領域の寸法ｙ１及びｙ２
を入れると約２５μｍになる。また、マイクロブリッジ
２２の長手方向と直交する方向の寸法、つまりマイクロ
ブリッジ２２の幅ｘ０は、光の波長、入射角、回折角に
よって後述の式（１）にて決定され、通常は0.５〜２μ
ｍである。

【００１０】次に、光の波長、入射角、回折角の関係
を、本発明の説明図である図１（ａ）を参照して、光学
系まで含めた全体の構成で説明する。単色光源ユニット
３０の光をコリメートレンズ３１で平行光にし、ＧＬＶ
光学変調器３２に入射角θ_iで入射させる。ＧＬＶ光学
変調器３２には、上記したＧＬＶ素子２０が複数、感光
体ドラム５ａの幅方向に対応して列状に配されてなるＧ
ＬＶ素子列部３２ａが設けられており、ＧＬＶ素子列部
３２ａの各ＧＬＶ素子２０がオン制御状態なら、回折角
θ_dで出ていき、スリット３４とプロジェクションレン
ズ３３を通って感光体ドラム５ａ上に光が当たる。この
とき、光の波長をλｎｍとすると、以下の関係式が成り
立つ。

【００１１】ｓｉｎθ_i−ｓｉｎθ_d＝λ／ｒ …（１）ここでｒ（ｎｍ）は、マイクロブリッジ２２の幅ｘ０で
あり、かつマイクロブリッジ２２同士の間隔に等しい。
図１（ａ）では、回折角θ_dが０°に成るように入射角
θ_iを選んでいる。

【００１２】一方、ＧＬＶ素子列部３２ａにおける各Ｇ
ＬＶ素子２０がオフ制御状態なら、入射した光は、入射
角と同じθ_iで出ていくため、スリット３４を通過でき
ず感光体ドラム５ａには到達しない。

【００１３】このようにして、感光体ドラム５ａ上の各
画素単位に１：１で対応したＧＬＶ素子列部３２ａの各
ＧＬＶ素子２０を電気的にオン−オフ制御（以下、点灯
−消灯を同義で使用）することによって、従来の回転ポ
リゴンスキャナに代わって光を高速で変調することがで
きる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示されたＧＬＶ素子においては、光プリンタの書き込
み装置として応用した場合について充分な検討が成され
ていないので、光プリンタの書き込み装置としてＧＬＶ
素子を応用した場合、幾つかの不具合を伴う。

【００１５】その一つとして、光プリンタの書き込み装
置として使用し、ＧＬＶ光学変調器として光プリンタに
搭載すると、光プリンタの光学変調器としては大型で、
かつ製造歩留りが悪いといったことが挙げられる。つま
り、該公報には、ＧＬＶ素子にて光プリンタの光学変調
器を構成した場合のＧＬＶ素子の配列については何ら記
載されていない。そのため、必要な数のＧＬＶ素子を一
列に並べた構成とし、回転ポリゴンスキャナに代わる光
学変調器として光プリンタに用い、一列のＧＬＶ素子列
だけで記録幅をカバーすると、ＧＬＶ素子列の長さが非
常に大きくなり、光学変調器自体の大型化を招来する。

【００１６】具体的に数値を挙げると、例えば、最大記
録幅をレターサイズ（8.５×１１インチ）とし、その解
像度６００ＤＰＩとすると、8.５×６００＝５１００個
の画素が必要であり、ＧＬＶ素子も５１００個必要とな
る。１個の大きさが２５μｍのＧＬＶ素子を５１００個
も並べると、その長さは約１２８ｍｍにもなり、大型で
あると共に、この長さのＧＬＶ素子列を現在の半導体技
術で歩留まり良く作るのは非常に難しいこととなる。

【００１７】また、得られるプリント画像の画質が低い
といった問題もある。つまり、図３及び図５（ｂ）に示
したように、ＧＬＶ素子２０は、ｙ方向において言え
ば、正常な回折効果の得られる回折有効領域の寸法ｙ０
と、正常な回折効果の得られない回折無効領域の寸法ｙ
１及びｙ２とで構成されている。そして、上述したよう
に、２０ｎｓｅｃのレスポンスを得るには回折有効領域
の寸法ｙ０として２０μｍ、回折無効領域の寸法ｙ１及
びｙ２として各2.５μｍがそれぞれ必要である。

【００１８】したがって、ＧＬＶ素子２０のｙ方向を感
光体ドラムの幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方
向）に対応させて、間隔を空けることなくＧＬＶ素子２
０を並べてＧＬＶ素子列を構成したとしても、全てのＧ
ＬＶ素子２０を点灯して全面発光状態とした場合、ＧＬ
Ｖ素子２０とＧＬＶ素子２０との連結部分の５μｍ（ｙ
１＋ｙ２の寸法）に関しては回折効果が得られず、その
部分で露光量が大幅に不足し、その領域は現像されな
い。その結果、例えば全面黒色のプリントを行いたい場
合等は、ＧＬＶ素子同士の連結部分に対応する部分は記
録紙の搬送方向に白抜けが形成されることとなる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１記載の画像形成装置は、光源か
らの照射光を光学変調器にて変調して像担持体上に投影
することで該像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜
像を可視化して可視像とした後、被転写材に転写して排
出する画像形成装置において、上記光学変調器が、複数
のグレイティングライトバルブ素子がそれぞれ一列に並
んでなる、第１及び第２の素子列を有しており、これら
第１及び第２の素子列は、各素子間隔が、素子列長手方
向の素子幅より小さく形成されると共に、各素子列長手
方向を上記像担持体の幅方向に対応させ、第１の素子列
を構成する各素子の間に第２の素子列を構成する各素子
が各々位置する千鳥格子状に配置されていることを特徴
としている。

【００２０】上記の構成によれば、必要数のグレイティ
ングライトバルブ素子は、第１の素子列と第２の素子列
とに分割されて形成されるので、これら第１及び第２の
素子列の全長は、必要数の素子を一列に並べたものに比
べて短くなる。

【００２１】しかも、これら第１及び第２の素子列は、
各素子間隔が、素子列長手方向の素子幅より小さく形成
されると共に、千鳥格子状に配置されているので、第１
の素子列を構成する各素子と、第２の素子列を構成する
各素子とは、素子列長手方向に重複する部分を有するよ
うになり、一方の素子列における連結部分の光量不足
を、連結部分に位置する他方の素子列の素子にて補うこ
とができ、連結部分の光量不足による画質の低下を抑制
できる。

【００２２】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、上記第１及び第２の素子列に
おける各素子間隔は、第１及び第２の素子列を構成する
各グレイティングライトバルブ素子の回折有効領域が素
子列長手方向に連続するように設定されていることを特
徴としている。

【００２３】上記の構成によれば、素子列長手方向に各
素子の回折有効領域が連続するので、連結部分の光量不
足による画質の低下を確実に防止できる。

【００２４】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
上記請求項１の構成において、上記第１の素子列と第２
の素子列との投影光の像担持体上での距離差をＬ、像担
持体の移動速度をＶとすると、第２の素子列の点灯を、
第１の素子列の点灯より時間ΔＴ＝Ｌ／Ｖ遅延させる、
露光制御手段が備えられていることを特徴としている。

【００２５】上記の構成によれば、露光制御手段が、第
２の素子列の点灯（オン制御）を、第１の素子列の点灯
より、各素子列の投影光が像担持体上でその移動方向に
位置ずれしている距離に相当する時間だけ遅らせるの
で、像担持体上での第２の素子列による露光ポイントと
第１の素子列による露光ポイントとが重複することとな
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００２７】まず始めに、本発明に係る画像形成装置で
ある光プリンタの全体構成を、図２を用いて説明する。
図に示すように、光プリンタは、本体側面にシート状の
複数の記録紙（被転写材）を挿入するための給紙トレー
２を備え、この給紙トレー２の下端部には画像形成に伴
い、光プリンタ内部に記録紙を順次給紙するための給紙
ローラ３が設けられている。また、この給紙ローラ３の
下流側には、記録紙の先端を検出するためのＰＳセンサ
が配された用紙搬送路４がほぼ水平方向に設けられると
共に、静電潜像を形成する感光体ドラム（像担持体）５
ａを有するドラムカートリッジ５と転写ローラ６とが配
設されている。

【００２８】また、転写ローラ６のさらに下流側には、
定着ローラ７ａを有する定着ユニット７が設けられ、記
録紙上に形成されたトナー像を固定化し、本体の前カバ
ー上に設けられた排紙トレー９に画像形成された記録紙
を排出するＵターンガイド８を備えている。上記ドラム
カートリッジ５の上方には、感光体ドラム５ａの表面に
トナーを供給する現像装置１１が設けられ、現像装置１
１の上方には、感光体ドラム５ａに光を照射するための
光学ユニット１０が設けられている。尚、この光学ユニ
ット１０には、光学変調器として、グレイティングライ
トバルブ（ＧｒａｔｈｉｇＬｉｇｈｔＶａｌｖｅ：以
下、ＧＬＶと略す）素子列を有するＧＬＶ光学変調器が
用いられており、詳細については後述する。

【００２９】上記の構成において、光学ユニット１０か
らの出射光１２が事前に帯電された感光体ドラム５ａの
表面に照射されると、感光体ドラム５ａの表面が露光さ
れ、感光体ドラム５ａの表面に静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像装置１１から供給されるトナーが
感光体ドラム５ａに付着することで現像されてトナー像
となり、このトナー像が感光体ドラム５ａの回転に伴っ
て、感光体ドラム５ａと転写ローラ６との当接部に向か
って送られる。

【００３０】一方、この時、上記給紙トレー２からは給
紙ローラ３によって記録紙が供給され、この記録紙は用
紙搬送路４に沿って上記感光体ドラム５ａと転写ローラ
６との当接部である転写領域に搬送される。この領域を
記録紙が通過する際に、感光体ドラム５ａの表面に形成
されているトナー像が、その電荷と記録紙表面の電荷と
の電位差によって記録紙に転写される。

【００３１】次いで、記録紙は定着ローラ７ａを有する
定着ユニット７へと送られ、定着ユニット７では加熱及
び加圧が行われ、記録紙上のトナーは定着ローラ７ａの
熱と圧力によって記録紙に融着される。そして、定着ユ
ニット７から送り出された記録紙はＵターンガイド８に
沿って本体の上方へと案内され、本体を覆う前カバー上
の排紙トレー９上に排出される。

【００３２】次に、上記光学ユニット１０について、図
１、図３〜図９を用いて詳細に説明する。光学ユニット
１０には、図１（ａ）に示すように、単色光源ユニット
（光源）３０、コリメートレンズ３１、ＧＬＶ光学変調
器（光学変調器）３２、スリット３４、プロジェクショ
ンレンズ３３、及び制御部３５が内蔵されている。

【００３３】単色光源ユニット３０は、単色光をコリメ
ートレンズ３１に向かって照射するもので、コリメート
レンズ３１は、単色光源ユニット３０から照射された光
を平行光に変換してＧＬＶ光学変調器３２に照射するも
のである。

【００３４】ＧＬＶ光学変調器３２は、感光体ドラム５
ａ上の各画素単位に１：１で対応する複数のＧＬＶ素子
が並設されてなるＧＬＶ素子列部３２ａを有しており、
ＧＬＶ素子列部３２ａの電圧のオン−オフ制御によっ
て、コリメートレンズ３１から照射された光を変調する
ものである。このＧＬＶ素子列部３２ａの構成について
は、図１（ｂ）を用いて後述するが、ＧＬＶ素子列部３
２ａの素子列長手方向は、感光体ドラム５ａの幅方向、
つまり記録紙の搬送方向と直交する方向に対応してい
る。

【００３５】そして、ここでは、上記コリメートレンズ
３１からＧＬＶ光学変調器３２におけるＧＬＶ素子列部
３２ａへの入射角θ_iは、ＧＬＶ素子列部３２ａを構成
する各ＧＬＶ素子の回折角θ_dが０°となるように選択
されている。

【００３６】スリット３４は、ＧＬＶ光学変調器３２と
プロジェクションレンズ３３との間に配されており、オ
ン制御状態、つまり点灯状態のＧＬＶ素子からの反射光
（回折光）は通過でき、オフ制御状態、つまり消灯状態
のＧＬＶ素子からの反射光は通過できないものである。
プロジェクションレンズ３３は、ＧＬＶ光学変調器３２
より照射された光を、感光体ドラム５ａへと投影するも
のである。

【００３７】制御部３５は、図示しないコントローラ部
や記憶部から構成され、光学ユニット１０の制御中枢
で、単色光源ユニット３０の点灯制御や、ＧＬＶ光学変
調器３２のＧＬＶ素子列部３２ａの点灯−消灯の制御等
も行うようになっており、本発明の露光制御手段を構成
するものでもある。

【００３８】ここで、上記光学ユニット１０の動作を説
明する前に、ＧＬＶ光学変調器３２におけるＧＬＶ素子
列部３２ａを構成するＧＬＶ素子の構成及び動作原理
を、図３ないし図５を用いて説明しておく。図３は１個
のＧＬＶ素子の斜視図であり、図４、図５はその動作原
理図である。図３に示すように、ＧＬＶ素子２０は、基
盤２１の上に、枠２４と一体で成形されたマイクロブリ
ッジ２２が、枠２４と基盤２１との間にスペーサ２３を
介して配設された構成を有しており、基盤２１の上面と
マイクロブリッジ２２との間には、スペーサ２３の厚み
と同じ空隙が形成され、両者は非接触となっている。上
記スペーサ２３で定まる空隙の厚み、及びマイクロブリ
ッジ２２の厚みは、何れも使用される光源の波長、つま
り、ここでは上記の単色発光ユニット３０の出射光の波
長で予め決定され、使用する光の波長をλｎｍとする
と、それぞれλ／４ｎｍに形成されている。このような
ＧＬＶ素子２０は、微細半導体製造技術で作製できる。

【００３９】ＧＬＶ素子２０の動作は、マイクロブリッ
ジ２２と基盤２１との間に印加する電圧のオン−オフで
制御され、図４（ａ）にオフ制御（消灯）時のＧＬＶ素
子２０のｘ断面を示し、同図（ｂ）にそのｙ断面を示
す。また、図５（ａ）にはオン制御（点灯）時のＧＬＶ
素子２０のｘ断面を示し、同図（ｂ）にそのｙ断面を示
す。

【００４０】図４（ａ)(ｂ）に示すように、ＧＬＶ素子
２０の消灯時、マイクロブリッジ２２は基盤２１からλ
／４ｎｍ離間した位置関係を維持しており、この状態で
光が入射すると、マイクロブリッジ２２及び基盤２１に
て反射された各反射光の全光路差は入射光の波長に等し
く、回折格子平面鏡として光を反射する。

【００４１】一方、図５（ａ)(ｂ）に示すように、ＧＬ
Ｖ素子２０の点灯時、マイクロブリッジ２２は静電力で
引き下げられており、この状態で光が入射すると、マイ
クロブリッジ２２及び基盤２１にて反射された各反射光
の全光路差は半波長（λ／２）となり、各反射光は干渉
して打ち消し合い回折を引き起こす。

【００４２】そして、前述の文献より、レスポンス２０
ｎｓｅｃを得るためには、図３に示す、ＧＬＶ素子２０
におけるマイクロブリッジ２２の長手方向の回折有効領
域の寸法ｙ０は２０μｍ、回折無効領域の寸法ｙ１及び
ｙ２はそれぞれ2.５μｍ必要であることが分かってお
り、ＧＬＶ素子２０のｙ方向の素子幅は、枠２４まで含
めると約２５μｍとなっている。また、マイクロブリッ
ジ２２の長手方向と直交する方向の寸法、つまりマイク
ロブリッジ２２の幅ｘ０は、前述したように、光の波
長、入射角、回折角によって前述の式（１）で決定され
ている。

【００４３】上記構成の光学ユニット１０において、光
プリンタの動作時、制御部３５のコントローラ部によっ
て画像処理された信号に対応して単色光源ユニット３０
が発光する。単色光源ユニット３０より発光された光
は、コリメートレンズ３１で平行光となり、ＧＬＶ光学
変調器３２のＧＬＶ素子列部３２ａに入射角θ_iで入射
する。

【００４４】ＧＬＶ素子列部３２ａの各ＧＬＶ素子２０
は、制御部３５により、画像処理された信号に対応して
の点灯−消灯が制御されることで、光を選択的にスリッ
ト３４を介してプロジェクションレンズ３３に照射す
る。詳細に言うと、ＧＬＶ素子列部３２ａにおける点灯
状態のＧＬＶ素子２０に入射した光は、回折角θ_dで出
ていき、スリット３４を通過してプロジェクションレン
ズ３３に入射する。一方、消灯状態のＧＬＶ素子２０に
入射した光は、入射角と同じ反射角θ_iで出ていき、ス
リット３４を通過できず、プロジェクションレンズ３３
には入射されない。こうして、プロジェクションレンズ
３３に照射された光は、感光体ドラム５ａの表面に結像
される。

【００４５】次に、本光プリンタの特徴であるＧＬＶ光
学変調器３２におけるＧＬＶ素子列部３２ａの構成を説
明する。図１（ｂ）は、ＧＬＶ素子列部３２ａをプロジ
ェクションレンズ３３側から見た正面図である。

【００４６】ＧＬＶ素子列部３２ａは、必要数Ｎ個のＧ
ＬＶ素子２０が、図３におけるｙ方向を素子列長手方向
としてＮ／２個ずつ間隔を空けることなく連結された、
第１ＧＬＶ素子列４０（１，３，…Ｎ−３，Ｎ−１）と
第２ＧＬＶ素子列４１（２，４，…Ｎ−２，Ｎ）とから
なる。これら第１及び第２ＧＬＶ素子列４０・４１は、
互いに平行に、かつ、第２ＧＬＶ素子列４１を第１ＧＬ
Ｖ素子列４０より、１個のＧＬＶ素子２０のｙ方向の素
子幅の約１／２分だけ素子列長手方向にずらして配置さ
れており、千鳥格子状に配置されている。

【００４７】尚、上記ＧＬＶ素子列部３２ａを構成する
ために必要であるＧＬＶ素子２０の数量Ｎは、記録紙の
搬送方向と直交する方向の記録紙幅をＡ（ｍｍ）、解像
度をＢ（ＤＰＩ）とすると、以下の式（２）で求めるこ
とができる。

【００４８】Ｎ＝ＡＢ／２5.４ …（２）ここで、図６に、上記ＧＬＶ素子列部３２ａの素子列長
手方向の位置と、感光体ドラム５ａ表面の露光量との関
係を示す。図中Ｓにて示すラインは、感光体ドラム５ａ
上の静電潜像を形成するために必要な最小露光量を表し
ている。図より、第１ＧＬＶ素子列４０の露光量も第２
ＧＬＶ素子列４１の露光量も、各々素子列長手方向に隣
合うＧＬＶ素子間に、回折無効領域の寸法ｙ１＋ｙ２に
応じた光量不足の領域が存在するが、第１ＧＬＶ素子列
４０の露光量と第２ＧＬＶ素子列４１の露光量とが合成
されたものでは、素子列長手方向全てにわたりラインＳ
を超えたある一定量の露光量を確保できていることがわ
かる。

【００４９】このように、本光プリンタのＧＬＶ光学変
調器３２におけるＧＬＶ素子列部３２ａでは、必要な数
のＧＬＶ素子２０を、第１ＧＬＶ素子列４０と第２ＧＬ
Ｖ素子列４１とに分割して形成したので、ＧＬＶ光学変
調器３２の全幅を、必要とする全ＧＬＶ素子２０のほぼ
１／２個分の長さで構成することができ、これにより、
ＧＬＶ光学変調器３２の製造歩留りの向上、及びＧＬＶ
光学変調器３２の小型化が可能となっている。

【００５０】しかも、上記のＧＬＶ素子列部３２ａで
は、第１ＧＬＶ素子列４０と第２ＧＬＶ素子列４１と
は、千鳥格子状に配設され、かつ、これら第１及び第２
ＧＬＶ素子列４０・４１の各ＧＬＶ素子２０は、間隔を
空けることなく連結されているので、第１ＧＬＶ素子列
４０を構成する各ＧＬＶ素子２０と第２ＧＬＶ素子列４
１を構成する各ＧＬＶ素子２０とは、素子列長手方向に
重複しており、第１及び第２ＧＬＶ素子列４０・４１の
各ＧＬＶ素子２０における回折有効領域は、素子列長手
方向に連続して配されている。

【００５１】したがって、第１ＧＬＶ素子列４０におけ
る連結部分の光量不足を、連結部分に位置する第２ＧＬ
Ｖ素子列４１のＧＬＶ素子２０にて確実に補うことがで
き、連結部分の光量不足による画質の低下を防止して、
プリント画像の画質向上も可能となっている。

【００５２】ところで、上記のＧＬＶ素子列部３２ａの
ように、第１ＧＬＶ素子列４０と第２ＧＬＶ素子列４１
とが、素子列長手方向と直交する方向、つまり、感光体
ドラム５ａの移動方向にずれて配置されると、感光体ド
ラム５ａの第１ＧＬＶ素子列４０からの露光ポイントと
第２ＧＬＶ素子列４１からの露光ポイントも、第１ＧＬ
Ｖ素子列４０と第２ＧＬＶ素子列４１との素子列長手方
向と直交する方向のずれ量に相当する量だけ、感光体ド
ラム５ａの移動方向にずれることとなる。

【００５３】図７に、ＧＬＶ光学変調器３２のＧＬＶ素
子列部３２ａから感光体ドラム５ａ表面の露光ポイント
までの光路を拡大して示す。図中、Ｐ１が第１ＧＬＶ素
子列４０からの露光ポイントであり、Ｐ２が第２ＧＬＶ
素子列４１からの露光ポイントである。第１ＧＬＶ素子
列４０と第２ＧＬＶ素子列４１のずれ量Ｗに対応して、
感光体ドラム５ａ周上の露光ポイントＰ２は露光ポイン
トＰ１より列間距離Ｌだけ離れたポイントとる。

【００５４】図８（ａ）に、第１ＧＬＶ素子列４０によ
って照射された感光体ドラム５ａ表面上の露光ポイント
Ｐ１での直線画像を示し、同図（ｂ）に第２ＧＬＶ素子
列４１によって照射された感光体ドラム５ａ表面上の露
光ポイントＰ２での直線画像を示す。図中ｄ０は各ＧＬ
Ｖ素子２０の回折有効領域による露光幅、ｄ１は各ＧＬ
Ｖ素子２０の連結部分に対応する回折無効領域による非
露光幅である。図からも分かるように、第１ＧＬＶ素子
列４０と第２ＧＬＶ素子列４１によって形成される直線
画像はそれぞれ点線である。したがって、第１ＧＬＶ素
子列４０と第２ＧＬＶ素子列４１とを同じタイミングで
点灯すれば、同図（ｃ）に示すように、それらは記録紙
搬送方向に距離Ｌだけ離れた千鳥格子状のドットによっ
て形成された直線となる。

【００５５】このような千鳥格子状配列のドットからな
る直線は、解像度が低い装置では誤差範囲程度の量で、
殆ど問題となるレベルではないので、以下に示すような
制御部３５による点灯タイミングの制御は必要ない。し
かしながら、高解像度を要求される機械では直線性が問
題となってくる。

【００５６】そこで、本光プリンタにおける上記の制御
部３５では、露光制御手段として、感光体ドラム５ａの
周速度（移動速度）をＶ、感光体ドラム５ａ周上の露光
ポイントＰ１と露光ポイントＰ２との列間距離Ｌとする
とき、第２ＧＬＶ素子列４１の各ＧＬＶ素子２０の点灯
を第１ＧＬＶ素子列４１の各ＧＬＶ素子２０の点灯より
も、時間ΔＴ＝Ｌ／Ｖだけ遅らせるように、点灯タイミ
ングを制御している。

【００５７】このように点灯タイミングを制御すること
で、第１ＧＬＶ素子列４０の各ＧＬＶ素子２０の点灯を
行った後の時間ΔＴ＝Ｌ／Ｖ間の感光体ドラム５ａの回
転により、第１ＧＬＶ素子列４０からの露光ポイントＰ
１と第２ＧＬＶ素子列４１からの露光ポイントＰ２とが
重なることとなり、図８（ｄ）に示すような直線性の優
れた直線画像を得ることができる。

【００５８】また、ここでは、第１ＧＬＶ素子列４０と
第２ＧＬＶ素子列４１とは、それぞれ間隔を空けること
なくＧＬＶ素子２０が連結された構成とし、第１ＧＬＶ
素子列４０の任意のＧＬＶ素子２０と、このＧＬＶ素子
２０と素子列長手方向に重複する第２ＧＬＶ素子列４１
のＧＬＶ素子２０における重複量が、素子幅の５０％と
なった構成について述べたが、上記ＧＬＶ素子２０の場
合、第１ＧＬＶ素子列４０における連結部分の光量不足
を、連結部分に位置する第２ＧＬＶ素子列４１のＧＬＶ
素子２０にて確実に補うための上記重複量としては、２
０％〜５０％の範囲を取り得、この範囲で第１及び第２
ＧＬＶ素子列４０・４１における各素子間隔を設定する
ことができる。

【００５９】つまり、連結部分の光量不足を無くすため
には、第１及び第２ＧＬＶ素子列４０・４１を構成する
各ＧＬＶ素子２０において、各ＧＬＶ素子２０の回折有
効領域が素子列長手方向に連続しておればよく、最も重
複量の小さい構成としては、図９のように、第１ＧＬＶ
素子列４０の任意のＧＬＶ素子２０と、このＧＬＶ素子
２０と素子列長手方向に重複する第２ＧＬＶ素子列４１
のＧＬＶ素子２０とが、素子列長手方向に回折無効領域
の寸法ｙ１＋ｙ２のみで重複し、回折有効領域同士の重
複が一切ない構成でもよい。この場合の重複量は、
“（ｙ１＋ｙ２）／（ｙ１＋ｙ０＋ｙ２）”となり、上
記のＧＬＶ素子２０の場合、ｙ１＝ｙ２＝2.５μｍ、ｙ
０＝２０μｍであるから、素子幅の２０％となる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
画像形成装置は、上記光学変調器が、複数のグレイティ
ングライトバルブ素子がそれぞれ一列に並んでなる、第
１及び第２の素子列を有しており、これら第１及び第２
の素子列は、各素子間隔が、素子列長手方向の素子幅よ
り小さく形成されると共に、各素子列長手方向を上記像
担持体の幅方向に対応させ、第１の素子列を構成する各
素子の間に第２の素子列を構成する各素子が各々位置す
る千鳥格子状に配置されている構成である。

【００６１】これにより、グレイティングライトバルブ
素子を光学変調器に用いた画像形成装置において、必要
数の素子を素子列の全長を短く配設できるので、光学変
調器の小型化、及び製造歩留りの向上が図れると共に、
一方の素子列における連結部分の光量不足を、連結部分
に位置する他方の素子列の素子にて補えるので、連結部
分の光量不足による画質の低下を抑制してプリント画像
の画質を向上できるという効果を奏する。

【００６２】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、上記第１及び第２の素子列に
おける各素子間隔は、第１及び第２の素子列を構成する
各グレイティングライトバルブ素子の回折有効領域が素
子列長手方向に連続するように設定されている構成であ
る。

【００６３】これにより、連結部分の光量不足による画
質の低下を確実に防止できるので、請求項１の構成の画
像形成装置よりも、さらにプリント画像の画質を向上で
きるという効果を奏する。

【００６４】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
上記請求項１の構成において、上記第１の素子列と第２
の素子列との投影光の像担持体上での距離差をＬ、像担
持体の移動速度をＶとすると、第２の素子列の点灯を、
第１の素子列の点灯より時間ΔＴ＝Ｌ／Ｖ遅延させる、
露光制御手段が備えられている構成である。

【００６５】これにより、像担持体上での第２の素子列
による露光ポイントと第１の素子列による露光ポイント
とを重複させられるので、高解像度が要求される装置に
おいても、優れた直線性が得られるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、（ａ）は
光プリンタの光学ユニットの構成を示す説明図、（ｂ）
は光学ユニットに設けられたグレイティングライトバル
ブ光学変調器におけるグレイティングライトバルブ素子
列部の構成を示す説明図である。

【図２】上記光プリンタの全体構成を示す説明図であ
る。

【図３】グレイティングライトバルブ素子１個の斜視図
である。

【図４】グレイティングライトバルブ素子の消灯時（オ
フ制御時）の動作原理図である。

【図５】グレイティングライトバルブ素子の点灯時（オ
ン制御時）の動作原理図である。

【図６】図１（ｂ）のグレイティングライトバルブ素子
列部における、素子列長手方向の位置と感光体ドラム表
面の露光量との関係を示す説明図である。

【図７】グレイティングライトバルブ素子列部から感光
体ドラム表面の露光ポイントまでの光路を拡大して示す
説明図である。

【図８】グレイティングライトバルブ素子列部からの照
射により感光体ドラム表面上の露光ポイントで形成され
る直線画像を示す説明図である。

【図９】光学ユニットのグレイティングライトバルブ素
子列部の他の構成と、その構成における、素子列長手方
向の位置と感光体ドラム表面の露光量との関係を示す説
明図である。

【符号の説明】

５ａ感光体ドラム（像担持体）１０光学ユニット２０ＧＬＶ素子（グレイティングライトバルブ素
子）３２ＧＬＶ光学変調器（光学変調器）３２ａＧＬＶ素子列部３５制御部（露光制御手段）４０第１ＧＬＶ素子列（第１の素子列）４１第２ＧＬＶ素子列（第２の素子列）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの照射光を光学変調器にて変調し
て像担持体上に投影することで該像担持体上に静電潜像
を形成し、該静電潜像を可視化して可視像とした後、被
転写材に転写して排出する画像形成装置において、上記光学変調器が、複数のグレイティングライトバルブ
素子がそれぞれ一列に並んでなる、第１及び第２の素子
列を有しており、これら第１及び第２の素子列は、各素
子間隔が、素子列長手方向の素子幅より小さく形成され
ると共に、各素子列長手方向を上記像担持体の幅方向に
対応させ、第１の素子列を構成する各素子の間に第２の
素子列を構成する各素子が各々位置する千鳥格子状に配
置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記第１及び第２の素子列における各素子
間隔は、第１及び第２の素子列を構成する各グレイティ
ングライトバルブ素子の回折有効領域が素子列長手方向
に連続するように設定されてい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】上記第１の素子列と第２の素子列との投影
光の像担持体上での距離差をＬ、像担持体の移動速度を
Ｖとすると、第２の素子列の点灯を、第１の素子列の点
灯より時間ΔＴ＝Ｌ／Ｖ遅延させる、露光制御手段が備
えられていることを特徴とする画像形成装置。