JPH116971A

JPH116971A - 光ビーム走査光学装置

Info

Publication number: JPH116971A
Application number: JP10112471A
Authority: JP
Inventors: Toshio Naiki; 俊夫内貴; Yoshihiro Inagaki; 義弘稲垣; Akiyoshi Hamada; 明佳濱田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2018-04-22
Also published as: JP3832087B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光偏向器の回転速度を切り替えることなく、
瞬時に画像密度を切り替えることができる光ビーム走査
光学装置を得る。【解決手段】画像密度を切り替える制御回路ブロック
は、概略、画像データを記憶しておくためのＲＡＭ４１
と、発光点２ａ〜２ｄを制御するためのコントローラ４
２と、発光点２ａ〜２ｄを駆動するためのドライバ４３
ａ〜４３ｄとで構成されている。ホストコンピュータ４
０は、例えば画像データに付加された低密度コード又は
高密度コードを読み取ると、画像密度信号をコントロー
ラ４２に伝送する。コントローラ４２は、この画像密度
信号に基づいてドライバ４３ａ〜４３ｄをそれぞれ個別
にＯＮ状態又はＯＦＦ状態にする。これにより、発光点
２ａ〜２ｄは画像密度に応じて選択的に駆動され、画像
密度の切り替えが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビーム走査光学
装置、詳しくはレーザプリンタやデジタル複写機の画像
書込み手段として用いられる光ビーム走査光学装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像密度を切り替えることが
できる光ビーム走査光学装置が知られている。特開昭５
９−１１７３７２号公報には、発光点を駆動するドライ
バのクロック周波数を変えると共に、光偏向器であるポ
リゴンミラーの回転速度（偏向速度）を切り替えること
によって、画像密度を切り替える装置が開示されてい
る。

【０００３】また、特開平４−３０１８６４号公報に
は、それぞれ光ビームを発光する複数の発光点を備え、
所定の数の光ビームにより１画素を描画する装置が開示
されている。この装置では、１画素を描画する光ビーム
の数を変更することにより、画像密度を切り替える。具
体的には、上記の装置は５つの発光点を有しており、例
えば、２４０ＤＰＩでの描画の場合は、１画素を５つの
発光点から発光される５本すべての光ビームで描画す
る。一方、３００ＤＰＩでの描画の場合は、１画素を４
本の光ビームで描画する。この場合、最初の１スキャン
においては、５つの発光点のうち最初の４つの発光点か
らの光ビームにより１ライン目の画素を描画すると同時
に、後の１つの発光点からの光ビームにより２ライン目
の画素の最初の４分の１を描画する。次のスキャンにお
いては、５つの発光点のうち最初の３つの発光点からの
光ビームにより２ライン目の画素の残り４分の３を描画
して２ライン目の画素を完成させると同時に、後の２つ
の発光点からの光ビームにより３ライン目の画素の最初
の４分の２を描画する。さらに、次のスキャンにおいて
は、５つの発光点のうち最初の２つの発光点からの光ビ
ームにより３ライン目の画素の残り４分の２を描画して
３ライン目の画素を完成させると同時に、後の３つの発
光点からの光ビームにより４ライン目の画素の最初の４
分の３を描画する。以下、同様にして描画が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開昭５９−１１７３７２号公報に記載された装置で
は、光偏向器の回転速度の切り替えには時間を要し、瞬
時に画像密度を切り替えることができなかった。そのた
め、画像密度の切り替えは、異なるページ間で、しか
も、光偏向器の回転速度が安定するまでの間は、ウォー
ミングアップ期間を確保しなければならないという制約
があった。従って、１ページ内で、例えば文字画像とグ
ラフィック画像が混在している場合、文字画像領域は低
密度で描画し、グラフィック画像領域は高密度で描画し
たくてもすることができなかった。

【０００５】一方、上記の特開平４−３０１８６４号公
報に記載された装置では、１画素を描画する光ビームの
数を変更することにより、同じページ間であっても画像
密度を切り替えることができる。しかしながら、この装
置には次のような問題点がある。第１に、複数の光ビー
ムにより１画素を描画するため、上述したように、ある
スキャンとそれに続くスキャンとの間で１画素を分割し
て描画する場合がある。このため、先のスキャンと後の
スキャンとの間で、主走査方向及び・又は副走査方向の
ビーム投影位置にずれが生じた場合、画素を正確に描画
することができなくなる。また、解像度によっては、ラ
インごとに画素を分割する割合が変わる。例えば、上記
の３００ＤＰＩの例では、２ライン目の画素は１：３、
３ライン目の画素は２：２、４ライン目の画素は３：１
の割合で分割される。このため、画像劣化の度合いが大
きくなる。第２に、複数の光ビームにより１画素を描画
し、しかも、１スキャンごとに各光ビームすなわち各発
光点と画素との対応関係が変化するため、各発光点の駆
動制御及び駆動回路構成が大規模、複雑となる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、光偏向器の回転
速度を切り替えることなく、瞬時に画像密度を切り替え
ることができると共に、各発光点を駆動するための制御
や回路構成が簡素で画質の優れた光ビーム走査光学装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係る光ビーム走査光学装置は、
（ａ）少なくとも三つの発光点を有し、該三つの発光点
が前記被走査面上において光ビームの走査方向と直交す
る方向に光学的に所定の間隔で配置されている光源ユニ
ットと、（ｂ）前記被走査面を走査するべく、前記発光
点から放射された光ビームを偏向する光偏向器と、
（ｃ）前記光源ユニットの発光点のうち少なくとも二つ
の発光点から同時に光ビームを放射するように制御する
コントローラとを備え、（ｄ）前記コントローラが前記
被走査面を走査するための一連の動作の開始から終了ま
での間の任意の時点において、画像密度を切り換えるべ
く、前記各発光点の組み合わせ毎に前記被走査面に入射
する光ビームの間隔が異なるように、発光させる発光点
の組み合わせを変更し、一つの前記発光点から放射され
た光ビームがそれぞれ前記被走査面上において一つの画
素を形成すること、を特徴とする。

【０００８】以上の構成により、画像密度を切り替える
際には、コントローラによって、所望の画像密度に対応
する発光点を選択して発光させる。このように、副走査
方向の画像密度の切り替えを、光偏向器の偏向速度を変
更するというような応答性が比較的遅い機械的操作でな
く、発光点の選択という応答性の速い電気的操作によっ
て行うため、副走査方向の画像密度の切り替えが素早く
行われる。

【０００９】さらに、本発明に係る光ビーム走査光学装
置は、発光点を１次元配列し、かつ、切り替えて使用す
るｎ種類の画像密度の比をａ₁：ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ
₂＜…＜ａ_n）とした場合、前記発光点の数は、

【００１０】

【数４】

【００１１】である。そして、ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最
小公倍数をｍとした場合、前記１次元配列された複数の
発光点の両端に位置する二つの発光点の間隔は、最近接
発光点間隔の（ｍ−ａ₁）倍である。さらに、光偏向器
の１偏向走査の間に、被走査面が副走査方向に移動する
距離は、最近接発光点から放射された光ビームの被走査
面上での間隔の略ｍ倍である。以上の構成により、１次
元配列された発光点の数や間隔が最適値に設定される。

【００１２】また、本発明に係る光ビーム走査光学装置
は、発光点を２次元配列し、切り替えて使用するｎ種類
の画像密度の比をａ₁：ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜
ａ_n）とした場合、前記発光点の数が（Σａ_i−１）であ
り、ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍとすると共
に、前記２次元配列された複数の発光点を副走査方向と
平行な軸に投影した場合、この複数の投影発光点の両端
に位置する二つの投影発光点の間隔が、最近接投影発光
点間隔の（ｍ−ａ₁）倍であり、光偏向器の１偏向走査
の間に、被走査面が副走査方向に移動する距離が、前記
最近接投影発光点の光ビームの被走査面上での間隔の略
ｍ倍であることを特徴とする。

【００１３】以上の構成により、２次元配列された発光
点の数や間隔が最適値に設定される。そして、発光点間
の熱的クロストークを抑えるため、発光点間隔を比較的
広く設定しても、副走査方向の発光点間隔は見掛け上狭
くできる。

【００１４】また、本発明に係る光ビーム走査光学装置
は、光源ユニットが、発光点からそれぞれ放射された光
ビームを重ね合わせて同一方向に進行させるビーム結合
素子を備え、切り替えて使用するｎ種類の画像密度の比
をａ₁：ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜ａ_n）とした場
合、前記発光点の数が（Σａ_i−１）であり、ａ₁，
ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍとした場合、前記ビーム
結合素子出射面の前記複数の光ビーム出射位置の両端に
位置する二つの光ビーム出射位置間隔が、最近接光ビー
ム出射位置間隔の（ｍ−ａ₁）倍であり、偏向器の１偏
向走査の間に、被走査面が副走査方向に移動する距離
が、前記最近接出射位置から出射された光ビームの被走
査面上での間隔の略ｍ倍であることを特徴とする。以上
の構成により、発光点は複数の素子に振り分けて設けら
れ、全ての発光点を一つの素子に設ける必要がなくなる
ため、さらに発光点間の熱的クロストークによる影響が
小さくなる。

【００１５】また、発光点の駆動信号のクロック周波数
を画像密度に応じて変更させるクロック周波数切り替え
手段を更に備えることにより、画像密度に応じて発光点
の駆動信号のクロック周波数が切り替えられる。従っ
て、副走査方向の画像密度の切り替えと同様に主走査方
向の画像密度も応答性の速い電気的操作によって素早く
切り替わる。

【００１６】また、所定の画像密度に対応する発光点を
画像密度の逆数比の発光強度に切り替えて前記発光点を
駆動させることにより、画像密度が異なっても被走査面
上での入射光量が常に一定になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ビーム走査
光学装置の実施形態について添付図面を参照して説明す
る。

【００１８】図１において、光ビーム走査光学装置は、
概略、光源ユニット１と、シリンドリカルレンズ１１
と、ポリゴンミラー１２と、３枚のｆθレンズ１３，１
４，１５及びシリンドリカルレンズ１６と、平面ミラー
１７と、感光体ドラム２５とで構成されている。

【００１９】光源ユニット１は、レーザダイオードアレ
イ２と、コリメータレンズ５とからなる。コリメータレ
ンズ５は軸対称形状を有しており、その対称軸を光軸Ｃ
上に配置している。レーザダイオードアレイ２は、後に
詳述するように、複数の発光点を有したものである。レ
ーザダイオードアレイ２から放射された複数の光ビーム
Ｂは、それぞれコリメータレンズ５によって平行光（又
は収束光）とされる。

【００２０】コリメータレンズ５から出射された光ビー
ムＢは、シリンドリカルレンズ１１を介してポリゴンミ
ラー１２に到達する。シリンドリカルレンズ１１は光ビ
ームＢをポリゴンミラー１２の反射面近傍に主走査方向
に長い線状に集光する。ポリゴンミラー１２は矢印ａ方
向に一定角速度で回転駆動される。光ビームＢはポリゴ
ンミラー１２の回転に基づいて各反射面で等角速度に偏
向走査され、ｆθレンズ１３，１４，１５及びシリンド
リカルレンズ１６を透過し、平面ミラー１７で下方に反
射される。その後、光ビームＢは感光体ドラム２５上で
結像すると共に、矢印ｂ方向に走査する。

【００２１】ｆθレンズ１３，１４，１５はポリゴンミ
ラー１２で等角速度に偏向された光ビームＢを感光体ド
ラム２５上での主走査速度を等速に補正（歪曲収差補
正）する機能を有している。シリンドリカルレンズ１６
は前記シリンドリカルレンズ１１と同様に副走査方向に
のみパワーを有し、二つのレンズ１１，１６が協働して
ポリゴンミラーの面倒れ誤差を補正する。

【００２２】感光体ドラム２５は矢印ｃ方向に一定速度
で回転駆動され、ポリゴンミラー１２及びｆθレンズ１
３，１４，１５による矢印ｂ方向への主走査と、感光体
ドラム２５の矢印ｃ方向への副走査によって感光体ドラ
ム２５上に画像（静電潜像）が書き込まれる。

【００２３】次に、レーザダイオードアレイ２の第１例
について詳説する。以下各実施例において同一部品及び
同一部分には同じ符号を付した。第１例のレーザダイオ
ードアレイ２は、図２に示すように、４個の発光点２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを表面に設けた基板６を内蔵して
いる。発光点２ａ〜２ｄは、副走査方向と平行な方向に
不等間隔で１次元配列している。発光点２ａ〜２ｄの最
近接発光点間隔をＤとすると、発光点２ａと２ｂの間隔
は２Ｄに設定され、発光点２ｂと２ｃの間隔及び発光点
２ｃと２ｄの間隔はそれぞれＤに設定されている。第１
例のレーザダイオードアレイ２は、４００ｄｐｉ及び６
００ｄｐｉの２種類の画像密度を切り替えることができ
る。

【００２４】一般に、１次元配列された発光点の必要最
少数は、切り替えて使用するｎ種類の画像密度の比をａ
₁：ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜ａ_n、かつ、ａ₁〜ａ_n
は約分された最小値）とした場合、Σａ_i−１で算出さ
れる。そして、ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍと
した場合、１次元配列された複数の発光点の両端に位置
する二つの発光点の最適の間隔（以下、最適デバイス長
とする）は、最近接発光点間隔Ｄの（ｍ−ａ₁）倍であ
る。

【００２５】従って、第１例のレーザダイオードアレイ
２の場合、画像密度の比がａ₁：ａ₂＝２：３であるか
ら、必要最少発光点数はΣａ_i−１＝ａ₁＋ａ₂−１＝２
＋３−１＝４（個）となる。また、ａ₁＝２，ａ₂＝３の
最小公倍数ｍは６であるから、最適デバイス長は、（ｍ
−ａ₁）×Ｄ＝（６−２）×Ｄ＝４Ｄとなる。

【００２６】以上の構成からなるレーザダイオードアレ
イ２を用いた光ビーム走査光学装置の、感光体ドラム２
５上への画像の書き込みについて、図３及び図４を参照
して説明する。図３に示すように、発光点２ａ〜２ｄか
らそれぞれ放射された光ビームＢは、感光体ドラム２５
上に光ビームスポット３０ａ〜３０ｄを形成する。この
光ビームスポット３０ａ〜３０ｄは、副走査方向に不等
間隔である。光ビームスポット３０ａ，３０ｂの間隔は
略４２．３μｍである。光ビームスポット３０ｂ，３０
ｃ，３０ｄの間隔は略２１．２μｍである。感光体ドラ
ム２５上に画像密度６００ｄｐｉの画像を形成する際に
は、図４（Ａ）に示すように、発光点２ａ，２ｂ，２ｄ
を点灯させ、発光点２ｃは点灯させない。これにより、
発光点２ａ，２ｂ，２ｄからそれぞれ放射された光ビー
ムＢは、感光体ドラム２５上に副走査方向の間隔が略４
２．３μｍの三つの光ビームスポット３０ａ，３０ｂ，
３０ｄを形成する。この光ビームスポット３０ａ，３０
ｂ，３０ｄにて画像先端側から順に走査する。

【００２７】一般に、ポリゴンミラー１２の１偏向走査
の間に、感光体ドラム２５の表面が副走査方向に移動す
る最適距離（以下、最適送りピッチとする）は、前記最
近接発光点から放射された光ビームの感光体ドラム２５
上での間隔のｍ倍（ただし、ｍは前述の画像密度の比の
値ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数）に設定される。従
って、第１例の場合、最適送りピッチは、ｍ×２１．２
＝６×２１．２≒１２７μｍとされる。この最適送りピ
ッチは画像密度に依存せず常に一定に保たれる。

【００２８】次に、画像密度を６００ｄｐｉから４００
ｄｐｉへ切り替えて、４００ｄｐｉの画像を形成する際
には、図４（Ｂ）に示すように、発光点２ａ，２ｃを点
灯させ、残りの発光点２ｂ，２ｄは点灯させない。これ
により、発光点２ａ，２ｃからそれぞれ放射された光ビ
ームＢは、感光体ドラム２５上に副走査方向の間隔が６
３．５μｍの二つの光ビームスポット３０ａ，３０ｃを
形成する。この光ビームスポット３０ａ，３０ｃにて画
像先端側から順に走査する。

【００２９】ここで、画像密度を切り替える制御回路ブ
ロックは、図５に示すように、概略、画像データを記憶
しておくためのＲＡＭ４１と、レーザダイオードアレイ
２の発光点２ａ〜２ｄを制御するためのコントローラ４
２と、発光点２ａ〜２ｄを駆動するためのドライバ４３
ａ〜４３ｄと、発光点２ａ〜２ｄの駆動信号のクロック
周波数を決めるクロック信号発生器４４とで構成されて
いる。

【００３０】例えば、本実施形態の光ビーム走査光学装
置をデジタル複写機に組み込んだ場合、このデジタル複
写機に原稿読み取りの際に文字画像とグラフィック画像
を識別することができる機構を設けることにより、文字
画像とグラフィック画像が混在している１枚の原稿を読
み取って得られる画像データのうち、文字画像データに
対しては低密度コードを自動的に付加し、グラフィック
画像データに対しては高密度コードを自動的に付加する
ことができる。あるいは、デジタル複写機にパソコンを
接続し、デジタル複写機が読み取った画像をパソコン画
面上に映し出してパソコンからのキー操作によって文字
画像領域に相当する画像データに対しては低密度コード
を付加し、グラフィック画像領域に相当する画像データ
に対しては高密度コードを付加するようにしてもよい。

【００３１】ホストコンピュータ４０では、この画像デ
ータに付加された低密度又は高密度コードを読み取っ
て、画像密度信号を発生させる。例えば、ホストコンピ
ュータ４０が、高密度コードを付加された画像データを
読み取ったとすると、ホストコンピュータ４０から画像
密度信号がコントローラ４２及びクロック信号発生器４
４に伝送される。コントローラ４２は、この画像密度信
号に基づいてドライバＯＮ／ＯＦＦ信号をドライバ４３
ａ〜４３ｄに伝送し、ドライバ４３ａ，４３ｂ，４３ｄ
をＯＮ状態にし、ドライバ４３ｃをＯＦＦ状態にする。
これにより、副走査方向の画像密度は応答性の速い電気
的操作によって素早く６００ｄｐｉに切り替えることが
できる。従って、異なるページ間及び１ページ内のいず
れにおいても画像密度を切り替えることができる。さら
に、１回の走査の中で画像密度の切り替えも可能であ
る。要するに、この光ビーム走査光学装置は、一連の走
査動作の開始から終了までの間の任意の時点において、
ポリゴンミラー１２の回転速度、すなわち走査速度を一
定に保ったまま画像密度を切り換えることができる。な
お、画像密度は、画像データにおける画素間隔と言い換
えることも可能である（以下、各実施例において、同様
である）。

【００３２】さらに、コントローラ４２は、画像密度信
号に基づいて、画像密度６００ｄｐｉの画像を形成する
際に駆動される発光点２ａ，２ｂ，２ｄが、画像密度の
逆数比の発光強度で発光するように、ドライバ４３ａ，
４３ｂ，４３ｄに発光強度信号を出してドライバ４３
ａ，４３ｂ，４３ｄの駆動電圧を制御する。すなわち、
第１例のレーザダイオード２の場合、使用する画像密度
は６００ｄｐｉと４００ｄｐｉの２種類だから、画像密
度の比は３：２である。

【００３３】従って、画像密度６００ｄｐｉの画像を形
成する際の発光点２ａ，２ｂ，２ｄの発光強度と、画像
密度４００ｄｐｉの画像を形成する際の発光点２ａ，２
ｃの発光強度との比は、１／６：１／４＝２：３とな
り、発光点２ａ，２ｂ，２ｄは、４００ｄｐｉの画像を
形成する際の発光強度の２／３の発光強度で発光するよ
うに駆動電圧が調整される。これにより、画像密度が６
００ｄｐｉと稠密になっても感光体ドラム２５上での入
射光量は、４００ｄｐｉの画像密度のときと同じ値とな
り、画像密度に関係なく感光体ドラム２５上での入射光
量を常に一定にすることができ、安定した画質の画像が
得られる。

【００３４】一方、クロック信号発生器４４は、クロッ
ク周波数切り替え回路４５を内蔵しており、画像密度信
号に基づいてこのクロック周波数切り替え回路４５が、
発光点２ａ〜２ｄの駆動信号のクロック周波数を画像密
度に応じた周波数に変更する。クロック周波数切り替え
回路４５によって周波数を変更されたクロック信号はＲ
ＡＭ４１、コントローラ４２及び各ドライバ４３ａ〜４
３ｄに伝送される。これにより、主走査方向の画像密度
も応答性の速い電気的操作によって素早く６００ｄｐｉ
に切り替えることができる。以下のレーザダイオードア
レイ２の各実施例においても、同様にクロック周波数切
り替え回路４５によって主走査方向の画像密度が素早く
切り替えられる。

【００３５】上述したように、本実施形態の光ビーム走
査光学装置では、解像度に応じて発光させる発光点の組
み合わせを変更するように制御しているが、いずれの解
像度においても常に１つの発光点から放出された光ビー
ムにより１つの画素を描画する。このため、いったん解
像度が決定すれば、その１画素に対応する発光点（レー
ザダイオード）が一義的に定まるため、大規模、複雑な
制御や回路は不要である。

【００３６】次に、ホストコンピュータ４０からの命令
信号がインターフェース（Ｉ／Ｆ）を介してＲＡＭ４１
に入力されると、ＲＡＭ４１に記憶されていた画像デー
タが順に取り出され、コントローラ４２に伝送される。
コントローラ４２では、それぞれの画像データを所定の
時間後に出力する。コントローラ４２から順次出力され
た画像データ信号はそれぞれドライバ４３ａ，４３ｂ，
４３ｄに伝送され、各ドライバ４３ａ，４３ｂ，４３ｄ
は対応の発光点２ａ，２ｂ，２ｄを駆動する。

【００３７】次に、レーザダイオードアレイ２の第２例
について図６及び図７を参照して詳説する。第２例のレ
ーザダイオードアレイ２は、図６に示すように、６個の
発光点２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを表面に設
けた基板６を内蔵している。発光点２ａ〜２ｆは、副走
査方向と平行な方向に等間隔で１次元配列している。発
光点２ａ〜２ｆの間隔はＤに設定されている。

【００３８】以上の構成からなる第２例のレーザダイオ
ードアレイ２を用いた光ビーム走査光学装置の、感光体
ドラム２５上への画像の書き込みについて図７を参照し
て説明する。第２例の場合、４００ｄｐｉ，６００ｄｐ
ｉ及び１２００ｄｐｉの３種類の画像密度を切り替える
ことができる。図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、発光点２ａ〜２ｆからそれぞれ放射された光ビーム
Ｂは、感光体ドラム２５上に光ビームスポット３０ａ〜
３０ｆを形成する。この光ビームスポット３０ａ〜３０
ｆは副走査方向に等間隔であり、略２１．２μｍであ
る。図７（Ａ）に示すように、感光体ドラム２５上に画
像密度４００ｄｐｉの画像を形成する際には、発光点２
ａ，２ｄのみを点灯させる。これにより、発光点２ａ，
２ｄからそれぞれ放射された光ビームＢは、感光体ドラ
ム２５上に副走査方向の間隔が６３．５μｍの二つの光
ビームスポット３０ａ，３０ｄを形成する。この光ビー
ムスポット３０ａ，３０ｄにて画像先端側から順に走査
する。このとき、感光体ドラム２５の回転駆動による副
走査方向の送りピッチＰは、１２７μｍとされる。この
送りピッチは、画像密度に依存せず常に一定に保たれ
る。

【００３９】次に、画像密度を４００ｄｐｉから６００
ｄｐｉへ切り替えて、６００ｄｐｉの画像を形成する際
には、図７（Ｂ）に示すように、発光点２ａ，２ｃ，２
ｅのみを点灯させる。これにより、発光点２ａ，２ｃ，
２ｅからそれぞれ放射された光ビームＢは、感光体ドラ
ム２５上に副走査方向の間隔が略４２．３μｍの三つの
光ビームスポット３０ａ，３０ｃ，３０ｅを形成する。
この光ビームスポット３０ａ，３０ｃ，３０ｅにて画像
先端側から順に走査する。

【００４０】次に、画像密度を６００ｄｐｉから１２０
０ｄｐｉへ切り替えて、１２００ｄｐｉの画像を形成す
る際には、全ての発光点２ａ〜２ｆを点灯させる。これ
により、発光点２ａ〜２ｆからそれぞれ放射された光ビ
ームＢは、感光体ドラム２５上に副走査方向の間隔が略
２１．２μｍの六つの光ビームスポット３０ａ〜３０ｆ
を形成する。この光ビームスポット３０ａ〜３０ｆにて
画像先端側から順に走査する。この第２例のレーザダイ
オードアレイ２は、前記第１のレーザダイオードアレイ
と同様の作用効果を奏する。また、画像密度は、画像デ
ータにおける画素間隔と言い換えることも可能である。

【００４１】さらに、画像密度が異なっても感光体ドラ
ム２５上での入射光量が常に一定になるように、コント
ローラ４２によって発光点２ａ〜２ｆの発光強度を切り
替える。すなわち、所定の画像密度に対応する発光点２
ａ〜２ｆを画像密度の逆数比の発光強度に切り替えて、
発光点２ａ〜２ｆを駆動させる。具体的に数値を用いて
説明する。使用する画像密度は４００ｄｐｉと６００ｄ
ｐｉと１２００ｄｐｉの３種類だから、画像密度の比は
２：３：６である。従って、画像密度４００ｄｐｉの画
像を形成する際の発光点２ａ，２ｄの発光強度と、画像
密度６００ｄｐｉの画像を形成する際の発光点２ａ，２
ｃ，２ｅの発光強度と、画像密度１２００ｄｐｉの画像
を形成する際の発光点２ａ〜２ｆの発光強度との比は、
１／２：１／３：１／６＝３：２：１となる。従って、
例えば１２００ｄｐｉの画像を形成する際の発光点２ａ
〜２ｆは、４００ｄｐｉの画像を形成する際の発光強度
の１／３の発光強度で発光するように駆動電圧が調整さ
れる。

【００４２】次に、レーザダイオードアレイ２の第３例
について図８及び図９を参照して詳説する。第３例のレ
ーザダイオードアレイ２は、図８に示すように、４個の
発光点２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを表面に設けた基板６を
内蔵している。発光点２ａ〜２ｄは、副走査方向と平行
な方向に等間隔で１次元配列している。発光点２ａ〜２
ｄの間隔はＤに設定されている。

【００４３】以上の構成からなる第３例のレーザダイオ
ードアレイ２を用いた光ビーム走査光学装置の、感光体
ドラム２５上への画像の書き込みについて図９を参照し
て説明する。第３例の場合、４００ｄｐｉ及び８００ｄ
ｐｉの２種類の画像密度を切り替えることができる。図
９（Ａ），（Ｂ）に示すように、発光点２ａ〜２ｄから
それぞれ放射された光ビームＢは、感光体ドラム２５上
に光ビームスポット３０ａ〜３０ｄを形成する。この光
ビームスポット３０ａ〜３０ｄは副走査方向に等間隔で
あり、略３１．８μｍである。図９（Ａ）に示すよう
に、感光体ドラム２５上に画像密度４００ｄｐｉの画像
を形成する際には、発光点２ａ，２ｃのみを点灯させ
る。これにより、発光点２ａ，２ｃからそれぞれ放射さ
れた光ビームＢは、感光体ドラム２５上に副走査方向の
間隔が６３．５μｍの二つの光ビームスポット３０ａ，
３０ｃを形成する。この光ビームスポット３０ａ，３０
ｃにて画像先端側から順に走査する。このとき、感光体
ドラム２５の回転駆動による副走査方向の送りピッチＰ
は、１２７μｍとされる。この送りピッチは画像密度に
依存せず常に一定に保たれる。

【００４４】次に、画像密度を４００ｄｐｉから８００
ｄｐｉへ切り替える際には、全ての発光点２ａ〜２ｄを
点灯させる。これにより、発光点２ａ〜２ｄからそれぞ
れ放射された光ビームＢは、感光体ドラム２５上に副走
査方向の間隔が略３１．８μｍの四つの光ビームスポッ
ト３０ａ〜３０ｄを形成する。この光ビームスポット３
０ａ〜３０ｄにて画像先端側から順に走査する。この第
３例のレーザダイオードアレイ２は、前記第１のレーザ
ダイオードアレイと同様の作用効果を奏する。また、画
像密度は、画像データにおける画素間隔と言い換えるこ
とも可能である。

【００４５】さらに、画像密度が異なっても感光体ドラ
ム２５上での入射光量が常に一定になるように、コント
ローラ４２によって発光点２ａ〜２ｄの発光点強度を切
り替える。すなわち、所定の画像密度に対応する発光点
２ａ〜２ｄを画像密度の逆数比の発光強度に切り替え
て、発光点２ａ〜２ｄを駆動させる。具体的に数値を用
いて説明する。使用する画像密度は４００ｄｐｉと８０
０ｄｐｉの２種類だから、画像密度の比は１：２であ
る。従って、画像密度４００ｄｐｉの画像を形成する際
の発光点２ａ，２ｃの発光強度と、画像密度８００ｄｐ
ｉの画像を形成する際の発光点２ａ〜２ｄの発光強度と
の比は、１：１／２＝２：１となる。

【００４６】次に、レーザダイオードアレイ２の第４例
について図１０及び図１１を参照して詳説する。第４例
のレーザダイオードアレイ２は、図１０に示すように、
６個の発光点２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを表
面に設けた基板６を内蔵している。発光点２ａ〜２ｆ
は、副走査方向と平行な方向に不等間隔で１次元配列し
ている。

【００４７】以上の構成からなる第４例のレーザダイオ
ードアレイ２を用いた光ビーム走査光学装置の、感光体
ドラム２５上への画像の書き込みについて図１１を参照
して説明する。第４例の場合、４００ｄｐｉ，６００ｄ
ｐｉ及び８００ｄｐｉの３種類の画像密度を切り替える
ことができる。図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すよ
うに、発光点２ａ〜２ｆからそれぞれ放射された光ビー
ムＢは、感光体ドラム２５上に光ビームスポット３０ａ
〜３０ｆを形成する。この光ビームスポット３０ａ〜３
０ｆは副走査方向に不等間隔である。図１１（Ａ）に示
すように、感光体ドラム２５上に画像密度４００ｄｐｉ
の画像を形成する際には、発光点２ａ，２ｄのみを点灯
させる。これにより、発光点２ａ，２ｄからそれぞれ放
射された光ビームＢは、感光体ドラム２５上に副走査方
向の間隔が６３．５μｍの二つの光ビームスポット３０
ａ，３０ｄを形成する。この光ビームスポット３０ａ，
３０ｄにて画像先端側から順に走査する。このとき、感
光体ドラム２５の回転駆動による副走査方向の送りピッ
チＰは、１２７μｍとされる。この送りピッチは画像密
度に依存せず常に一定に保たれる。

【００４８】次に、画像密度を４００ｄｐｉから６００
ｄｐｉへ切り替えて、６００ｄｐｉの画像を形成する際
には、図１１（Ｂ）に示すように、発光点２ａ，２ｃ，
２ｅのみを点灯させる。これにより、発光点２ａ，２
ｃ，２ｅからそれぞれ放射された光ビームＢは、感光体
ドラム２５上に副走査方向の間隔が略４２．３μｍの三
つの光ビームスポット３０ａ，３０ｃ，３０ｅを形成す
る。この光ビームスポット３０ａ，３０ｃ，３０ｅにて
画像先端側から順に走査する。

【００４９】次に、画像密度を６００ｄｐｉから８００
ｄｐｉへ切り替えて、８００ｄｐｉの画像を形成する際
には、発光点２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｆを点灯させる。こ
れにより、感光体ドラム２５上に副走査方向の間隔が略
３１．８μｍの四つの光ビームスポット３０ａ，３０
ｂ，３０ｄ，３０ｆを形成する。この第４例のレーザダ
イオードアレイ２は、前記第１のレーザダイオードアレ
イと同様の作用効果を奏する。また、画像密度は、画像
データにおける画素間隔と言い換えることも可能であ
る。

【００５０】さらに、画像密度が異なっても感光体ドラ
ム２５上での入射光量が常に一定になるように、コント
ローラ４２によって発光点２ａ〜２ｆの発光点強度を切
り替える。すなわち、所定の画像密度に対応する発光点
２ａ〜２ｆを画像密度の逆数比の発光強度に切り替え
て、発光点２ａ〜２ｆを駆動させる。具体的に数値を用
いて説明する。使用する画像密度は４００ｄｐｉと６０
０ｄｐｉと８００ｄｐｉの３種類だから、画像密度の比
は２：３：４である。従って、画像密度４００ｄｐｉの
画像を形成する際の発光点２ａ，２ｄの発光強度と、画
像密度６００ｄｐｉの画像を形成する際の発光点２ａ，
２ｃ，２ｅの発光強度と、画像密度８００ｄｐｉの画像
を形成する際の発光点２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｆの発光強
度との比は、１／２：１／３：１／４＝６：４：３とな
る。

【００５１】さらに、図１２は、発光点が１次元配列さ
れているレーザダイオードアレイ２の別の実施例を示す
ものであり、高密度と低密度の２種類の画像密度を切り
替えることができる例を示すものである。図１２（Ａ）
は２個の発光点２ａ，２ｂを有し、発光点２ａのみを点
灯させたときに低密度画像となり、全ての発光点２ａ，
２ｂを点灯させたときに高密度画像となる。画像密度の
比は１：２である。図１２（Ｂ）は３個の発光点２ａ〜
２ｃを有し、発光点２ａのみを点灯させたときに低密度
画像となり、全ての発光点２ａ〜２ｃを点灯させたとき
に高密度画像となる。画像密度の比は１：３である。図
１２（Ｃ）は６個の発光点２ａ〜２ｆを有し、発光点２
ａ，２ｃ，２ｅを点灯させたときに低密度画像となり、
発光点２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｆを点灯させたときに高密
度画像となる。画像密度の比は３：４である。図１２
（Ｄ）は７個の発光点２ａ〜２ｇを有し、発光点２ａ，
２ｃ，２ｆを点灯させたときに低密度画像となり、発光
点２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｇを点灯させたときに高
密度画像となる。画像密度の比は３：５である。

【００５２】次に、図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び
（Ｄ）に示した場合のそれぞれの必要最少発光点数、最
適デバイス長及び最適送りピッチを算出した結果を表１
に示す。図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、発光点２ａ〜２ｇの
間隔の寸法と発光点２ａ〜２ｇから放射された光ビーム
の感光体ドラム２５上での間隔の寸法が等しくなるよう
に設定している。従って、表１中の最近接発光点間隔Ｄ
と最近接発光点から放射された光ビームの感光体ドラム
２５上での間隔ｄとは等しい数値となる。ただし、必ず
しもこれに限るものではなく、両者が異なっている場合
であってもよい。

【００５３】

【表１】

【００５４】さらに、発光点が２次元配列されているレ
ーザダイオードアレイ２の実施例について、図１３〜図
１５を参照して詳説する。図１３に示すように、４個の
発光点２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、円形基板６の表面外
縁部に設けられている。これらの発光点２ａ〜２ｄは、
コリメータレンズ５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。この構成により、コリメータ
レンズ５に対して各発光点２ａ〜２ｄの位置が光学的に
等価になる。従って、発光点２ａ〜２ｄ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。このレーザダイオード
アレイ２は、４００ｄｐｉと６００ｄｐｉの２種類の画
像密度を切り替えることができる。

【００５５】一般に、２次元配列された発光点の必要最
少数は、切り替えて使用するｎ種類の画像密度の比をａ
₁：ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜ａ_n、かつ、ａ₁〜ａ_n
は約分された最小値）とした場合、Σａ_i−１で算出さ
れる。そして、ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍと
すると共に、２次元配列された複数の発光点を副走査方
向と平行な軸に投影した場合、この複数の投影発光点の
両端に位置する二つの投影発光点の最適の間隔（以下、
最適投影デバイス長とする）は、最近接投影発光点間隔
Ｄ’の（ｍ−ａ₁）倍である。

【００５６】従って、このレーザダイオードアレイ２の
場合、画像密度の比がａ₁：ａ₂＝２：３であるから、必
要最少発光点数はΣａ_i−１＝ａ₁＋ａ₂−１＝２＋３−
１＝４（個）となる。また、ａ₁＝２，ａ₂＝３の最小公
倍数ｍは６であるから、発光点２ａ〜２ｄを副走査方向
と平行な軸Ｘに投影した投影発光点２ａ’〜２ｄ’の両
端に位置する投影発光点２ａ’と２ｃ’の最適の間隔、
すなわち最適投影デバイス長は、（ｍ−ａ₁）×Ｄ’＝
（６−２）×Ｄ’＝４Ｄ’となる。ここに、投影発光点
２ａ’〜２ｄ’は、副走査方向と平行な軸Ｘ方向に不等
間隔で１次元配列しており、投影発光点２ａ’と２ｂ’
の間隔及び投影発光点２ｂ’と２ｄ’の間隔はそれぞれ
Ｄ’とされ、発光点２ｃ’と２ｄ’の間隔は２Ｄ’とさ
れる。

【００５７】図１４に示すように、発光点２ａ〜２ｄか
らそれぞれ放射された光ビームＢは、感光体ドラム２５
上に副走査方向に不等間隔で光ビームスポット３０ａ〜
３０ｄを形成する。副走査方向のスポット３０ａと３０
ｂの間隔及びスポット３０ｂと３０ｄの間隔は略２１．
２μｍ、スポット３０ｃと３０ｄの間隔は略４２．３μ
ｍである。

【００５８】ところで、発光点が２次元配列されている
レーザダイオードアレイ２において、各発光点２ａ〜２
ｄの位置は主走査方向に異なっている。従って、各発光
点２ａ〜２ｄを同時発光する際の、各発光点２ａ〜２ｄ
の書き出し位置が主走査方向にずれることになる。そこ
で、各発光点２ａ〜２ｄの書き出し位置を揃えるために
は、発光点２ｂを基準にして発光点２ａ，２ｃ，２ｄの
駆動開始のタイミングを遅延させる必要がある。すなわ
ち、基準の発光点２ｂは、１走査毎に印字開始位置を決
めるための垂直同期信号を検出してから時間ｔ₀後に画
像データに基づいて駆動開始される。発光点２ｃ，２
ａ，２ｄはそれぞれさらに遅延時間ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃後に
画像データに基づいて駆動開始される。こうして、書き
出し位置の揃った光ビーム走査光学装置が得られる。

【００５９】この発光点が２次元配列されているレーザ
ダイオードアレイ２を用いた光ビーム走査光学装置の、
感光体ドラム２５上への画像の書き込みについて図１５
を参照して説明する。感光体ドラム２５上に画像密度４
００ｄｐｉの画像を形成する際には、図１５（Ａ）に示
すように、発光点２ｂ，２ｃを点灯させる。これによ
り、発光点２ｂ，２ｃからそれぞれ放射された光ビーム
Ｂは、感光体ドラム２５上に副走査方向の間隔が６３．
５μｍの二つの光ビームスポット３０ｂ，３０ｃを形成
する。この光ビームスポット３０ｂ，３０ｃにて画像先
端側から順に走査する。

【００６０】一般に、２次元配列された発光点を有する
レーザダイオードアレイ２を用いた光ビーム走査光学装
置の場合、ポリゴンミラー１２の１偏向走査の間に、感
光体ドラム２５の表面が副走査方向に移動する最適距離
（以下、最適送りピッチとする）は、最近接投影発光点
の光ビームの感光体ドラム２５上での間隔のｍ倍（ただ
し、ｍは前述の画像密度の比の値ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの
最小公倍数）に設定される。従って、この場合、最適送
りピッチは、ｍ×２１．２＝６×２１．２≒１２７μｍ
とされる。この最適送りピッチは画像密度に依存せず常
に一定に保たれる。

【００６１】次に、画像密度を４００ｄｐｉから６００
ｄｐｉへ切り替える際には、図１５（Ｂ）に示すよう
に、発光点２ａ，２ｃ，２ｄを点灯させる。これによ
り、発光点２ａ，２ｃ，２ｄからそれぞれ放射された光
ビームＢは、感光体ドラム２５上に副走査方向の間隔が
略４２．３μｍの三つの光ビームスポット３０ａ，３０
ｃ，３０ｄを形成する。この光ビームスポット３０ａ，
３０ｃ，３０ｄにて画像先端側から順に走査する。

【００６２】この２次元配列された発光点２ａ〜２ｄを
有するレーザダイオードアレイ２は、前記第１例のレー
ザダイオードアレイの効果を奏すると共に、発光点２ａ
〜２ｄの間隔を比較的広く設定しても、副走査方向の発
光点２ａ〜２ｄの間隔を見掛け上狭くすることができ、
発光点２ａ〜２ｄ間の熱的クロストークを抑えることが
できる。

【００６３】さらに、図１６に示した光源ユニット１を
備えた光ビーム走査光学装置の場合について説明する。
図１７に示すように、光源ユニット１は２個の発光点５
１ａ，５１ｂを有するレーザダイオードアレイ５１と、
２個の発光点５２ａ，５２ｂを有するレーザダイオード
アレイ５２と、ビーム結合素子５４と、コリメータレン
ズ５とで構成されている。レーザダイオードアレイ５１
と５２は、レーザダイオードアレイ５１の光ビームＢと
レーザダイオードアレイ５２の光ビームＢが互いに直交
する方向に放射されるように配置されている。

【００６４】ビーム結合素子５４は二つのプリズムをハ
ーフミラー膜を介して接合したフィルタミラーである。
レーザダイオードアレイ５１から放射された光ビームＢ
はハーフミラー膜で直角に反射され、コリメータレンズ
５によって平行光（又は収束光）とされる。一方、レー
ザダイオードアレイ５２から放射された光ビームＢはハ
ーフミラー膜を透過して直進し、コリメータレンズ５に
よって平行光（又は収束光）とされる。レーザダイオー
ドアレイ５１，５２から放射された光ビームＢはビーム
結合素子５４で同一進行方向に結合され、互いに副走査
方向に不等間隔で近接して進行する。このとき、レーザ
ダイオードアレイ５１の発光点５１ａ，５１ｂから放射
された光ビームＢの間に、レーザダイオードアレイ５２
の発光点５２ａから放射された光ビームＢが配置され
る。

【００６５】光ビームＢは、シリンドリカルレンズ１
１、ポリゴンミラー１２、ｆθレンズ１３〜１５、シリ
ンドリカルレンズ１６、平面ミラー１７を介して感光体
ドラム２５上で結像する。この光ビーム走査光学装置
は、４００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉの２種類の画像密度
を切り替えることができる。すなわち、発光点５１ａ，
５１ｂのみを点灯させたときに４００ｄｐｉの画像が得
られ、発光点５１ａ，５２ａ，５２ｂのみを点灯させた
ときに６００ｄｐｉの画像が得られる。

【００６６】ところで、一般に、発光点の必要最少数
は、切り替えて使用するｎ種類の画像密度の比をａ₁：
ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜ａ_n、かつ、ａ₁〜ａ_nは
約分された最小値）とした場合、Σａ_i−１で算出され
る。そして、ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍとし
た場合、発光点５１ａ〜５２ｂから放射された光ビーム
Ｂのビーム結合素子５４の出射面でのそれぞれの出射位
置の両端に位置する二つの光ビーム出射位置の最適の間
隔は、最近接光ビーム出射位置間隔Ｒの（ｍ−ａ₁）倍
である。

【００６７】従って、この光ビーム走査光学装置の場
合、画像密度の比がａ₁：ａ₂＝２：３であるから、必要
最少発光点数はΣａ_i−１＝ａ₁＋ａ₂−１＝２＋３−１
＝４（個）となる。本実施例では、この４個の発光点が
それぞれ２個づつレーザダイオードアレイ５１，５２に
振り分けられ、設けられている。また、ａ₁＝２，ａ₂＝
３の最小公倍数ｍは６であるから、発光点５１ａ〜５２
ｂから放射された光ビームＢのビーム結合素子５４の出
射面でのそれぞれの出射位置の両端に位置する二つの光
ビーム出射位置の最適の間隔は、（ｍ−ａ₁）×Ｒ＝
（６−２）×Ｒ＝４Ｒとなる。ここに、ビーム結合素子
５４の出射面での、発光点５１ａ〜５２ｂから放射され
た光ビームＢのそれぞれの出射位置は、副走査方向と平
行な方向に不等間隔で１次元配列している。そして、発
光点５２ａと５１ｂからそれぞれ放射される光ビームの
出射位置間隔及び発光点５１ｂと５２ｂからそれぞれ放
射される光ビームの出射位置間隔はそれぞれＲとされ、
発光点５１ａと５２ａからそれぞれ放射される光ビーム
の出射位置間隔は２Ｒとされる。

【００６８】図１８に示すように、発光点５１ａ，５１
ｂ，５２ａ，５２ｂからそれぞれ放射された光ビームＢ
は、感光体ドラム２５上に副走査方向に不等間隔で光ビ
ームスポット５８ａ，５８ｂ，５９ａ，５９ｂを形成す
る。副走査方向のスポット５９ａと５８ｂの間隔及びス
ポット５８ｂと５９ｂの間隔は略２１．２μｍ、スポッ
ト５８ａと５９ａの間隔は略４２．３μｍである。

【００６９】次に、この光ビーム走査光学装置の、感光
体ドラム２５上への画像の書き込みについて説明する。
感光体ドラム２５上に画像密度４００ｄｐｉの画像を形
成する際には、発光点５１ａ，５１ｂを点灯させる。こ
れにより、発光点５１ａ，５１ｂからそれぞれ放射され
た光ビームＢは、感光体ドラム２５上に副走査方向の間
隔が６３．５μｍの二つの光ビームスポット５８ａ，５
８ｂを形成する。この光ビームスポット５８ａ，５８ｂ
にて画像先端側から順に走査する。

【００７０】この光ビーム走査光学装置の場合、ポリゴ
ンミラー１２の１偏向走査の間に、感光体ドラム２５の
表面が副走査方向に移動する最適距離（以下、最適送り
ピッチとする）は、ビーム結合素子５４の出射面での最
近接光ビーム出射位置を通過する光ビームの感光体ドラ
ム２５上での間隔のｍ倍（ただし、ｍは前述の画像密度
の比の値ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数）に設定され
る。従って、この場合、最適送りピッチは、ｍ×２１．
２＝６×２１．２≒１２７μｍとされる。この最適送り
ピッチは画像密度に依存せず常に一定に保たれる。

【００７１】次に、画像密度を４００ｄｐｉから６００
ｄｐｉへ切り替える際には、発光点５１ａ，５２ａ，５
２ｂを点灯させる。これにより、発光点５１ａ，５２
ａ，５２ｂからそれぞれ放射された光ビームＢは、感光
体ドラム２５上に副走査方向の間隔が略４２．３μｍの
三つの光ビームスポット５８ａ，５９ａ，５９ｂを形成
する。この光ビームスポット５８ａ，５９ａ，５９ｂに
て画像先端側から順に走査する。

【００７２】この光ビーム走査光学装置は、一連の走査
動作の開始から終了までの間の任意の時点において、ポ
リゴンミラー１２の回転速度、すなわち走査速度を一定
に保ったまま画像密度を切り換えることができる。ま
た、光源部をレーザダイオードアレイ５１と５２の２素
子にて構成するようにしたので、発光点５１ａ〜５２ｂ
の間隔を１素子だけのレーザダイオードアレイで構成し
た場合の発光点間隔より広くすることができ、熱的クロ
ストークの影響を抑えることができる。さらに、副走査
方向に対して、レーザダイオードアレイ５１から放射さ
れた光ビームＢの感光体ドラム２５上でのビームスポッ
ト５８ｂの位置が、レーザダイオードアレイ５２から放
射された光ビームＢのビームスポット５９ａ，５９ｂの
位置の間にあるので、発光点５１ｂ，５２ａ，５２ｂの
間隔を見掛け上狭くすることができる。この結果、発光
点５２ａと５２ｂの間隔が比較的広くても感光体ドラム
２５上での光ビームＢの間隔を狭くすることができ、発
光点５２ａと５２ｂ間の熱的クロストークを更に抑える
ことができる。

【００７３】なお、本発明に係る光ビーム走査光学装置
は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範
囲内で種々に変更することができる。前記各実施形態に
おいては、画像データから要求される画像密度（解像
度）に応じて副走査方向のビーム走査間隔を変更してい
るが、さらに副走査方向のビーム走査間隔に比例させて
画素サイズも変更してよい。副走査方向のビーム走査間
隔に比例させて画素サイズを変更する場合には、例え
ば、特開平７−８９１３１号公報、O plus E．1996年
５月号、TECHNICAL REPORT OF IEICE．LQE95−1（19
95−05）に記載されている、一方向のビーム径を変更で
きるレーザダイオードを用いる。つまり、このレーザダ
イオードの発光点を、副走査方向に対して光学的に異な
る間隔又は等しい間隔で離して配列し、かつ、ビーム径
を変更することができる方向が副走査方向に対して平行
になるように配置する。さらに、レーザダイオードをパ
ルス幅変調によって発光時間を微小間隔で制御すること
ができるドライバにより駆動する。そして、画像データ
から要求される画像密度（解像度）の変更に応じて、複
数の発光点のうち発光させる少なくとも２つの発光点の
組み合わせを変更する。さらに、副走査方向のビーム走
査間隔に応じて、副走査方向のビーム径を変更すると共
に、発光点の発光時間を制御する。これにより、主走査
方向及び副走査方向の画素サイズを変更することができ
る。

【００７４】また、図１９に示すように、例えばシアン
用、マゼンタ用、イエロー用及びブラック用のそれぞれ
の感光体５０３Ｃ，５０３Ｍ，５０３Ｙ，５０３Ｂｋを
転写ベルトに対向させて一列に配置したタンデム方式の
光ビーム走査光学装置にも、本発明は有効に適用され
る。図１９において、５００は転写ベルトである。

【００７５】さらに、図２０に示すように、転写ドラム
５０５と、感光体ドラム５０６、この感光体ドラム５０
６の周囲に配置されたシアン用、マゼンタ用、イエロー
用及びブラック用のそれぞれの現像器５０７Ｃ，５０７
Ｍ，５０７Ｙ，５０７Ｂｋを備えたタイプの光ビーム走
査光学装置にも、本発明は有効に適用される。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、画像密度を切り替える際には、コントローラに
よって、所望の画像密度に対応する発光点を選択して発
光させる。このように、副走査方向の画像密度の切り替
えを、発光点の選択という応答性の速い電気的操作によ
って行うため、副走査方向の画像密度の切り替えを素早
く行なうことができ、光偏向器の回転速度を切り替える
ことなく、瞬時に画像密度を切り替えることができると
共に、各発光点を駆動するための制御や回路構成が簡素
で画質の優れた光ビーム走査光学装置が得られる。

【００７７】さらに、切り替えて使用するｎ種類の画像
密度の比をａ₁：ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜ａ_n）と
し、ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍとした場合、
発光点の数をΣａ_i−１とし、光偏向器の１偏向走査の
間に、被走査面が副走査方向に移動する距離を、最近接
発光点から放射された光ビームの被走査面上での間隔の
略ｍ倍とする等の条件を満足させることにより、発光点
の数や間隔を最適値に設定することができる。

【００７８】また、発光点を２次元配列することによ
り、発光点間隔を比較的広く設定しても、副走査方向の
発光点間隔を見掛け上狭くすることができ、発光点間の
熱的クロストークを抑えることができる。

【００７９】また、光源ユニットに発光点からそれぞれ
放射された光ビームを重ね合わせて同一方向に進行させ
るビーム結合素子を設けることにより、発光点を複数の
素子に振り分けて設けることができ、全ての発光点を一
つの素子に設ける必要がなくなるため、さらに発光点間
の熱的クロストークによる影響を小さくすることができ
る。

【００８０】また、発光点の駆動信号のクロック周波数
を画像密度に応じて偏向させるクロック周波数切り替え
手段を更に備えることにより、画像密度に応じて発光点
の駆動信号のクロック周波数を切り替えることができ、
副走査方向の画像密度の切り替えと同様に主走査方向の
画像密度も応答性の速い電気的操作によって素早く切り
替えることができる。

【００８１】また、所定の画像密度に対応する発光点を
画像密度の逆数比の発光強度に切り替えて前記発光点を
駆動させることにより、画像密度が異なっても被走査面
上での入射光量を常に一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ビーム走査光学装置の一実施形
態を示す概略構成図。

【図２】本発明に係るレーザダイオードアレイの第１例
を示す平面図。

【図３】図２に示されているレーザダイオードアレイか
ら放射されたレーザビームの感光体ドラム上のビームス
ポットを示した説明図。

【図４】４００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉの画像をそれぞ
れ形成する場合の感光体ドラム上のビームスポットを示
した説明図。

【図５】画像密度を切り替える制御回路ブロック図。

【図６】本発明に係るレーザダイオードアレイの第２例
を示す平面図。

【図７】４００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ及び１２００ｄｐ
ｉの画像をそれぞれ形成する場合の感光体ドラム上のビ
ームスポットを示した説明図。

【図８】本発明に係るレーザダイオードアレイの第３例
を示す平面図。

【図９】４００ｄｐｉ及び８００ｄｐｉの画像をそれぞ
れ形成する場合の感光体ドラム上のビームスポットを示
した説明図。

【図１０】本発明に係るレーザダイオードアレイの第４
例を示す平面図。

【図１１】４００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ及び８００ｄｐ
ｉの画像をそれぞれ形成する場合の感光体ドラム上のビ
ームスポットを示した説明図。

【図１２】本発明に係るレーザダイオードアレイの他の
実施例を示す平面図。

【図１３】本発明に係るレーザダイオードアレイの発光
点が２次元配列されている場合の実施例を示す平面図。

【図１４】図１３に示されているレーザダイオードアレ
イから放射されたレーザビームの感光体ドラム上のビー
ムスポットを示した説明図。

【図１５】４００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉの画像をそれ
ぞれ形成する場合の感光体ドラム上のビームスポットを
示した説明図。

【図１６】本発明に係る光ビーム走査光学装置の別の実
施形態を示す概略構成図。

【図１７】図１６に示されている光源ユニットの側面
図。

【図１８】図１６に示されている光源ユニットから放射
されたレーザビームの感光体ドラム上のビームスポット
を示した説明図。

【図１９】本発明に係る光ビーム走査光学装置の別のタ
イプを示す概略構成図。

【図２０】本発明に係る光ビーム走査光学装置のさらに
別のタイプを示す概略構成図。

【符号の説明】

２…レーザダイオードアレイ２ａ〜２ｇ…発光点２ａ’〜２ｄ’…投影発光点５…コリメータレンズ１２…ポリゴンミラー１３，１４，１５…走査レンズ１６…シリンドリカルレンズ１７…平面ミラー３０ａ〜３０ｇ…光ビームスポット４０…ホストコンピュータ４１…ＲＡＭ４２…コントローラ４３ａ〜４３ｄ…ドライバ４４…クロック信号発生器４５…クロック周波数切り替え回路５１，５２…レーザダイオードアレイ５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ…発光点５４…ビーム結合素子Ｂ…光ビーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームにより被走査面を走査する光ビ
ーム走査光学装置において、少なくとも三つの発光点を有し、該三つの発光点が前記
被走査面上において光ビームの走査方向と直交する方向
に光学的に所定の間隔で配置されている光源ユニット
と、前記被走査面を走査するべく、前記発光点から放射され
た光ビームを偏向する光偏向器と、前記光源ユニットの発光点のうち少なくとも二つの発光
点から同時に光ビームを放射するように制御するコント
ローラとを備え、前記コントローラが前記被走査面を走査するための一連
の動作の開始から終了までの間の任意の時点において、
画像密度を切り換えるべく、前記各発光点の組み合わせ
毎に前記被走査面に入射する光ビームの間隔が異なるよ
うに、発光させる発光点の組み合わせを変更し、一つの
前記発光点から放射された光ビームがそれぞれ前記被走
査面上において一つの画素を形成すること、を特徴とする光ビーム走査光学装置。
【請求項２】前記発光点を１次元配列し、かつ、切り
替えて使用するｎ種類の画像密度の比をａ₁：ａ₂：…：
ａ_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜ａ_n）とした場合、前記発光点の数
が、【数１】であることを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査光
学装置。
【請求項３】前記ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数を
ｍとした場合、前記１次元配列された複数の発光点の両
端に位置する二つの発光点の間隔が、最近接発光点の間
隔の（ｍ−ａ₁）倍であることを特徴とする請求項２記
載の光ビーム走査光学装置。
【請求項４】前記光偏向器の１偏向走査の間に、前記
被走査面が副走査方向に移動する距離が、前記最近接発
光点から放射された光ビームの前記被走査面上での間隔
の略ｍ倍であることを特徴とする請求項３記載の光ビー
ム走査光学装置。
【請求項５】前記発光点を２次元配列し、切り替えて
使用するｎ種類の画像密度の比をａ₁：ａ₂：…：ａ
_n（ａ₁＜ａ₂＜…＜ａ_n）とした場合、前記発光点の数
が、【数２】であり、前記ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍとす
ると共に、前記２次元配列された複数の発光点を副走査
方向と平行な軸に投影した場合、この複数の投影発光点
の両端に位置する二つの投影発光点の間隔が、最近接投
影発光点の間隔の（ｍ−ａ₁）倍であり、前記光偏向器
の１偏向走査の間に、前記被走査面が副走査方向に移動
する距離が、前記最近接投影発光点の光ビームの前記被
走査面上での間隔の略ｍ倍であることを特徴とする請求
項１記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項６】前記光源ユニットが更に前記発光点から
それぞれ放射された光ビームを重ね合わせて同一方向に
進行させるビーム結合素子を備え、切り替えて使用する
ｎ種類の画像密度の比をａ₁：ａ₂：…：ａ_n（ａ₁＜ａ₂
＜…＜ａ_n）とした場合、前記発光点の数が、【数３】であり、前記ａ₁，ａ₂，…，ａ_nの最小公倍数をｍとし
た場合、前記ビーム結合素子出射面の前記複数の光ビー
ム出射位置の両端に位置する二つの光ビーム出射位置間
隔が、最近接光ビーム出射位置間隔の（ｍ−ａ₁）倍で
あり、前記偏向器の１偏向走査の間に、前記被走査面が
副走査方向に移動する距離が、前記最近接出射位置から
出射された光ビームの前記被走査面上での間隔の略ｍ倍
であることを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査光
学装置。
【請求項７】前記発光点の駆動信号のクロック周波数
を画像密度に応じて変更させるクロック周波数切り替え
手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の光ビ
ーム走査光学装置。
【請求項８】所定の画像密度に対応する前記発光点を
画像密度の逆数比の発光強度に切り替えて前記発光点を
駆動させることを特徴とする請求項４記載の光ビーム走
査光学装置。