JP2006267288A

JP2006267288A - 光走査装置

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Publication number: JP2006267288A
Application number: JP2005082752A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Nakaya; 勝彦中家
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-22
Also published as: JP4655714B2

Abstract

【課題】小型化、及び低コスト化を、より進展させる。
【解決手段】主走査方向Ｓの画像の伸縮を、画像データの補正（主走査方向全倍率補正）するとともに、各発光素子１０２から射出された各レーザ光Ｌの感光体ドラム３８上の各エリア８１〜８８で最適となる光ビーム径に調整し、点灯させる発光素子１０２を選択して感光体ドラム３８上の光ビーム径を略一様としている。したがって、回転多面鏡で等角度走査されたレーザ光Ｌを、Ｆθレンズなどの走査結像光学系レンズ群を設けることなく、画像データと略同一の正常な画像を形成することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、光走査装置に関する。

図１５に示すように、デジタル複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に用いる光走査装置１０１０は、光源（図示略）から射出したレーザ光Ｌを回転多面鏡１０２４によって反射して偏向走査し、Ｆθレンズ等の走査結像光学系レンズ群１０００を透過した後、反射ミラー１０３０，１０３４で反射して出射する。そして、感光体ドラム１０３８に結像され走査される。

さて、近年、光走査装置１０１０は、走査結像光学系レンズ群１０００を被球面レンズとし、使用するレンズの枚数を減らしたり、反射鏡１０３０，１０３４の枚数を少なくしたりし、光走査装置１０１０全体の部品点数を少なくし、小型化、及び低コスト化を進展させている。（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、小型化、及び低コスト化を、より進展させることが望まれている。
特開２００２−３１１３７３号公報

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、小型化、及び低コスト化をより進展させることを目的とする。

請求項１に記載の画像形成装置は、複数の発光点を備える光源から射出された複数の光ビームを、偏向手段によって被走査体上に走査する光走査装置であって、主走査方向の画像データにおける挿入・間引きを行う補正手段と、複数の前記発光点の各々の光ビーム径を調整する光ビーム径調整手段と、前記光源の少なくとも一つの前記発光点を選択する選択手段と、前記被走査体上の位置に応じて、予め定めた前記発光点を選択するように選択手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の光走査装置は、複数の発光点を備える光源から射出された複数の光ビームを、偏向手段によって被走査体上に走査する。

さて、被走査体に走査すると、被走査体上の走査速度と光ビーム径が変化する。

したがって、補正手段が主走査方向の画像データの挿入・間引きを行い、光ビームの走査速度変化による画像の歪（画像の伸縮）を補正する。

更に、複数の発光点の各々に対応する光ビーム径を光ビーム径調整手段が調整し、被走査体上の位置に応じて、予め定めた発光点を選択するように選択手段を制御手段が制御することで、光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。

よって、例えば、従来、偏向手段と被走査体との光路上に配置されていた、Ｆθレンズ等の走査結像光学系レンズ群が不要となる。よって、小型で低コストな光走査装置となる。

請求項２に記載の光走査装置は、請求項１に記載の構成において、前記被走査体上を主走査方向に複数のエリアに分割し、光ビーム径調整手段は、前記エリア毎とに光ビーム径を調整し、前記選択手段は、前記各エリア毎に前記光ビームを射出する前記発光点を選択することを特徴としている。

請求項２に記載の光走査装置は、光ビーム径調整手段によってエリア毎に最適なる光ビーム径に調整する。そして、選択手段は、各エリア毎に最適となった光ビーム径の光ビームの発光点を選択して射出する。

したがって、主走査線上の光ビーム径が略一様となり、主走査線上の光ビーム径変化が補正される。

請求項３に記載の光走査装置は、請求項１、又は請求項２に記載の構成において、前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記光ビームの発光光量を制御し、該光ビーム径を調整することを特徴としている。

請求項３に記載の光走査装置は、各発光点から射出される光ビームの発光光量を制御し、最適な光ビーム径に調整する。

そして、最適な光ビーム径の光ビームを射出する発光点を選択して射出し、主走査線上の光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。

請求項４に記載の光走査装置は、請求項１、又は請求項２に記載の構成において、前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記光ビームの発光時間を制御し、該光ビーム径を調整することを特徴としている。

請求項４に記載の光走査装置は、各発光点から射出される光ビームの発光時間を制御し、最適な光ビーム径に調整する。

請求項５に記載の光走査装置は、請求項１、又は請求項２に記載の構成において、前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記各光ビームの前記被走査体までの光路長を変える光路長変更手段であることを特徴としている。

請求項５に記載の光走査装置は、各発光点から射出される光ビームの光路長を変えて、最適な光ビーム径に調整する。

請求項６に記載の光走査装置は、請求項５に記載の構成において、前記光路長変更手段は、前記光源を、前記各光ビームの前記被走査体への入射角度を該被走査体の法線に対して傾けて入射させる構成としたことを特徴としている。

請求項６記載の光走査装置は、光源を、各光ビームの被走査体への入射角度を被走査体の法線に対して傾けて入射させることで、各発光点から射出される光ビームの光路長を変えて、最適な光ビーム径に調整する。

請求項７に記載の光走査装置は、請求項５に記載の構成において、前記光路長変更手段は、前記光ビームが透過する透過位置によって、該光ビームの前記被走査体までの光路長が変化するプリズムであることを特徴としている。

請求項７に記載の光走査装置は、ビームが透過する透過位置によって、光ビームの被走査体までの光路長が変化するプリズムによって、各発光点から射出される光ビームの光路長を変えて、最適な光ビーム径に調整する。

請求項８に記載の光走査装置は、請求項５に記載の構成において、前記光路長変更手段は、前記光源の複数の各発光点毎にコリメートレンズに対して距離を異なせて配置したことを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。

請求項８に記載の光走査装置は、光源の複数の各発光点毎にコリメートレンズに対してる距離を異なせて配置することで、各光ビームの焦点距離を異ならせることができる。

以上説明したように本発明によれば、Ｆθレンズ等の走査結像光学系レンズ群が不要となるので、小型で低コストな光走査装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、本実施形態は、電子写真プロセスにより画像形成を行うレーザプリンタ，複写機、複合機等の画像形成装置に適用可能である。

図２に示すように、画像形成装置１は、用紙トレイ２００、レジストローラ２０２、紙搬送路２０４、感光体ドラム３８、中間転写ベルト２２２、定着装置２４０、光走査装置１０、一次転写装置２２１、二次転写装置２２３、制御装置部５００などを備えている。また、パソコンなどの外部装置から入力された画像データに基づき、制御装置部５００が画像形成装置１全体を制御し、記録用紙Ｐに画像を形成する。

図１は、画像形成装置１の要部を示している。図１に示すように、感光体ドラム３８は回転軸方向に沿って細長い略円筒状をしている。（図１参照）そして、感光体ドラム３８の長手方向（回転軸方向）が主走査方向Ｓとなり、感光体ドラム３８の回転方向が副走査方向Ｆとなる。

光走査装置１０は、レーザ光Ｌを射出する光源として半導体レーザ１２を備えている。半導体レーザ１２は、図３に示す発光素子１０２が格子状に二次元配置された（４列×８行＝３２個）、マルチビーム光源としての面発光型のレーザアレイ１００を内蔵している。レーザアレイ１００の各発光素子１０２から射出された各レーザ光Ｌは、主走査方向Ｓ及び副走査方向Ｆにそれぞれ略均等な広がり角を持つビーム光となって光走査装置１０から出射する。

レーザアレイ１００の各発光素子１０２は、駆動時に略ガウシアン分布を有するレーザ光を発光する。そして、分解能をアップさせるために千鳥状に発光素子１０２を配置している。なお、図１では、判りやすくするため、１本のレーザ光Ｌのみを示している。

図１に示すように、レーザ光Ｌの光路には、半導体レーザ１２側から順に、コリメータレンズ１４、スリット部材１６、シリンドリカルレンズ１８、ハーフミラー２０が、配置されている。

コリメータレンズ１４は、レーザアレイ１００との間隔がコリメータレンズ１４の焦点距離と一致するように配置されている。これにより、コリメータレンズ１４を透過したレーザ光Ｌは略平行光となる。コリメータレンズ１４を透過したレーザ光Ｌは、スリット部材１６のスリット１６Ａを通過し、スリット１６Ａの所定の断面形状によって整形される。そして、シリンドリカルレンズ１８により、副走査方向Ｆにレーザ光Ｌが集光される。

ハーフミラー２０は、シリンドリカルレンズ１８を透過したレーザ光Ｌの全光量のうち、約３０％を透過し、残りの約７０％を回転多面鏡２４に向かって反射する。

ハーフミラー２０の裏面側は、主走査方向Ｓに沿って曲率を有し、シリンドリカルレンズとしての機能を備えている。よって、ハーフミラー２０を透過したレーザ光Ｌは、副走査方向及び主走査方向にそれぞれ集光され、光量モニタ用のフォトダイオード２２（以下、ＭＰＤ２２という）に所定の大きさの光スポットを形成して入射する。

一方、ハーフミラー２０によって反射したレーザ光Ｌは、回転多面鏡２４によって反射し、偏向走査される。なお、回転多面鏡２４が走査する走査方向が前述した主走査方向Ｓである。回転多面鏡２４によって反射されたレーザ光Ｌは、第一シリンドリカルミラー３０、第二シリンドリカルミラー３４で反射する。第一シリンドリカルミラー３０、第二シリンドリカルミラー３４は副走査方向Ｆに、レーザ光Ｌを収束させるための光学的なパワーを有する。

そして、図４に示すように、光走査装置１０の光学箱１１の防塵ガラス３６から出射し、被走査体である感光体ドラム３８上に結像し、主走査方向Ｓに走査する。

図１に示すように、回転多面鏡２４は、略正多角柱形状に形成されており、その外周面が反射偏向面２４ａとなっている。また、回転多面鏡２４には、回転軸にステッピングモータ等からなる駆動モータ（図示略）が連結されており、この駆動モータ（図示略）により、回転多面鏡２４は、回転方向Ｋ（主走査方向）に略等角速度で回転する。すなわち、ハーフミラー２０により反射されたレーザ光Ｌは、回転多面鏡２４の反射偏向面２４ａにより反射され、主走査方向Ｓに等角速度で移動する。

なお、回転多面鏡２４の反射偏向面２４ａと感光体ドラム３８の外周面とを略共役関係とし、回転多面鏡２４の偏向方向のばらつき（反射偏向面２４ａの面倒れ等）により生じる感光体ドラム３８上での副走査方向Ｆの位置ズレを補正している。

また、コリメータレンズ１４、シリンドリカルレンズ１８、第一シリンドリカルミラー３０、第二シリンドリカルミラー３４の副走査方向Ｆの曲率は、感光体ドラム３８上での副走査方向Ｆのレーザ光Ｌの間隔と、感光体ドラム３８から数ミリ程度離れた位置でのレーザ光Ｌの間隔と、が互いに等しいテレセントリックな関係に設定している。

感光体ドラム３８は回転軸方向に沿って細長い略円筒状をし、外周面がレーザ光Ｌに感応する感光層（図示略）が形成されている。そして、帯電装置（図示略）によって一様に帯電される。

光走査装置１０から射出されたレーザ光Ｌは、表面が一様に帯電した感光体ドラム３８上に所定の光ビーム径の光スポットとして収束するとともに、感光体ドラム３８上の直線状の主走査線ＳＳ上を主走査方向Ｓに走査する。

感光体ドラム３８は、駆動機構（図示略）によって回転する（副走査方向Ｆに移動する）。そして、感光体ドラム３８を回転（副走査方向Ｆに移動）させながら、前述したように主走査方向Ｓにレーザ光Ｌを走査することにより、感光体ドラム３８上に２次元的な潜像が形成される。

図２に示すように、感光体ドラム３８に形成された潜像は、現像器（図示略）によってトナー像となる。感光体ドラム３８上に形成されたトナー像は、一次転写装置２２１によって中間転写ベルト２２２に転写された後、二次転写装置２２３によって記録用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録用紙Ｐは、定着装置２４０によって記録用紙Ｐに定着した後、排紙トレイ（図示略）に排出される。

さて、図１に示すように、第一シリンドリカルミラー３０の端部により感光体ドラム３８への走査外へ反射されたレーザ光ＬＬは、平面ミラー４０によって反射され、シリンドリカルレンズ４２に入射する。シリンドリカルレンズ４２を透過したレーザ光ＬＬは、同期センサ４４に結像する。

そして、同期センサ４４から出力されるＳＯＳ信号に基づいて、主走査方向Ｓの書き出しのタイミング、及び感光体ドラム３８の回転（副走査方向Ｆへの移動）タイミングを決定する。

さて、図５に示すように、回転多面鏡２４で等角度走査されたレーザ光Ｌは、感光体ドラム３８上（結像面上）では、主走査方向Ｓの走査速度が等速度で無いので、主走査方向Ｓに画像が伸縮する。具体的には、図５（Ｂ）で模式的に示しているように、中央部が遅く幅狭画像となり、両端部が速く幅広画像となる。また、光路長も異なるので、感光体ドラム３８上の光ビーム径も異なる。具体的には、図５（Ａ）に模式的に示しているように、中央部が小さく、両端部が大きくなる。よって、このままでは、入力された画像データに対し、歪んだ画像となり、正常な画像（入力された画像データと同等の画像）が形成されない。

このため、通常、図１５に示すように、回転多面鏡１０２４と感光体ドラム１０３８との光路上に、Ｆθレンズ等の走査結像光学系レンズ群１０００を配置し、補正している。なお、Ｆθレンズとは、回転多面鏡で等角度走査されたビームを結像面上で等速走査させる機能がある。像高をＹ，レンズの焦点距離をｆ，レンズへの入射角度をθとすると，Ｙ＝ｆθで表されることから「Ｆθレンズ」と命名されている。

しかし、本実施形態の画像形成装置１の光走査装置１０は、Ｆθレンズ等の走査結像光学系レンズ群を備えていない（図４と図１５とを比較されたい）。

このため、以下の画像データの補正と制御とを行うことで、正常な画像（入力された画像データと略同等の画像）を形成している。以下にその説明をする。

まず、感光体ドラム３８上の主走査方向Ｓのレーザ光Ｌの走査速度が等速でないことによる主走査方向Ｓの画像の歪（主走査方向Ｓ伸縮）は、画像データを補正することで対応している。

具体的には、特開２００３−２７４１４３号公報に記載の画像補正技術（主走査方向全倍率補正）を用いている。下記に、この画像補正技術（主走査方向全倍率補正）を用いた、主走査方向Ｓの画像の歪（伸縮）の補正について説明する。また、以下の画像データの補正は、全て制御装置部５００の制御部５０（図１０参照）によって行われる。

まず、感光体ドラム３８のレーザ光Ｌの主走査方向Ｓの走査速度が等速度でないことによる出力画像の主走査線ＳＳ上の縮小、及び拡大を算出する。つぎに、メモリ５０２（図２参照）上の画像データに対し、補正用のデータを挿入するための座標（補正座標）及びデータを間引きする座標（補正座標）を算出する。

更に、図６（Ａ）に示すように、メモリ５０２から画像データを読み出す際に用いられるアドレスを制御し、上述のように算出された補正座標にデータを挿入、あるいは間引きする画像データを主走査方向Ｓに対して逆相の補正を行う。

そして、逆相の補正が加えられた画像データに基づいて、光走査装置１０のレーザ光Ｌを制御して画像を形成することで、主走査方向Ｓの走査速度が一定でないことによる出力画像の主走査方向Ｓの歪（縮小及び、拡大）がキャンセルされた出力画像を得ることができる。

図６（Ａ）は、前述したように、画像におけるデータの挿入・間引き位置を示す図である。しかしながら、このように主走査方向Ｓ上（主走査線ＳＳ上）の同じ位置に対して単純にデータの挿入を行うと、視覚的に目立ってしまう。また、主走査方向Ｓ上（主走査線ＳＳ上）の同じ位置に対して単純にデータの間引きを行うと、間引いた位置に細い直線が重なってしまったような場合には、この細い直線が消えて、画像の情報量が著しく減少してしまう。

したがって、実際の処理においては、図６（Ｂ）に示すように、あるいは、図示は省略するが、更にランダムな態様で、主走査線ＳＳごとにデータの挿入・間引き操作が行われる位置を変更して分散することにより、上述したような不具合を解消している。

つぎに、感光体ドラム３８上の主走査線ＳＳ上の光ビーム径を略一様とするための制御について説明する。

図３に示すレーザアレイ１００の各発光素子１０２毎に、感光体ドラム３８上の光ビーム径を異ならせている。なお、この光ビーム径を異ならせる方法の詳細は後述する。また、以降、判りやすくするため、図３（Ｃ）に示す、発光素子１０２Ａ、発光素子１０２Ｂ、発光素子１０２Ｃ、発光素子１０２Ｄの四つのみで説明する。

前述したように、発光素子１０２Ａ、発光素子１０２Ｂ、発光素子１０２Ｃ、発光素子１０２Ｄから射出したレーザ光ＬＡ〜レーザ光ＬＤは、回転多面鏡２４の反射偏向面２４ａで偏向走査されたのち、感光体ドラム３８上を主走査線上ＳＳを走査する。

図７に示すように、感光体ドラム３８の主走査方向Ｓの画像幅をエリア８１〜エリア８８の８つに分割し、それぞれ、発光素子１０２Ａ、発光素子１０２Ｂ、発光素子１０２Ｃ、発光素子１０２Ｄから射出した各レーザ光ＬＡ，レーザ光ＬＢ，レーザ光ＬＣ，レーザ光ＬＤが、各エリア８１〜８８で最適な光ビーム径としている
そして、図７（Ｂ）に示すように、点灯させる発光素子１０２Ａ、発光素子１０２Ｂ、発光素子１０２Ｃ、発光素子１０２Ｄを選択する。換言すると、発光素子１０２Ａから発光素子１０２Ｄへと、そして、発光素子１０２Ｄから発光素子１０２Ａへと順番に点灯させて、主走査線上ＳＳの光ビーム径を略一様にしている。

例えば、主走査方向Ｓに１光ビーム径の細線を形成する場合は、図８に示すように、回転多面鏡２４の反射偏向面２４ａの第四走査面で発光素子１０２Ａを点灯、第三走査面で発光素子１０２Ｂを点灯、第二走査面で発光素子１０２Ｃを点灯、第一走査面で発光素子１０２Ｄを点灯、第一走査面で発光素子１０２Ｄを点灯、第二走査面で発光素子１０２Ｃを点灯、第三走査面で発光素子１０２Ｂを点灯、第四走査面で発光素子１０２Ａを点灯させることで、略一様な線幅が形成される。

なお、分割部分（各発光素子１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄの点灯の切り替え部分）が視覚的に目立ってしまう場合がある。このような場合は、図９に示すように各レーザ光ＬＡ，レーザ光ＬＢ，レーザ光ＬＣ，レーザ光ＬＤをオーバーラップさせることで、ディフェクト（副走査方向Ｆの筋）を目立たなくできる。

つぎに、レーザ光ＬＡ〜レーザ光ＬＤを、感光体ドラム３８上の各エリア８１〜８８で最適な光ビーム径とする方法（光ビーム径を調整する方法）を説明する。

まず、光ビーム径を変える第一の方法を説明する。

第一の方法は各発光素子１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄの発光光量を調整し、光ビーム径を変えている。つまり、主走査方向Ｓの中央部分のエリアほど発光光量を大きくし、走査方向Ｓの両端部分のエリアほど発光光量を小さくし、光ビーム径を略一様としている。

図１０は、画像形成装置１の制御装置部５００の構成を示すブロック図であり、制御部５０，検知部５２，レーザ駆動回路６０から構成されている。

制御部５０は、画像データを補正し、レーザ駆動回路６０の同期回路６１に画像データを出力する。更に、感光体ドラム上に形成された静電潜像の電位を検出する潜像電位センサであるＥＳＶ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＳｔａｔｉｃＶｏｌｔａｇｅ）センサ（図示略）の検知結果のＭＰＤ信号をレーザ駆動回路６０の目標光量演算回路６２に出力する。

検知部５２は、同期センサ４４（図１参照）の検知結果であるＳＯＳ信号を同期回路６１に出力し、ＭＰＤ２２（図１参照）の検知結果であるＭＰＤ信号を目標光量演算回路６２に出力する。

レーザ駆動回路６０の目標光量演算回路６２は、上述したＭＰＤ信号とＥＳＶ信号を、同期回路５４からの出力信号をタイミングの基準として、各発光素子１０２の光量を決定し、駆動電流を制御する電圧にフィードバックする光量制御回路６４（以降、ＡＰＣ回路６４と記す）に出力する。

一方、同期回路５４は同期センサ４４（図１参照）の検知結果であるＳＯＳ信号に基づいて、各発光素子１０２の設計上（図３の千鳥配置の間隔）の主走査方向Ｓの位置ズレする分を遅延させ、制御部５０から送られた画像データとレーザ光ＬＡ〜レーザ光ＬＤの同期を取り、シリアルデータとしてデータ変換器６６にデータを出力する。

データ変換器６６は、シリアルデータとして入力された画像データを各発光素子１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄに振り分け、ＡＰＣ回路６４に出力する。

ＡＰＣ回路６４は、入力された同期が取られた画像データと駆動電流４８から決定された強度信号をレーザドライバ（ＬＤＤ）６８に入力し、各発光素子１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄに設定された発光光量で各発光素子１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄを点灯させることで、各エリア８１〜８８毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Ｓの光ビーム径を略一様としている。

つぎに、光ビーム径を変える第二の方法を説明する。

第二の方法は、各発光素子１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄの各レーザ光ＬＡ〜レーザ光ＬＤの発光時間（点灯時間）を調整し、光ビーム径を変えている。つまり、主走査方向Ｓの中央部分のエリアほど発光時間を長くし、走査方向Ｓの両端部分のエリアほど発光時間を短くし、光ビーム径を略一様としている。

図１０のＡＰＣ回路６４からＬＤＤ６８へは、点線の矢印で示すように、各発光素子１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄに設定された発光時間（点灯時間）で各発光素子１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄを点灯させることで、各エリアで最適な光ビーム径とし、主走査方向Ｓの光ビーム径を略一様としている。

つぎに、光ビーム径を変える第三の方法を説明する。

図１１に示すように、コリメータレンズ１４（図１参照）と半導体レーザ１２（図１参照）との間にプリズム１５が配置されている。プリズム１５は、レーザ光Ｌが通過する位置によって、感光体ドラム３８までの光路長を変える。つまり、主走査方向Ｓの中央部分のエリアと両端部分のエリアとの光路長を略一致させることで、各エリア８１〜８８毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Ｓの光ビーム径を略一様としている。

つぎに、光ビーム径を変える第四の方法を説明する。

図１２に示すように、レーザ光ＬＡ〜レーザ光ＬＤが感光体ドラム３８の法線Ｇに対して、角度θをもって入射するように、光走査装置１０を配置することで、感光体ドラム３８までの光路長を変えている。つまり、主走査方向Ｓの中央部分のエリアと両端部分のエリアとの光路長を略一致させることで、各エリア８１〜８８毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Ｓの光ビーム径を略一様としている。

つぎに、光ビーム径を変える第五の方法を説明する。

図１６に示すように、コリメータレンズ１４（図１参照）に対して、半導体レーザ１２（図１参照）を傾斜させて固定し、各発光素子１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄで、コリメータレンズ１４までの距離を異ならせている。このように、コリメータレンズ１４までの距離が異なると各レーザ光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，ＬＤの絞れる焦点距離を異ならせることができる。つまり、主走査方向Ｓの中央部分のエリアと両端部分のエリアとの光路長を略一致させることで、各エリア８１〜８８毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Ｓの光ビーム径を略一様としている。

なお、上述した光ビーム径を変える第一から第五の方法を、二つ以上を組み合わせても良い。

また、上述したように、判りやすくするため、便宜上、発光素子１０２Ａ、発光素子１０２Ｂ、発光素子１０２Ｃ、発光素子１０２Ｄの四つのみで説明しているので、８つのエリア８１〜８８に分割しているが、実際は、最大６４（３２個×２）のエリアに分割できる。つまり、感光体ドラム３８の主走査方向Ｓの光ビーム径がより略一様になる。

また、上記実施形態では、分解能をアップさせるために（高解像度とするために）、図３に示すように、千鳥状に各発光素子１０２を配置していたが、図１３、図１４に示すように、一列に配列されていも良い。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

今まで説明したように、主走査方向Ｓの出力画像の伸縮を、特開２００３−２７４１４３号公報に記載の画像補正技術（主走査方向全倍率補正）を用いて補正するとともに、各発光素子１０２から射出された各レーザ光Ｌの感光体ドラム３８上の各エリア８１〜８８で最適となる光ビーム径に調整し、点灯させる発光素子１０２を選択して感光体ドラム３８上の光ビーム径を略一様としている。

したがって、回転多面鏡２４で等角度走査されたレーザ光Ｌを、Ｆθレンズなどの走査結像光学系レンズ群を設けることなく、画像データと略同一の正常な画像を形成することができる。つまり、高価で高精度に位置決する必要があるＦθレンズなどの走査結像光学系レンズ群が無いので、小型で低価格な光走査装置１０となっている。

本発明に係る光走査装置を備える画像形成装置の構成を模式的に示す図である。画像形成装置の構成を模式的に示す図である。（Ａ）は半導体レーザを示す図であり、（Ｂ）は半導体レーザのレーザアレイ１００部分の拡大図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の丸部の拡大図である。本発明に係る画像形成装置が備える光走査装置の構成を模式的に示す、（Ａ）は側方から見た図であり、（Ｂ）は平面視した図である。（Ａ）は感光体ドラム上の主走査方向における光ビーム径変化を説明する図であり、（Ｂ）は感光体ドラム上の主走査方向における走査速度変化を説明する図であり、（Ｃ）は感光体ドラム上の主走査方向における光ビームの走査を模式的に示す図である。画像におけるデータの挿入・間引き位置を示し、（Ａ）は主走査方向上の同じ位置に対して単純にデータの挿入・間引きを行う場合の図であり、（Ｂ）はランダムな態様で、主走査線ごとにデータの挿入・間引きを行う位置を変更して分散する場合の一例を示す図である。（Ａ）は感光体ドラムの主走査方向の画像幅を８つにエリアに分割し、それぞれ最適な光ビーム径とする説明の説明図であり、（Ｂ）は点灯させる発光素子を説明する説明図である。主走査方向に１光ビーム径の細線を形成する場合に点灯させる発光素子を説明する説明図である。レーザ光のオーバーラップを説明する説明図である。制御装置部の構成を示すブロック図である。コリメータレンズと半導体レーザとの間にプリズムを配置した模式図である。各レーザ光が感光体ドラムの法線Ｇに対して、角度θをもって入射するよう様子を説明する模式図である。各発光素子を主走査方向に一列に配列した図である。各発光素子を副走査方向に一列に配列した図である。従来の光走査装置の構成を模式的に示す、（Ａ）は側方から見た図であり、（Ｂ）は平面視した図である。各発光素子がコリメートレンズに対して距離が異なるように、半導体レーザを傾けて固定した模式図である

符号の説明

１画像形成装置
１０光走査装置
１４コリメータレンズ（コリメートレンズ）
１５プリズム
２４回転多面鏡
５０制御部（補正手段）
８１エリア
８２エリア
８３エリア
８４エリア
８５エリア
８６エリア
８７エリア
８８エリア
１００レーザアレイ（光源）
１０２発光素子（発光点）
５００制御装置部（選択手段、光ビーム径調整手段、制御手段）
Ｌレーザ光（光ビーム）
Ｓ主走査方向
ＳＳ主走査線
Ｐ記録用紙

Claims

複数の発光点を備える光源から射出された複数の光ビームを、偏向手段によって被走査体上に走査する光走査装置であって、
主走査方向の画像データにおける挿入・間引きを行う補正手段と、
複数の前記発光点の各々の光ビーム径を調整する光ビーム径調整手段と、
前記光源の少なくとも一つの前記発光点を選択する選択手段と、
前記被走査体上の位置に応じて、予め定めた前記発光点を選択するように選択手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光走査装置。
前記被走査体を主走査方向に複数のエリアに分割し、
前記光ビーム径調整手段は、前記エリア毎に光ビーム径を調整し、
前記制御手段は、前記各エリア毎に予め定めた前記発光点を選択するように選択手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記光ビームの発光光量を制御し、該光ビーム径を調整することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の光走査装置。
前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記光ビームの発光時間を制御し、該光ビーム径を調整することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の光走査装置。
前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記各光ビームの前記被走査体までの光路長を変える光路長変更手段であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の光走査装置。
前記光路長変更手段は、前記光源を、前記各光ビームの前記被走査体への入射角度を該被走査体の法線に対して傾けて入射させる構成としたことを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
前記光路長変更手段は、前記光ビームが透過する透過位置によって、該光ビームの前記被走査体までの光路長が変化するプリズムであることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
前記光路長変更手段は、前記光源の複数の各発光点毎にコリメートレンズに対して距離を異なせて配置したことを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。