JPH1052941A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
光走査装置および画像形成装置Info
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- JPH1052941A JPH1052941A JP21153796A JP21153796A JPH1052941A JP H1052941 A JPH1052941 A JP H1052941A JP 21153796 A JP21153796 A JP 21153796A JP 21153796 A JP21153796 A JP 21153796A JP H1052941 A JPH1052941 A JP H1052941A
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 解像度の均一化を図り、高品質な画像を得
る。 【解決手段】 光源アレイ１２の複数の光源１２ａは、
主走査方向の中央の光源１２ａから両端部の光源１２ａ
にかけてニアフィールドパターン径が小さくなる構成を
有し、感光体ドラム１６の感光体面１６ａは、レンズ系
１４，１５によって形成される中央の光源１２ａの焦点
１５ａに配置される。光源アレイ１２から画像信号に応
じて変調された複数の光ビーム１３を出射すると、中央
の光源１２ａから出射された光ビーム１３は、感光体面
１６ａ上の焦点１５ａで像を結ぶ。端部の光源１２ａか
ら出射された光ビーム１３は、感光体１６ａの手前の焦
点１５ａで像を結んだ後、除々に太くなり、感光体面１
６ａ上では中央のスポット径Ｄと等しいスポット径Ｄを
形成する。
る。 【解決手段】 光源アレイ１２の複数の光源１２ａは、
主走査方向の中央の光源１２ａから両端部の光源１２ａ
にかけてニアフィールドパターン径が小さくなる構成を
有し、感光体ドラム１６の感光体面１６ａは、レンズ系
１４，１５によって形成される中央の光源１２ａの焦点
１５ａに配置される。光源アレイ１２から画像信号に応
じて変調された複数の光ビーム１３を出射すると、中央
の光源１２ａから出射された光ビーム１３は、感光体面
１６ａ上の焦点１５ａで像を結ぶ。端部の光源１２ａか
ら出射された光ビーム１３は、感光体１６ａの手前の焦
点１５ａで像を結んだ後、除々に太くなり、感光体面１
６ａ上では中央のスポット径Ｄと等しいスポット径Ｄを
形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤ光源または
レーザ光源を１次元状あるいは２次元状に配列したＬＥ
Ｄアレイやレーザアレイ等の光源アレイを用いた光走査
装置および画像形成装置に関し、特に、走査面あるいは
画像形成面に照射される光ビームのスポット径を等しく
した光走査装置および画像形成装置に関する。
レーザ光源を１次元状あるいは２次元状に配列したＬＥ
Ｄアレイやレーザアレイ等の光源アレイを用いた光走査
装置および画像形成装置に関し、特に、走査面あるいは
画像形成面に照射される光ビームのスポット径を等しく
した光走査装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像形成装置として、例えば、図
１８に示されるものがある。この画像形成装置１は、主
走査方向Ｙおよび副走査方向Ｚに２次元状に配列された
複数のレーザ光源２ａを有する半導体レーザアレイ２
と、各レーザ光源２ａから光軸方向Ｘに出射された複数
のレーザビーム３を集光点４ａに集光させる集光レンズ
系４と、集光点４ａに集光された複数のレーザビーム３
を感光体ドラム６の感光体面６ａ上に結像させる結像レ
ンズ系５と、図示しない支持ローラによって回転可能に
支持され、レーザビーム３によって露光されることによ
り静電潜像を形成する感光体ドラム６とを具備してい
る。なお、７は画像信号を記憶した画像メモリ、８は画
像メモリ７から画像信号を読み出し、その画像信号を処
理して記録パターンに応じた記録信号を出力する信号処
理回路、９は信号処理回路８から記録信号を入力してレ
ーザアレイ２を駆動するレーザ駆動回路、１０はレーザ
駆動回路９に制御信号を出力してレーザアレイ２の駆動
を行わせる制御回路である。
１８に示されるものがある。この画像形成装置１は、主
走査方向Ｙおよび副走査方向Ｚに２次元状に配列された
複数のレーザ光源２ａを有する半導体レーザアレイ２
と、各レーザ光源２ａから光軸方向Ｘに出射された複数
のレーザビーム３を集光点４ａに集光させる集光レンズ
系４と、集光点４ａに集光された複数のレーザビーム３
を感光体ドラム６の感光体面６ａ上に結像させる結像レ
ンズ系５と、図示しない支持ローラによって回転可能に
支持され、レーザビーム３によって露光されることによ
り静電潜像を形成する感光体ドラム６とを具備してい
る。なお、７は画像信号を記憶した画像メモリ、８は画
像メモリ７から画像信号を読み出し、その画像信号を処
理して記録パターンに応じた記録信号を出力する信号処
理回路、９は信号処理回路８から記録信号を入力してレ
ーザアレイ２を駆動するレーザ駆動回路、１０はレーザ
駆動回路９に制御信号を出力してレーザアレイ２の駆動
を行わせる制御回路である。
【０００３】このように構成された画像形成装置１にお
いて、信号処理回路８が、画像メモリ７から画像信号を
読み出し、その画像信号を処理して記録パターンに応じ
た記録信号を出力すると、レーザ駆動回路９は、制御回
路１０の制御の下に、信号処理回路８から記録信号を入
力してレーザアレイ２を駆動する。レーザアレイ２の各
レーザ光源２ａからはレーザビーム３が出射される。各
レーザ光源２ａから出射されたレーザビーム３は、集光
レンズ系４によって集光点４ａに集光され、結像レンズ
系５によって感光体面６ａ上に結像される。感光体ドラ
ム６は、レーザビーム３によって露光されることにより
静電潜像を形成する。
いて、信号処理回路８が、画像メモリ７から画像信号を
読み出し、その画像信号を処理して記録パターンに応じ
た記録信号を出力すると、レーザ駆動回路９は、制御回
路１０の制御の下に、信号処理回路８から記録信号を入
力してレーザアレイ２を駆動する。レーザアレイ２の各
レーザ光源２ａからはレーザビーム３が出射される。各
レーザ光源２ａから出射されたレーザビーム３は、集光
レンズ系４によって集光点４ａに集光され、結像レンズ
系５によって感光体面６ａ上に結像される。感光体ドラ
ム６は、レーザビーム３によって露光されることにより
静電潜像を形成する。
【０００４】また、従来の他の画像形成装置として、例
えば、特開平７−３１４７７１号公報に示されるものが
ある。この画像形成装置は、光源の位置精度を高めるた
めに、従来、複数のＬＥＤ光源が形成されたＬＥＤチッ
プを複数貼り合わせて製作していたＬＥＤアレイを、感
光体の幅よりも小さい幅の単一の基板上に複数のＬＥＤ
光源を一列に配列して構成し、各ＬＥＤ光源からのレー
ザビームを感光体上に投影するために、配列方向の光の
幅を感光体の幅まで拡大する凸レンズを有する光学系を
設けている。これにより、単一の基板上に配列したＬＥ
Ｄ光源からのレーザビームを感光体面上に感光体の幅ま
で拡大投影し、書き込みを行うことができる。また、単
一の基板上にＬＥＤ光源を形成することで、貼り合わせ
による位置精度の誤差がなくなるという利点がある。
えば、特開平７−３１４７７１号公報に示されるものが
ある。この画像形成装置は、光源の位置精度を高めるた
めに、従来、複数のＬＥＤ光源が形成されたＬＥＤチッ
プを複数貼り合わせて製作していたＬＥＤアレイを、感
光体の幅よりも小さい幅の単一の基板上に複数のＬＥＤ
光源を一列に配列して構成し、各ＬＥＤ光源からのレー
ザビームを感光体上に投影するために、配列方向の光の
幅を感光体の幅まで拡大する凸レンズを有する光学系を
設けている。これにより、単一の基板上に配列したＬＥ
Ｄ光源からのレーザビームを感光体面上に感光体の幅ま
で拡大投影し、書き込みを行うことができる。また、単
一の基板上にＬＥＤ光源を形成することで、貼り合わせ
による位置精度の誤差がなくなるという利点がある。
【０００５】また、従来の他の画像形成装置として、例
えば、特開平８−６２５３１号公報に示されるものがあ
る。この画像形成装置は、仮にレーザアレイのスポット
が一直線でない場合でも、感光体面上で一直線に補正で
きる光学系を備えたものである。
えば、特開平８−６２５３１号公報に示されるものがあ
る。この画像形成装置は、仮にレーザアレイのスポット
が一直線でない場合でも、感光体面上で一直線に補正で
きる光学系を備えたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１８に示す
従来の画像形成装置１によると、各光源２ａが同様に構
成されていたため、光源２ａからのレーザビーム３を凸
レンズを有する集光レンズ系４および結像レンズ系５を
介して感光体面６ａ上に結像する場合に、各々の光源２
ａの中心位置をアレイ２の製作方法または光学系によっ
て補正できたとしても、レンズ系４，５の球面収差等の
影響を受け、図１９に示すように、各結像点（焦点）５
ａを結ぶ実際の焦点面５ｂが感光体面６ａ上から光軸方
向Ｘにずれてしまい、両側で解像度が劣化するという問
題がある。すなわち、光軸中心３０にある光源２a0から
出射されたレーザビーム３は、図１９に示すように、感
光体面６ａ上に焦点５ａが形成されるが、光軸中心３０
にある光源２a0から主走査方向Ｙに沿って離れた位置に
ある光源２akから出射されたレーザビーム３は、本来感
光体面６ａ上に結像すべきものが手前で焦点５ａが形成
され、その結果、感光体面６ａ上に所望のスポット径Ｄ
よりも太いスポット径（Ｄ＋α）が照射されることとな
る。これは光源２ａが、ＬＥＤ光源でも同様である。こ
の焦点５ａのずれΔｘ（ｙ）は、光軸中心３０から離れ
た位置に配置された光源２ａほど大きくなる。従って、
光源２ａの位置精度を高めただけでは、解像度の均一な
画像を得ることはできない。
従来の画像形成装置１によると、各光源２ａが同様に構
成されていたため、光源２ａからのレーザビーム３を凸
レンズを有する集光レンズ系４および結像レンズ系５を
介して感光体面６ａ上に結像する場合に、各々の光源２
ａの中心位置をアレイ２の製作方法または光学系によっ
て補正できたとしても、レンズ系４，５の球面収差等の
影響を受け、図１９に示すように、各結像点（焦点）５
ａを結ぶ実際の焦点面５ｂが感光体面６ａ上から光軸方
向Ｘにずれてしまい、両側で解像度が劣化するという問
題がある。すなわち、光軸中心３０にある光源２a0から
出射されたレーザビーム３は、図１９に示すように、感
光体面６ａ上に焦点５ａが形成されるが、光軸中心３０
にある光源２a0から主走査方向Ｙに沿って離れた位置に
ある光源２akから出射されたレーザビーム３は、本来感
光体面６ａ上に結像すべきものが手前で焦点５ａが形成
され、その結果、感光体面６ａ上に所望のスポット径Ｄ
よりも太いスポット径（Ｄ＋α）が照射されることとな
る。これは光源２ａが、ＬＥＤ光源でも同様である。こ
の焦点５ａのずれΔｘ（ｙ）は、光軸中心３０から離れ
た位置に配置された光源２ａほど大きくなる。従って、
光源２ａの位置精度を高めただけでは、解像度の均一な
画像を得ることはできない。
【０００７】従って、本発明の目的は、解像度の均一化
を図り、高品質な画像を得ることのできる光走査装置お
よび画像形成装置を提供することにある。
を図り、高品質な画像を得ることのできる光走査装置お
よび画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光走査装置は、複数の光ビームによって走査
面を走査する光走査装置において、前記複数の光ビーム
を出射する複数の光源が１次元状あるいは２次元状に配
列された光源アレイと、前記複数の光ビームを前記走査
面に集光させる光学手段とを備え、前記光源アレイの前
記複数の光源は、前記光学手段の焦点位置に対する前記
複数の光ビームの前記走査面上の非合焦度合いに応じた
ニアフィールドパターン径を有するように構成されたこ
とを特徴とする。
に本発明の光走査装置は、複数の光ビームによって走査
面を走査する光走査装置において、前記複数の光ビーム
を出射する複数の光源が１次元状あるいは２次元状に配
列された光源アレイと、前記複数の光ビームを前記走査
面に集光させる光学手段とを備え、前記光源アレイの前
記複数の光源は、前記光学手段の焦点位置に対する前記
複数の光ビームの前記走査面上の非合焦度合いに応じた
ニアフィールドパターン径を有するように構成されたこ
とを特徴とする。
【０００９】また、上記目的を達成するために本発明の
画像形成装置は、画像信号に応じて変調された複数の光
ビームによって画像形成面を走査して前記画像形成面に
画像を形成する画像形成装置において、前記複数の光ビ
ームを出射する複数の光源が１次元状あるいは２次元状
に配列された光源アレイと、前記複数の光ビームを前記
画像形成面に集光させる光学手段と、前記画像形成面に
配置され、前記複数の光ビームに応じた静電潜像を形成
する画像形成体とを備え、前記光源アレイの前記複数の
光源は、前記光学手段の焦点位置に対する前記複数の光
ビームの前記画像形成面上の非合焦度合いに応じたニア
フィールドパターン径を有するように構成されたことを
特徴とする。
画像形成装置は、画像信号に応じて変調された複数の光
ビームによって画像形成面を走査して前記画像形成面に
画像を形成する画像形成装置において、前記複数の光ビ
ームを出射する複数の光源が１次元状あるいは２次元状
に配列された光源アレイと、前記複数の光ビームを前記
画像形成面に集光させる光学手段と、前記画像形成面に
配置され、前記複数の光ビームに応じた静電潜像を形成
する画像形成体とを備え、前記光源アレイの前記複数の
光源は、前記光学手段の焦点位置に対する前記複数の光
ビームの前記画像形成面上の非合焦度合いに応じたニア
フィールドパターン径を有するように構成されたことを
特徴とする。
【００１０】上記各構成によれば、複数の光源は、光学
手段の焦点位置に対する複数の光ビームの走査面あるい
は画像形成面上の非合焦度合いに応じたニアフィールド
パターン径を有することにより、走査面あるいは画像形
成面に照射される光ビームのスポット径を等しくするこ
とが可能となる。
手段の焦点位置に対する複数の光ビームの走査面あるい
は画像形成面上の非合焦度合いに応じたニアフィールド
パターン径を有することにより、走査面あるいは画像形
成面に照射される光ビームのスポット径を等しくするこ
とが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の原理を説明
するための図である。この発明に係る画像形成装置１１
は、複数の光ビームを出射する複数の光源１２ａが１次
元状あるいは２次元状に配列された光源アレイ１２を備
えている。この光源アレイ１２の複数の光源１２ａは、
主走査方向Ｙの中央の光源１２ａから両端部の光源１２
ａにかけてニアフィールドパターン径が小さくなる構成
を有している。感光体ドラム１６の感光体面１６ａは、
レンズ系１４，１５によって形成される中央の光源１２
ａの焦点１５ａに配置される。このように構成すること
で、光源アレイ１２から画像信号に応じて変調された複
数の光ビームを出射すると、中央の光源１２ａから出射
された光ビーム１３は、感光体面１６ａ上の焦点１５ａ
で像を結ぶ。端部の光源１２ａから出射された光ビーム
１３は、感光体面１６ａの手前の焦点１５ａで像を結ん
だ後、除々に太くなり、感光体面１６ａ上では中央のス
ポット径Ｄと等しいスポット径Ｄを形成する。
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の原理を説明
するための図である。この発明に係る画像形成装置１１
は、複数の光ビームを出射する複数の光源１２ａが１次
元状あるいは２次元状に配列された光源アレイ１２を備
えている。この光源アレイ１２の複数の光源１２ａは、
主走査方向Ｙの中央の光源１２ａから両端部の光源１２
ａにかけてニアフィールドパターン径が小さくなる構成
を有している。感光体ドラム１６の感光体面１６ａは、
レンズ系１４，１５によって形成される中央の光源１２
ａの焦点１５ａに配置される。このように構成すること
で、光源アレイ１２から画像信号に応じて変調された複
数の光ビームを出射すると、中央の光源１２ａから出射
された光ビーム１３は、感光体面１６ａ上の焦点１５ａ
で像を結ぶ。端部の光源１２ａから出射された光ビーム
１３は、感光体面１６ａの手前の焦点１５ａで像を結ん
だ後、除々に太くなり、感光体面１６ａ上では中央のス
ポット径Ｄと等しいスポット径Ｄを形成する。
【００１２】図２は本発明の実施の形態に係る画像形成
装置を示す構成図である。この画像形成装置１１は、ｎ
×ｍ個（例えば、数千個以上）のレーザ光源１２ａをア
レイ状に配置し、各レーザ光源１２ａからレーザビーム
１３を同時に独立して出射可能な半導体レーザアレイ１
２（１２Ａ乃至１２Ｆ）と、各レーザ光源１２ａから出
射された複数のレーザビーム１３を集光点１４ａに集光
させる集光レンズ系１４と、集光点１４ａに集光された
複数のレーザビーム１３を走査面としての感光体面１６
ａ上に結像させる結像レンズ系１５と、図示しない支持
ローラによって回転可能に支持され、レーザビーム１３
によって露光されることにより静電潜像を形成する感光
体ドラム１６と、画像信号を記憶した画像メモリ１７
と、画像メモリ１７から画像信号を読み出し、その画像
信号を処理して記録パターンに応じた記録信号を出力す
る信号処理回路１８と、信号処理回路１８から記録信号
を入力してレーザアレイ１２を駆動する駆動信号を出力
するレーザ駆動回路１９と、レーザ駆動回路１９に制御
信号を出力してレーザアレイ１２の駆動を行わせる制御
回路２０とを具備している。なお、同図において、Ｘは
光軸方向、Ｙは主走査方向、Ｚは副走査方向をそれぞれ
示し、ａはレーザアレイ１２の表面と集光レンズ系１４
との距離、ｂは集光レンズ系１４と感光体面１６ａとの
距離をそれぞれ示す。また、レーザアレイ１２の１つの
レーザ光源１２ａは、主走査方向Ｙの１つの画素に対応
している。
装置を示す構成図である。この画像形成装置１１は、ｎ
×ｍ個（例えば、数千個以上）のレーザ光源１２ａをア
レイ状に配置し、各レーザ光源１２ａからレーザビーム
１３を同時に独立して出射可能な半導体レーザアレイ１
２（１２Ａ乃至１２Ｆ）と、各レーザ光源１２ａから出
射された複数のレーザビーム１３を集光点１４ａに集光
させる集光レンズ系１４と、集光点１４ａに集光された
複数のレーザビーム１３を走査面としての感光体面１６
ａ上に結像させる結像レンズ系１５と、図示しない支持
ローラによって回転可能に支持され、レーザビーム１３
によって露光されることにより静電潜像を形成する感光
体ドラム１６と、画像信号を記憶した画像メモリ１７
と、画像メモリ１７から画像信号を読み出し、その画像
信号を処理して記録パターンに応じた記録信号を出力す
る信号処理回路１８と、信号処理回路１８から記録信号
を入力してレーザアレイ１２を駆動する駆動信号を出力
するレーザ駆動回路１９と、レーザ駆動回路１９に制御
信号を出力してレーザアレイ１２の駆動を行わせる制御
回路２０とを具備している。なお、同図において、Ｘは
光軸方向、Ｙは主走査方向、Ｚは副走査方向をそれぞれ
示し、ａはレーザアレイ１２の表面と集光レンズ系１４
との距離、ｂは集光レンズ系１４と感光体面１６ａとの
距離をそれぞれ示す。また、レーザアレイ１２の１つの
レーザ光源１２ａは、主走査方向Ｙの１つの画素に対応
している。
【００１３】感光体ドラム１６は、光軸中心１３０にあ
る光源１２a0から出射されたレーザビーム１３の結像点
（焦点）１５ａが感光体面１６ａと一致するように位置
決めされている。また、この光記録装置１１は、感光体
ドラム１６の周囲に、帯電器，現像器，転写器等を設
け、転写器の前段には給紙部、転写器の後段には定着
器，排紙部等を設けている。これらの各ユニットは、説
明上図示していない。
る光源１２a0から出射されたレーザビーム１３の結像点
（焦点）１５ａが感光体面１６ａと一致するように位置
決めされている。また、この光記録装置１１は、感光体
ドラム１６の周囲に、帯電器，現像器，転写器等を設
け、転写器の前段には給紙部、転写器の後段には定着
器，排紙部等を設けている。これらの各ユニットは、説
明上図示していない。
【００１４】図３はレーザアレイ１２の構造を説明する
ための図であり、同図（ａ）はその要部斜視図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ部詳細図である。レーザアレイ
１２は、n-GaAsの半導体基板１２０を有し、半導体基板
１２０の裏面にｎ型電極１２１を形成し、半導体基板１
２０の表面に、Al0.15Ga0.85AsとAlAsとを交互に多層に
積層したｎ型ミラー層１２２、GaAs量子井戸層を上下の
Al 0.3Ga0.7Asで挟み込んで形成された発光層を含む活性
層１２３、Al0.15Ga0.85AsとAlAsとを交互に多層に積層
したｐ型ミラー層１２４及びレーザビーム１３を面発光
状態で出射する複数の発光孔１２５が形成されたｐ型電
極１２６をこの順に形成し、活性層１２３（あるいはｐ
型ミラー層１２４）にプロトンを注入して高抵抗領域１
２７を形成し、ｐ型電極１２６、ｐ型ミラー層１２４お
よび活性層１２３を分離溝１２８により分離して複数の
光源１２ａを形成している。ｐ型ミラー層１２４の分離
溝１２８間にはエアポスト（後述する図５参照）Ｅが形
成されており、Ｅｙは、主走査方向Ｙのエアポスト半
径、Ｅｚは、副走査方向Ｚのエアポスト半径を示す。ま
た、活性層１２３の高抵抗領域１２７間には電流狭窄部
（後述する図５参照）Ｓが形成されており、Ｓｙは主走
査方向Ｙの電流狭窄半径、Ｓｚは副走査方向Ｚの電流狭
窄半径を示す。
ための図であり、同図（ａ）はその要部斜視図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ部詳細図である。レーザアレイ
１２は、n-GaAsの半導体基板１２０を有し、半導体基板
１２０の裏面にｎ型電極１２１を形成し、半導体基板１
２０の表面に、Al0.15Ga0.85AsとAlAsとを交互に多層に
積層したｎ型ミラー層１２２、GaAs量子井戸層を上下の
Al 0.3Ga0.7Asで挟み込んで形成された発光層を含む活性
層１２３、Al0.15Ga0.85AsとAlAsとを交互に多層に積層
したｐ型ミラー層１２４及びレーザビーム１３を面発光
状態で出射する複数の発光孔１２５が形成されたｐ型電
極１２６をこの順に形成し、活性層１２３（あるいはｐ
型ミラー層１２４）にプロトンを注入して高抵抗領域１
２７を形成し、ｐ型電極１２６、ｐ型ミラー層１２４お
よび活性層１２３を分離溝１２８により分離して複数の
光源１２ａを形成している。ｐ型ミラー層１２４の分離
溝１２８間にはエアポスト（後述する図５参照）Ｅが形
成されており、Ｅｙは、主走査方向Ｙのエアポスト半
径、Ｅｚは、副走査方向Ｚのエアポスト半径を示す。ま
た、活性層１２３の高抵抗領域１２７間には電流狭窄部
（後述する図５参照）Ｓが形成されており、Ｓｙは主走
査方向Ｙの電流狭窄半径、Ｓｚは副走査方向Ｚの電流狭
窄半径を示す。
【００１５】図４は第１の実施の形態に係るレーザアレ
イ１２Ａの要部正面図、図５はレーザアレイ１２Ａの主
走査方向Ｙの要部断面図である。このレーザアレイ１２
Ａは、主走査方向Ｙに沿って所定の間隔で設けられたｎ
本のＹ方向基線Ｎと、Ｙ方向基線Ｎに対し角度θを有し
て所定の間隔で設けられたｍ本のθ方向基線Ｍとの各交
点にｎ×ｍ個の発光孔１２５を設けている。各発光孔１
２５は、光軸中心１３０を通るθ方向基線Ｍo 上のレー
ザ光源列を起点として、主走査方向Ｙに沿って離れるに
従い、小さくなるように形成している。また、同じθ方
向基線Ｍ上にある発光孔１２５の大きさは等しくしてい
る。
イ１２Ａの要部正面図、図５はレーザアレイ１２Ａの主
走査方向Ｙの要部断面図である。このレーザアレイ１２
Ａは、主走査方向Ｙに沿って所定の間隔で設けられたｎ
本のＹ方向基線Ｎと、Ｙ方向基線Ｎに対し角度θを有し
て所定の間隔で設けられたｍ本のθ方向基線Ｍとの各交
点にｎ×ｍ個の発光孔１２５を設けている。各発光孔１
２５は、光軸中心１３０を通るθ方向基線Ｍo 上のレー
ザ光源列を起点として、主走査方向Ｙに沿って離れるに
従い、小さくなるように形成している。また、同じθ方
向基線Ｍ上にある発光孔１２５の大きさは等しくしてい
る。
【００１６】図６は第１の実施の形態に係るレーザアレ
イ１２Ａの光源１２ａのニアフィールドパターンを示す
図である。同図において、ｒは光源１２ａのニアフィー
ルドパターン半径（ピーク強度の１／ｅ2 における半
径）を示す。発光孔１２５を主走査方向Ｙに沿って離れ
るに従って小さくなるように形成することにより、光源
１２ａのニアフィールドパターン半径ｒは、光軸中心１
３０から離れるもの程小さくなる。例えば、光源１２ａ
のニアフィールドパターン半径ｒを２μｍ、距離ｂと距
離ａとの比（ｂ／ａ）を６とすると、感光体面１６ａ上
でのニアフィールドパターン半径Ｒは、１２μｍとな
る。
イ１２Ａの光源１２ａのニアフィールドパターンを示す
図である。同図において、ｒは光源１２ａのニアフィー
ルドパターン半径（ピーク強度の１／ｅ2 における半
径）を示す。発光孔１２５を主走査方向Ｙに沿って離れ
るに従って小さくなるように形成することにより、光源
１２ａのニアフィールドパターン半径ｒは、光軸中心１
３０から離れるもの程小さくなる。例えば、光源１２ａ
のニアフィールドパターン半径ｒを２μｍ、距離ｂと距
離ａとの比（ｂ／ａ）を６とすると、感光体面１６ａ上
でのニアフィールドパターン半径Ｒは、１２μｍとな
る。
【００１７】図７は第１の実施の形態に係るレーザアレ
イ１２Ａの異なる位置の光源１２ａから出射されるレー
ザビーム１３の比較を示す図である。光軸中心１３０に
ある光源１２a0のニアフィールドパターン半径をｒ0 、
光軸中心１３０から離れた位置にある光源１２akのニア
フィールドパターン半径を半径ｒ0 より小さいｒk とす
る。光軸中心１３０にある光源１２a0は、焦点面１５ｂ
上に半径Ｒ0 （＝ｒ0 ×（ｂ／ａ））の像を形成する。
一方、ニアフィールドパターン半径ｒk の光源１２
akは、焦点面１５ｂに半径Ｒk （＝ｒk ×（ｂ／ａ）の
像を形成した後、次第に太り、所定の距離Ｌの位置で
は、半径Ｒ0 と等しいスポット半径Ｗk を形成する。
イ１２Ａの異なる位置の光源１２ａから出射されるレー
ザビーム１３の比較を示す図である。光軸中心１３０に
ある光源１２a0のニアフィールドパターン半径をｒ0 、
光軸中心１３０から離れた位置にある光源１２akのニア
フィールドパターン半径を半径ｒ0 より小さいｒk とす
る。光軸中心１３０にある光源１２a0は、焦点面１５ｂ
上に半径Ｒ0 （＝ｒ0 ×（ｂ／ａ））の像を形成する。
一方、ニアフィールドパターン半径ｒk の光源１２
akは、焦点面１５ｂに半径Ｒk （＝ｒk ×（ｂ／ａ）の
像を形成した後、次第に太り、所定の距離Ｌの位置で
は、半径Ｒ0 と等しいスポット半径Ｗk を形成する。
【００１８】Ｗk とＲk との間には、以下の式（１）乃
至式（５）に示す関係があるので、これを解くと、焦点
１５ａと感光体面１６ａとのずれΔｘ（ｙ）に対応する
光源１２ａのニアフィールドパターン半径ｒk が得られ
る。これを以下の式（６）に示す。 Ｗk 2 ＝Ｒk 2 （１＋（λＬ／πＲk 2 ）2 ） …（１）
至式（５）に示す関係があるので、これを解くと、焦点
１５ａと感光体面１６ａとのずれΔｘ（ｙ）に対応する
光源１２ａのニアフィールドパターン半径ｒk が得られ
る。これを以下の式（６）に示す。 Ｗk 2 ＝Ｒk 2 （１＋（λＬ／πＲk 2 ）2 ） …（１）
【数１】 Ｒk ＝ｒk ×（ｂ／ａ） …（３） Ｗk ＝ｒ0 ×（ｂ／ａ） …（４） Ｌ＝Δｘ（ｙ） …（５）
【数２】
【００１９】上記式（６）より、光軸中心１３０にある
光源１２a0以外の他の各光源１２akのニアフィールドパ
ターン半径ｒk を球面収差による焦点１５ａの光源１２
ａ側へのずれΔｘ（ｙ）がＬと等しくなるように設定す
ることで、全ての光源１２ａにおいて常に感光体面１６
ａ上で同一のスポット径を得ることができる。
光源１２a0以外の他の各光源１２akのニアフィールドパ
ターン半径ｒk を球面収差による焦点１５ａの光源１２
ａ側へのずれΔｘ（ｙ）がＬと等しくなるように設定す
ることで、全ての光源１２ａにおいて常に感光体面１６
ａ上で同一のスポット径を得ることができる。
【００２０】次に、本装置１１の動作を説明する。信号
処理回路１８が、画像メモリ１７から画像信号を読み出
し、その画像信号を処理して記録パターンに応じた記録
信号を出力すると、レーザ駆動回路１９は、制御回路２
０の制御の下に、信号処理回路１８から記録信号を入力
してレーザアレイ１２を駆動する。レーザアレイ１２の
各レーザ光源１２ａからはレーザビーム１３が出射され
る。各レーザ光源１２ａから出射されたレーザビーム１
３は、集光レンズ系１４によって集光点１４ａに集光さ
れ、結像レンズ系１５によって感光体面１６ａ上に結像
される。感光体ドラム１６は、レーザビーム１３によっ
て露光されることにより静電潜像を形成する。その後
は、静電潜像は、現像器によってトナー現像され、その
トナー像が転写器によって給紙部から給紙された記録用
紙に転写され、さらに定着器によって定着された後、記
録用紙は排紙部へと送られる。
処理回路１８が、画像メモリ１７から画像信号を読み出
し、その画像信号を処理して記録パターンに応じた記録
信号を出力すると、レーザ駆動回路１９は、制御回路２
０の制御の下に、信号処理回路１８から記録信号を入力
してレーザアレイ１２を駆動する。レーザアレイ１２の
各レーザ光源１２ａからはレーザビーム１３が出射され
る。各レーザ光源１２ａから出射されたレーザビーム１
３は、集光レンズ系１４によって集光点１４ａに集光さ
れ、結像レンズ系１５によって感光体面１６ａ上に結像
される。感光体ドラム１６は、レーザビーム１３によっ
て露光されることにより静電潜像を形成する。その後
は、静電潜像は、現像器によってトナー現像され、その
トナー像が転写器によって給紙部から給紙された記録用
紙に転写され、さらに定着器によって定着された後、記
録用紙は排紙部へと送られる。
【００２１】次に、本装置１１の効果を図８を参照して
説明する。図８は感光体面１６ａと焦点面１５ｂとの位
置関係および感光体面１６ａ上のスポットを示す図であ
る。本装置１１によれば、図８に示すように、光軸中心
１３０の光源１２a0からのレーザビーム１３がレンズ系
１４，１５によって形成される焦点１５ａに感光体面１
６ａを配置させた場合、レンズ系１４，１５の球面収差
等によって光軸中心１３０の光源１２a0から主走査方向
Ｙに離れた光源１２akからのレーザビーム１３の焦点１
５ａが感光体面１６ａの手前で形成されても、光源１２
ａのニアフィールドパターン径ｒをレンズ系１４，１５
の球面収差等による感光体面１６ａからのずれ量をキャ
ンセルするように設定することで、常に感光体面１６ａ
上で同一のスポット径Ｄを得ることができるため、均一
な解像度を有する画像を得ることができる。また、レン
ズ系１４，１５の球面収差等を光源１２ａ側で補正可能
となるため、安価なレンズを使用することができ、ひい
てはコストダウンを図ることができる。
説明する。図８は感光体面１６ａと焦点面１５ｂとの位
置関係および感光体面１６ａ上のスポットを示す図であ
る。本装置１１によれば、図８に示すように、光軸中心
１３０の光源１２a0からのレーザビーム１３がレンズ系
１４，１５によって形成される焦点１５ａに感光体面１
６ａを配置させた場合、レンズ系１４，１５の球面収差
等によって光軸中心１３０の光源１２a0から主走査方向
Ｙに離れた光源１２akからのレーザビーム１３の焦点１
５ａが感光体面１６ａの手前で形成されても、光源１２
ａのニアフィールドパターン径ｒをレンズ系１４，１５
の球面収差等による感光体面１６ａからのずれ量をキャ
ンセルするように設定することで、常に感光体面１６ａ
上で同一のスポット径Ｄを得ることができるため、均一
な解像度を有する画像を得ることができる。また、レン
ズ系１４，１５の球面収差等を光源１２ａ側で補正可能
となるため、安価なレンズを使用することができ、ひい
てはコストダウンを図ることができる。
【００２２】図９は第２の実施の形態に係るレーザアレ
イ１２Ｂの要部正面図である。第１の実施の形態に係る
レーザアレイ１２Ａでは、レンズ系１４，１５に球面収
差があるときでも、複数の光源１２ａが感光体面１６ａ
上に形成するスポット径Ｄが等しくなるが、ニアフィー
ルドパターン半径ｒを変化させると、レーザビーム１３
の周波数をλとした場合、光源１２ａの出射角ｕが次の
式（７）のように変化する。 ｔａｎ（ｕ）＝（２λ）／（πｒ） …（７） すなわち、レーザビーム１３の周波数λを一定とした場
合、半径ｒが小さくなると、出射角ｕは大きくなる。第
１の実施の形態のように、光軸中心１３０から主走査方
向Ｙに沿って離れるに従い、半径ｒを小さくした場合、
最も端の光源１２ａの出射角ｕが最大となるため、最も
端の光源１２ａからのレーザビーム１３が結像レンズ系
１５でけられるおそれがある。また、光路中にスリット
（ピンホール）を用いた光学系の場合、広がり角が大き
いほどスリット（ピンホール）でけられる光量が多くな
るため、感光体面１６ａ上で得られるビーム強度が不均
一になるおそれがある。これらを防ぐために、第２の実
施の形態では、半径ｒが変化しても出射角ｕが変化しな
いようにしたものである。
イ１２Ｂの要部正面図である。第１の実施の形態に係る
レーザアレイ１２Ａでは、レンズ系１４，１５に球面収
差があるときでも、複数の光源１２ａが感光体面１６ａ
上に形成するスポット径Ｄが等しくなるが、ニアフィー
ルドパターン半径ｒを変化させると、レーザビーム１３
の周波数をλとした場合、光源１２ａの出射角ｕが次の
式（７）のように変化する。 ｔａｎ（ｕ）＝（２λ）／（πｒ） …（７） すなわち、レーザビーム１３の周波数λを一定とした場
合、半径ｒが小さくなると、出射角ｕは大きくなる。第
１の実施の形態のように、光軸中心１３０から主走査方
向Ｙに沿って離れるに従い、半径ｒを小さくした場合、
最も端の光源１２ａの出射角ｕが最大となるため、最も
端の光源１２ａからのレーザビーム１３が結像レンズ系
１５でけられるおそれがある。また、光路中にスリット
（ピンホール）を用いた光学系の場合、広がり角が大き
いほどスリット（ピンホール）でけられる光量が多くな
るため、感光体面１６ａ上で得られるビーム強度が不均
一になるおそれがある。これらを防ぐために、第２の実
施の形態では、半径ｒが変化しても出射角ｕが変化しな
いようにしたものである。
【００２３】このレーザアレイ１２Ｂは、図９に示すよ
うに、第１の実施の形態と同様に発光孔１２５が、光軸
中心１３０にある光源１２a0を起点として光軸中心１３
０から主走査方向Ｙに沿って離れるに従い、除々にある
いは段階的に小さくなるように設定し、さらに、光源１
２ａからのレーザビーム１３の出射角ｕは、λ／ｒで決
まるので、出射角ｕが全ての光源１２ａにおいて同一と
なるように、各光源１２ａからの波長λも光軸中心１３
０にある光源１２a0を起点として、光軸中心１３０から
主走査方向Ｙに沿って離れるに従い、除々にあるいは段
階的に小さくなるように設定している。
うに、第１の実施の形態と同様に発光孔１２５が、光軸
中心１３０にある光源１２a0を起点として光軸中心１３
０から主走査方向Ｙに沿って離れるに従い、除々にある
いは段階的に小さくなるように設定し、さらに、光源１
２ａからのレーザビーム１３の出射角ｕは、λ／ｒで決
まるので、出射角ｕが全ての光源１２ａにおいて同一と
なるように、各光源１２ａからの波長λも光軸中心１３
０にある光源１２a0を起点として、光軸中心１３０から
主走査方向Ｙに沿って離れるに従い、除々にあるいは段
階的に小さくなるように設定している。
【００２４】なお、波長λを短くするには、例えば、ミ
ラー層１２１，１２３の膜厚を薄くすることで実現でき
る。また、発光孔１２５を除々に小さくする場合には、
ミラー層１２１，１２３の膜厚分布が光軸中心１３０で
最大となり、周辺に行くに従い薄くなるように形成する
ことで実現できる。発光孔１２５が段階的に小さくなる
場合や波長差を大きくとりたい場合には、発光孔１２５
の大きさに合わせた波長λのレーザアレイチップを数個
製作し、これを張り合わせてレーザアレイ１２Ｂを形成
すればよい。同図において、θ方向基線Ｍ0 上の光源１
２a0からのレーザビーム１３の波長をλ0 、θ方向基線
Ｍ1 上の光源１２ａからのレーザビーム１３の波長をλ
1 、θ方向基線Ｍ2 上の光源１２ａからのレーザビーム
１３の波長をλ2 とすると、λ0 ＞λ1 ＞λ2 の関係に
ある。なお、レーザビーム１３が結像レンズ系１５でけ
られるおそれのある端部近傍の光源１２ａのみのレーザ
ビーム１３の出射角ｕを小さくするようにしてもよい。
ラー層１２１，１２３の膜厚を薄くすることで実現でき
る。また、発光孔１２５を除々に小さくする場合には、
ミラー層１２１，１２３の膜厚分布が光軸中心１３０で
最大となり、周辺に行くに従い薄くなるように形成する
ことで実現できる。発光孔１２５が段階的に小さくなる
場合や波長差を大きくとりたい場合には、発光孔１２５
の大きさに合わせた波長λのレーザアレイチップを数個
製作し、これを張り合わせてレーザアレイ１２Ｂを形成
すればよい。同図において、θ方向基線Ｍ0 上の光源１
２a0からのレーザビーム１３の波長をλ0 、θ方向基線
Ｍ1 上の光源１２ａからのレーザビーム１３の波長をλ
1 、θ方向基線Ｍ2 上の光源１２ａからのレーザビーム
１３の波長をλ2 とすると、λ0 ＞λ1 ＞λ2 の関係に
ある。なお、レーザビーム１３が結像レンズ系１５でけ
られるおそれのある端部近傍の光源１２ａのみのレーザ
ビーム１３の出射角ｕを小さくするようにしてもよい。
【００２５】図１０は第２の実施の形態に係るレーザア
レイ１２Ｂの異なる位置の光源１２ａから出射されるレ
ーザビーム１３を示す。このレーザアレイ１２Ｂの場合
も、光軸中心１３０にある光源１２a0とこれよりニアフ
ィールドパターン半径ｒの小さい光源１２ａとは、焦点
面１５ｂ上に異なるビーム径を形成するが、出射角ｕは
同一である。半径ｒk の光源１２akからのレーザビーム
１３は、焦点面１５ｂでスポット径ｒk ×（ｂ／ａ）と
なった後、除々に太り、ある位置で光軸中心１３０にあ
る光源１２a0で形成されるスポット径と等しくなる。こ
の位置を焦点距離＋Ｌの位置とすると、光源１２ａから
の焦点１５ａは、光軸中心１３０から離れた位置にある
光源１２ａほど球面収差によってΔｘ（ｙ）だけ光源１
２ａ側にシフトするので、Ｌとシフト量Δｘ（ｙ）が等
しくなるように光源１２ａの半径ｒを設定すればよい。
設定の条件は、第１の実施の形態で示した数式で得られ
る。
レイ１２Ｂの異なる位置の光源１２ａから出射されるレ
ーザビーム１３を示す。このレーザアレイ１２Ｂの場合
も、光軸中心１３０にある光源１２a0とこれよりニアフ
ィールドパターン半径ｒの小さい光源１２ａとは、焦点
面１５ｂ上に異なるビーム径を形成するが、出射角ｕは
同一である。半径ｒk の光源１２akからのレーザビーム
１３は、焦点面１５ｂでスポット径ｒk ×（ｂ／ａ）と
なった後、除々に太り、ある位置で光軸中心１３０にあ
る光源１２a0で形成されるスポット径と等しくなる。こ
の位置を焦点距離＋Ｌの位置とすると、光源１２ａから
の焦点１５ａは、光軸中心１３０から離れた位置にある
光源１２ａほど球面収差によってΔｘ（ｙ）だけ光源１
２ａ側にシフトするので、Ｌとシフト量Δｘ（ｙ）が等
しくなるように光源１２ａの半径ｒを設定すればよい。
設定の条件は、第１の実施の形態で示した数式で得られ
る。
【００２６】この第２の実施の形態に係るレーザアレイ
１２Ｂによれば、レンズ系１４，１５の球面収差等があ
っても感光体面１６ａ上で同一のスポット径Ｄを得るこ
とができ、レーザビーム１３が結像レンズ系１５でけら
れることがなくなる。また、光路中にスリット（ピンホ
ール）を用いた光学系においても、ビーム広がり角が一
定であるため、スリット（ピンホール）でけられる光量
がほぼ同一となり、光強度も安定する。
１２Ｂによれば、レンズ系１４，１５の球面収差等があ
っても感光体面１６ａ上で同一のスポット径Ｄを得るこ
とができ、レーザビーム１３が結像レンズ系１５でけら
れることがなくなる。また、光路中にスリット（ピンホ
ール）を用いた光学系においても、ビーム広がり角が一
定であるため、スリット（ピンホール）でけられる光量
がほぼ同一となり、光強度も安定する。
【００２７】図１１は第３の実施の形態に係るレーザア
レイ１２Ｃの要部正面図である。このレーザアレイ１２
Ｃは、ニアフィールドパターン半径ｒを主走査方向Ｙの
み変化させ、複数の光源１２ａの発光孔１２５を副走査
方向Ｚを長軸とする楕円としたものである。この場合、
感光体面１６ａに形成されるスポット形状は、楕円とな
る。また、図示は省略するが、ニアフィールドパターン
半径ｒを副走査方向Ｚのみ変えてもよい。また、主走査
方向Ｙあるいは副走査方向Ｚのニアフィールドパターン
半径ｒを異なる比で変化させて構成してもよい。結像レ
ンズ系１５の拡大／縮小倍率が、主走査方向Ｙと副走査
方向Ｚとで異なる場合に有効である。
レイ１２Ｃの要部正面図である。このレーザアレイ１２
Ｃは、ニアフィールドパターン半径ｒを主走査方向Ｙの
み変化させ、複数の光源１２ａの発光孔１２５を副走査
方向Ｚを長軸とする楕円としたものである。この場合、
感光体面１６ａに形成されるスポット形状は、楕円とな
る。また、図示は省略するが、ニアフィールドパターン
半径ｒを副走査方向Ｚのみ変えてもよい。また、主走査
方向Ｙあるいは副走査方向Ｚのニアフィールドパターン
半径ｒを異なる比で変化させて構成してもよい。結像レ
ンズ系１５の拡大／縮小倍率が、主走査方向Ｙと副走査
方向Ｚとで異なる場合に有効である。
【００２８】図１２は第４の実施の形態に係るレーザア
レイ１２Ｄの正面図である。このレーザアレイ１２Ｄ
は、最も端のθ方向基線Ｍ上の光源１２ａを起点として
光軸中心１３０に向かうに従い、除々にあるいは段階的
に光源１２ａのニアフィールドパターン半径ｒが小さく
なるように形成したものである。この場合、感光体面１
６ａは、図１３に示すように、最も端のθ方向基線Ｍ上
の光源１２ａからのレーザビーム１３の焦点１５ａと一
致するように設定する。この第４の実施の形態に係るレ
ーザアレイ１２Ｄによれば、第１の実施の形態に係るレ
ーザアレイ１２Ａと同様の効果を奏する。
レイ１２Ｄの正面図である。このレーザアレイ１２Ｄ
は、最も端のθ方向基線Ｍ上の光源１２ａを起点として
光軸中心１３０に向かうに従い、除々にあるいは段階的
に光源１２ａのニアフィールドパターン半径ｒが小さく
なるように形成したものである。この場合、感光体面１
６ａは、図１３に示すように、最も端のθ方向基線Ｍ上
の光源１２ａからのレーザビーム１３の焦点１５ａと一
致するように設定する。この第４の実施の形態に係るレ
ーザアレイ１２Ｄによれば、第１の実施の形態に係るレ
ーザアレイ１２Ａと同様の効果を奏する。
【００２９】図１４は第５の実施の形態に係るレーザア
レイ１２Ｅの要部正面図である。このレーザアレイ１２
Ｅは、光軸中心１３０と両端の中間の所定の２つの位置
にある光源１２a2を起点とし、光軸中心１３０及び端に
向かうに従って光源１２ａのニアフィールドパターン半
径ｒが小さくなるように形成したものである。この場
合、感光体面１６ａは、図１５に示すように所定の２つ
の位置にある光源１２a2の焦点１５ａと一致するように
設定する。この第５の実施の形態に係るレーザアレイ１
２Ｅによれば、第１の実施の形態に係るレーザアレイ１
２Ａと同様の効果を奏する。
レイ１２Ｅの要部正面図である。このレーザアレイ１２
Ｅは、光軸中心１３０と両端の中間の所定の２つの位置
にある光源１２a2を起点とし、光軸中心１３０及び端に
向かうに従って光源１２ａのニアフィールドパターン半
径ｒが小さくなるように形成したものである。この場
合、感光体面１６ａは、図１５に示すように所定の２つ
の位置にある光源１２a2の焦点１５ａと一致するように
設定する。この第５の実施の形態に係るレーザアレイ１
２Ｅによれば、第１の実施の形態に係るレーザアレイ１
２Ａと同様の効果を奏する。
【００３０】図１６は第６の実施の形態に係るレーザア
レイ１２Ｆの要部正面図である。第１乃至第５の実施の
形態に係るレーザアレイ１２Ａ乃至１２Ｅは、同一のθ
方向基線Ｍ上の光源１２ａのニアフィールドパターン半
径ｒを等しくしたが、このレーザアレイ１２Ｆは、同一
のθ方向基線Ｍ上の光源１２ａであっても、光軸中心１
３０を起点とし、主走査方向Ｙの位置に従ってニアフィ
ールドパターン半径ｒを変化させたものである。同図で
は小さくさせた場合を示しているが、大きくさせる場合
も同様に適用できる。この第６の実施の形態に係るレー
ザアレイ１２Ｆによれば、第１の実施の形態に係るレー
ザアレイ１２Ａと比較してより均一な解像度を得ること
ができる。
レイ１２Ｆの要部正面図である。第１乃至第５の実施の
形態に係るレーザアレイ１２Ａ乃至１２Ｅは、同一のθ
方向基線Ｍ上の光源１２ａのニアフィールドパターン半
径ｒを等しくしたが、このレーザアレイ１２Ｆは、同一
のθ方向基線Ｍ上の光源１２ａであっても、光軸中心１
３０を起点とし、主走査方向Ｙの位置に従ってニアフィ
ールドパターン半径ｒを変化させたものである。同図で
は小さくさせた場合を示しているが、大きくさせる場合
も同様に適用できる。この第６の実施の形態に係るレー
ザアレイ１２Ｆによれば、第１の実施の形態に係るレー
ザアレイ１２Ａと比較してより均一な解像度を得ること
ができる。
【００３１】次に、光源１２ａのニアフィールドパター
ン半径ｒを変化させる他の方法を説明する。ニアフィー
ルドパターン半径ｒを変化させる方法として発光孔１２
５の径を変化せる方法について説明したが、電流狭窄部
Ｓ又はエアポストＥを変化させてもよい。電流狭窄部Ｓ
又はエアポストＥの形状は、上記図３では矩形の場合を
示したが、楕円または円形でもよい。また、ミラー層
（エアポストＥ）１２２，１２４を酸化，プロトン注
入，拡散等の方法によって電流狭窄部Ｓを形成し、これ
を変化させてもよい。活性層１２３の電流狭窄部Ｓは、
上記図３ではプロトン注入によって形成しているが、酸
化，拡散等の方法によってもよい。端面発光型のレーザ
であれば、電流狭窄部Ｓ，活性層１２３の膜厚を変化さ
せればよい。
ン半径ｒを変化させる他の方法を説明する。ニアフィー
ルドパターン半径ｒを変化させる方法として発光孔１２
５の径を変化せる方法について説明したが、電流狭窄部
Ｓ又はエアポストＥを変化させてもよい。電流狭窄部Ｓ
又はエアポストＥの形状は、上記図３では矩形の場合を
示したが、楕円または円形でもよい。また、ミラー層
（エアポストＥ）１２２，１２４を酸化，プロトン注
入，拡散等の方法によって電流狭窄部Ｓを形成し、これ
を変化させてもよい。活性層１２３の電流狭窄部Ｓは、
上記図３ではプロトン注入によって形成しているが、酸
化，拡散等の方法によってもよい。端面発光型のレーザ
であれば、電流狭窄部Ｓ，活性層１２３の膜厚を変化さ
せればよい。
【００３２】図１７は主走査方向Ｙに沿ってエアポスト
Ｅを異ならせることで、光源１２ａのニアフィールドパ
ターン半径ｒを変化させた例を示す図である。同図で
は、エアポストＥは、主走査方向Ｙに沿って異なるが、
発光孔１２５の径は、同一である。
Ｅを異ならせることで、光源１２ａのニアフィールドパ
ターン半径ｒを変化させた例を示す図である。同図で
は、エアポストＥは、主走査方向Ｙに沿って異なるが、
発光孔１２５の径は、同一である。
【００３３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実
施の形態では、複数の光源を２次元状に配列した光源ア
レイについて説明したが、複数の光源を主走査方向に１
次元状に配列した光源アレイについても本発明は同様に
実施可能である。また、上記実施の形態では、光源アレ
イとしてレーザアレイについて説明したが、ＬＥＤ光源
を主走査方向に１次元状あるいは主走査方向および副走
査方向に２次元状に配列したＬＥＤアレイについても本
発明は同様に実施可能である。この場合は、ＬＥＤの発
光部の面積を主走査方向に沿って異ならせればよい。ま
た、上記実施の形態では、感光体ドラムを記録媒体とし
たが、他の光記録媒体であってもよい。また、上記実施
の形態では、画像形成装置について説明したが、記録媒
体に記録された記録情報や物体の形状を読み取る光走査
装置にも本発明は、同様に適用することができる。
れず、種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実
施の形態では、複数の光源を２次元状に配列した光源ア
レイについて説明したが、複数の光源を主走査方向に１
次元状に配列した光源アレイについても本発明は同様に
実施可能である。また、上記実施の形態では、光源アレ
イとしてレーザアレイについて説明したが、ＬＥＤ光源
を主走査方向に１次元状あるいは主走査方向および副走
査方向に２次元状に配列したＬＥＤアレイについても本
発明は同様に実施可能である。この場合は、ＬＥＤの発
光部の面積を主走査方向に沿って異ならせればよい。ま
た、上記実施の形態では、感光体ドラムを記録媒体とし
たが、他の光記録媒体であってもよい。また、上記実施
の形態では、画像形成装置について説明したが、記録媒
体に記録された記録情報や物体の形状を読み取る光走査
装置にも本発明は、同様に適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、複
数の光源が、光学手段の焦点位置に対する複数の光ビー
ムの走査面あるいは画像形成面上の非合焦度合いに応じ
たニアフィールドパターン径を有することにより、走査
面あるいは画像形成面に照射される光ビームのスポット
径を等しくすることが可能となるので、解像度の均一化
が図れ、高品質な画像を得ることができる。
数の光源が、光学手段の焦点位置に対する複数の光ビー
ムの走査面あるいは画像形成面上の非合焦度合いに応じ
たニアフィールドパターン径を有することにより、走査
面あるいは画像形成面に照射される光ビームのスポット
径を等しくすることが可能となるので、解像度の均一化
が図れ、高品質な画像を得ることができる。
【図１】本発明の原理を説明するための図
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す
構成図
構成図
【図３】レーザアレイの構造を示す図であり、同図
（ａ）はその要部斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ
部詳細図
（ａ）はその要部斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ
部詳細図
【図４】第１の実施の形態に係るレーザアレイの要部正
面図
面図
【図５】第１の実施の形態に係るレーザアレイの主走査
方向の要部断面図
方向の要部断面図
【図６】第１の実施の形態に係る光源のニアフィールド
パターンを示す図
パターンを示す図
【図７】第１の実施の形態に係るレーザアレイの異なる
位置の光源から出射されるレーザビームを示す図
位置の光源から出射されるレーザビームを示す図
【図８】第１の実施の形態に係る感光体面と焦点面との
位置関係を示す図
位置関係を示す図
【図９】第２の実施の形態に係るレーザアレイの要部正
面図
面図
【図１０】第２の実施の形態に係るレーザアレイの異な
る位置の光源から出射されるレーザビームを示す図
る位置の光源から出射されるレーザビームを示す図
【図１１】第３の実施の形態に係るレーザアレイの要部
正面図
正面図
【図１２】第４の実施の形態に係るレーザアレイの要部
正面図
正面図
【図１３】第４の実施の形態に係る感光体面と焦点面と
の位置関係を示す図
の位置関係を示す図
【図１４】第５の実施の形態に係るレーザアレイの要部
正面図
正面図
【図１５】第５の実施の形態に係る感光体面と焦点面と
の位置関係を示す図
の位置関係を示す図
【図１６】第６の実施の形態に係るレーザアレイの要部
正面図
正面図
【図１７】主走査方向に沿ってエアポストを異ならせる
ことで、光源のニアフィールドパターン半径を変化させ
た例を示す図
ことで、光源のニアフィールドパターン半径を変化させ
た例を示す図
【図１８】従来の画像形成装置を示す図
【図１９】従来の画像形成装置の問題点を示す図
１１ 画像形成装置 １２，１２Ａ乃至１２Ｆ 半導体レーザアレイ １２ａ レーザ光源 １２a0 光軸中心にある光源 １２ak 光軸中心から離れた位置にある光源 １２a2 光軸中心と両端の間に位置する光源 １３ レーザビーム １４ 集光レンズ系 １４ａ 集光点 １５ 結像レンズ系 １５ａ 焦点 １６ 感光体ドラム １６ａ 感光体面 １７ 画像メモリ １８ 信号処理回路 １９ レーザ駆動回路 ２０ 制御回路 １２０ 半導体基板 １２１ ｎ型電極 １２２ ｎ型ミラー層 １２３ 活性層 １２４ ｐ型ミラー層 １２５ 発光孔 １２６ ｐ型電極 １２７ 高抵抗領域 １２８ 分離溝 １３０ 光軸中心 ａ レーザアレイの表面と集光レンズ系との距離 ｂ 集光レンズ系と感光体面との距離 Ｄ スポット径 Ｅ エアポスト Ｅｙ 主走査方向のエアポスト半径 Ｅｚ 副走査方向のエアポスト半径 Ｌ 焦点と感光体面との距離 Ｍ θ方向基線Ｍ Ｍｏ 光軸中心を通るθ方向基線 Ｎ Ｙ方向基線 ｒ 光源のニアフィールドパターン半径 ｒ0 光軸中心にある光源のニアフィールドパターン半
径 ｒk 光軸中心から離れた位置にある光源のニアフィー
ルドパターン半径 Ｒ 感光体面上でのニアフィールドパターン半径 Ｒ0 半径ｒ0 の光源が焦点面上に形成する像の半径 Ｒk 半径ｒk の光源が焦点面上に形成する像の半径 Ｓ 電流狭窄部 Ｓｙ 主走査方向の電流狭窄半径 Ｓｚ 副走査方向の電流狭窄半径 ｕ 光源の出射角 Ｗk 半径ｒk の光源が感光体面に形成するスポット半
径 Ｘ 光軸方向 Ｙ 主走査方向 Ｚ 副走査方向 Δｘ（ｙ） 焦点のずれ λ レーザビームの周波数
径 ｒk 光軸中心から離れた位置にある光源のニアフィー
ルドパターン半径 Ｒ 感光体面上でのニアフィールドパターン半径 Ｒ0 半径ｒ0 の光源が焦点面上に形成する像の半径 Ｒk 半径ｒk の光源が焦点面上に形成する像の半径 Ｓ 電流狭窄部 Ｓｙ 主走査方向の電流狭窄半径 Ｓｚ 副走査方向の電流狭窄半径 ｕ 光源の出射角 Ｗk 半径ｒk の光源が感光体面に形成するスポット半
径 Ｘ 光軸方向 Ｙ 主走査方向 Ｚ 副走査方向 Δｘ（ｙ） 焦点のずれ λ レーザビームの周波数
Claims (22)
- 【請求項１】複数の光ビームによって走査面を走査する
光走査装置において、 前記複数の光ビームを出射する複数の光源が１次元状あ
るいは２次元状に配列された光源アレイと、 前記複数の光ビームを前記走査面に集光させる光学手段
とを備え、 前記光源アレイの前記複数の光源は、前記光学手段の焦
点位置に対する前記複数の光ビームの前記走査面上の非
合焦度合いに応じたニアフィールドパターン径を有する
ように構成されたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】前記複数の光源は、主走査方向の中央の光
源から両端部の光源にかけて前記ニアフィールドパター
ン径が小さくなる構成を有し、 前記走査面は、前記光学手段によって形成される前記中
央の光源の焦点位置に配置される構成の請求項１記載の
光走査装置。 - 【請求項３】前記複数の光源は、主走査方向の両端部の
光源から中央の光源にかけて前記ニアフィールドパター
ン径が小さくなる構成を有し、 前記走査面は、前記光学手段によって形成される前記両
端部の光源の焦点位置に配置される構成の請求項１記載
の光走査装置。 - 【請求項４】前記複数の光源は、主走査方向の両端部の
光源より所定の間隔を置いて配置された第１および第２
の光源から中央の光源および前記両端部の光源にかけて
前記ニアフィールドパターン径が小さくなる構成を有
し、 前記走査面は、前記光学手段によって形成される前記第
１および第２の光源の焦点位置に配置される構成の請求
項１記載の光走査装置。 - 【請求項５】前記複数の光源は、前記ニアフィールドパ
ターン径が前記光ビームの断面の直交する２軸の方向で
変化する構成を有する請求項２，３又は４記載の光走査
装置。 - 【請求項６】前記複数の光源は、前記ニアフィールドパ
ターン径が前記光ビームの断面の前記主走査方向に平行
な１軸の方向で変化する構成を有する請求項２，３又は
４記載の光走査装置。 - 【請求項７】前記複数の光源は、前記ニアフィールドパ
ターン径に応じた波長の前記複数の光ビームを出射する
構成の請求項２又は４記載の光走査装置。 - 【請求項８】前記複数の光源は、前記波長に応じた膜厚
のミラー層を有する複数の半導体レーザによって構成さ
れた請求項７記載の光走査装置。 - 【請求項９】前記光源アレイは、前記複数の光源が２次
元状に配列され、 前記複数の光源は、前記主走査方向に沿って所定の間隔
で設けられた複数の主走査方向基線と、前記主走査方向
基線に対し角度θを有して所定の間隔で設けられた複数
のθ方向基線との各交点に設けられ、前記θ方向基線毎
に前記ニアフィールドパターン径が変化する構成を有す
る請求項２，３又は４記載の光走査装置。 - 【請求項１０】前記光源アレイは、前記複数の光源が２
次元状に配列され、 前記複数の光源は、前記主走査方向に沿って所定の間隔
で設けられた複数の主走査方向基線と、前記主走査方向
基線に対し角度θを有して所定の間隔で設けられた複数
のθ方向基線との各交点に設けられ、副走査方向に沿う
所定の基線を基準に前記主走査方向に沿って前記ニアフ
ィールドパターン径が変化する構成を有する請求項２，
３又は４記載の光走査装置。 - 【請求項１１】前記複数の光源は、半導体基板の裏面に
ｎ型電極を形成し、前記半導体基板の表面に、ｎ型ミラ
ー層、発光層を含む活性層、ｐ型ミラー層、および複数
の発光孔が形成されたｐ型電極をこの順に形成し、前記
活性層あるいはｐ型ミラー層にプロトンを注入して高抵
抗領域を形成し、前記ｐ型電極、前記ｐ型ミラー層およ
び前記活性層を分離溝により複数に分離して形成され、
前記発光孔の径、前記ｐ型ミラー層の前記分離溝間に形
成されたエアポスト径、前記活性層の前記高抵抗領域間
に形成された電流狭窄径のいずれかを変更することによ
り前記ニアフィールドパターン径が変化する構成を有す
る請求項２，３又は４記載の光走査装置。 - 【請求項１２】画像信号に応じて変調された複数の光ビ
ームによって画像形成面を走査して前記画像形成面に画
像を形成する画像形成装置において、 前記複数の光ビームを出射する複数の光源が１次元状あ
るいは２次元状に配列された光源アレイと、 前記複数の光ビームを前記画像形成面に集光させる光学
手段と、 前記画像形成面に配置され、前記複数の光ビームに応じ
た静電潜像を形成する画像形成体とを備え、 前記光源アレイの前記複数の光源は、前記光学手段の焦
点位置に対する前記複数の光ビームの前記画像形成面上
の非合焦度合いに応じたニアフィールドパターン径を有
するように構成されたことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項１３】前記複数の光源は、主走査方向の中央の
光源から両端部の光源にかけて前記ニアフィールドパタ
ーン径が小さくなる構成を有し、 前記画像形成面は、前記光学手段によって形成される前
記中央の光源の焦点位置に配置される構成の請求項１２
記載の画像形成装置。 - 【請求項１４】前記複数の光源は、主走査方向の両端部
の光源から中央の光源にかけて前記ニアフィールドパタ
ーン径が小さくなる構成を有し、 前記画像形成面は、前記光学手段によって形成される前
記両端部の光源の焦点位置に配置される構成の請求項１
２記載の画像形成装置。 - 【請求項１５】前記複数の光源は、主走査方向の両端部
の光源より所定の間隔を置いて配置された第１および第
２の光源から中央の光源および前記両端部の光源にかけ
て前記ニアフィールドパターン径が小さくなる構成を有
し、 前記画像形成面は、前記光学手段によって形成される前
記第１および第２の光源の焦点位置に配置される構成の
請求項１２記載の画像形成装置。 - 【請求項１６】前記複数の光源は、前記ニアフィールド
パターン径が前記光ビームの断面の直交する２軸の方向
で変化する構成を有する請求項１３，１４又は１５記載
の画像形成装置。 - 【請求項１７】前記複数の光源は、前記ニアフィールド
パターン径が前記光ビームの断面の前記主走査方向に平
行な１軸の方向で変化する構成を有する請求項１３，１
４又は１５記載の画像形成装置。 - 【請求項１８】前記複数の光源は、前記ニアフィールド
パターン径に応じた波長の前記複数の光ビームを出射す
る構成の請求項１３又は１５記載の画像形成装置。 - 【請求項１９】前記複数の光源は、前記波長に応じた膜
厚のミラー層を有する複数の半導体レーザによって構成
された請求項１８記載の画像形成装置。 - 【請求項２０】前記光源アレイは、前記複数の光源が２
次元状に配列され、 前記複数の光源は、前記主走査方向に沿って所定の間隔
で設けられた複数の主走査方向基線と、前記主走査方向
基線に対し角度θを有して所定の間隔で設けられた複数
のθ方向基線との各交点に設けられ、前記θ方向基線毎
に前記ニアフィールドパターン径が変化する構成を有す
る請求項１３，１４又は１５記載の画像形成装置。 - 【請求項２１】前記光源アレイは、前記複数の光源が２
次元状に配列され、 前記複数の光源は、前記主走査方向に沿って所定の間隔
で設けられた複数の主走査方向基線と、前記主走査方向
基線に対し角度θを有して所定の間隔で設けられた複数
のθ方向基線との各交点に設けられ、副走査方向に沿う
所定の基線を基準に前記主走査方向に沿って前記ニアフ
ィールドパターン径が変化する構成を有する請求項１
３，１４又は１５記載の画像形成装置。 - 【請求項２２】前記複数の光源は、半導体基板の裏面に
ｎ型電極を形成し、前記半導体基板の表面に、ｎ型ミラ
ー層、発光層を含む活性層、ｐ型ミラー層、および複数
の発光孔が形成されたｐ型電極をこの順に形成し、前記
活性層あるいはｐ型ミラー層にプロトンを注入して高抵
抗領域を形成し、前記ｐ型電極、前記ｐ型ミラー層およ
び前記活性層を分離溝により複数に分離して形成され、
前記発光孔の径、前記ｐ型ミラー層の前記分離溝間に形
成されたエアポスト径、前記活性層の前記高抵抗領域間
に形成された電流狭窄径のいずれかを変更することによ
り前記ニアフィールドパターン径が変化する構成を有す
る請求項１３，１４又は１５記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21153796A JP3543506B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 光走査装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21153796A JP3543506B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 光走査装置および画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052941A true JPH1052941A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3543506B2 JP3543506B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=16607503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21153796A Expired - Fee Related JP3543506B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 光走査装置および画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3543506B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294810A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光半導体レーザアレイおよびそれを用いた光伝送システム |
| JP2008281779A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Canon Inc | 光ビーム走査装置及び画像形成装置 |
| JP2013502717A (ja) * | 2009-08-20 | 2013-01-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 設定変更可能な輝度分布を備えるレーザー装置 |
| WO2019075631A1 (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 中国科学院半导体研究所 | 弯曲锥形光子晶体激光器及阵列、阵列光源组 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP21153796A patent/JP3543506B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294810A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光半導体レーザアレイおよびそれを用いた光伝送システム |
| US7386025B2 (en) | 2005-04-08 | 2008-06-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Surface emitting semiconductor laser array and optical transmission system using the same |
| CN100409516C (zh) * | 2005-04-08 | 2008-08-06 | 富士施乐株式会社 | 表面发光半导体激光器阵列及使用其的光传输系统 |
| JP2008281779A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Canon Inc | 光ビーム走査装置及び画像形成装置 |
| JP2013502717A (ja) * | 2009-08-20 | 2013-01-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 設定変更可能な輝度分布を備えるレーザー装置 |
| WO2019075631A1 (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 中国科学院半导体研究所 | 弯曲锥形光子晶体激光器及阵列、阵列光源组 |
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|---|---|
| JP3543506B2 (ja) | 2004-07-14 |
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