JP2004037757A - Optical scanning device and image forming apparatus - Google Patents

Optical scanning device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004037757A
JP2004037757A JP2002193652A JP2002193652A JP2004037757A JP 2004037757 A JP2004037757 A JP 2004037757A JP 2002193652 A JP2002193652 A JP 2002193652A JP 2002193652 A JP2002193652 A JP 2002193652A JP 2004037757 A JP2004037757 A JP 2004037757A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photosensitive drum
image forming
optical scanning
sub
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002193652A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4146177B2 (en
Inventor
Tomohiro Nakajima
中島 智宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2002193652A priority Critical patent/JP4146177B2/en
Priority to US10/609,577 priority patent/US7532227B2/en
Publication of JP2004037757A publication Critical patent/JP2004037757A/en
Priority to US11/451,486 priority patent/US7525561B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4146177B2 publication Critical patent/JP4146177B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively correct or reduce pitch irregularities due to low frequency components. <P>SOLUTION: In an optical scanning device for deflecting a light beam from a light source means by a deflecting means 100, image-forming the deflected light beam on a photosensitive drum 111 by image forming means 109 and 110 and optically scanning the photosensitive drum 111, an optical axis deflecting means 107 for finely vibrating the light beam in a sub scanning direction slowly compared to the cycle of optical scanning is provided in an optical path from the light source means to the deflecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。
【0002】
この発明の光走査装置は、デジタル複写機やレーザプリンタ、レーザプロッタやファクシミリ装置等の書込系として好適に実施でき、この発明の画像形成装置は特に、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置として好適に実施できる。
【0003】
【従来の技術】
カールソンプロセスを用いる画像形成装置においては一般に、感光体ドラムの回転に従って潜像形成、現像、転写が行われるが、感光体ドラム回転軸の偏心や「感光体ドラム駆動モータ」の回転速度変動により潜像形成から転写までの時間が刻々と変動し、転写された画像の副走査方向の「各光走査で書き込まれた画像の間隔(走査線ピッチ)」であるピッチにむらが生じ、濃度むらが発生する。
【0004】
また、複数の感光体ドラムを転写体の移動方向に配列して、各感光体ドラム上の「互いに色の異なる画像」を順次転写体上に転写して重ね合わせ、多色あるいはカラーの画像を得る所謂タンデム式の画像形成装置では、上記ピッチむらに起因して、互いに重ね合せられるトナー画像相互の位置ずれにより、色ずれや色変わりが生じ、画像品質を劣化させる。
【0005】
また、転写部においても「転写体」である転写ベルトや搬送ベルトの移動速度変動により同様にピッチむらが生じ、上記濃度むら、色ずれ、色変わりの原因となる。この場合のピッチむらは、主に転写紙を搬送する搬送ベルトや転写ベルトを駆動する駆動ローラの偏心や回転速度変動が要因とされている。
【0006】
従って、上記濃度むらや色ずれ、色変わりを解消するには、感光体ドラム回転軸の偏心や、感光体ベルト駆動モータの回転速度変動、転写ベルトや搬送ベルトを駆動する駆動ローラの偏心や回転速度変動をなくせば良いわけであるが、加工限界や動力伝達系での負荷変動を完全になくすことは不可能であり、上記偏心や回転速度変動を0に抑えることはできない。
【0007】
また、上記タンデム式のカラー画像形成装置の場合には、各感光体ドラムに潜像を形成する光走査装置相互においても、各色の潜像同士のレジストを正確に合わせなければ「色ずれや色変わり」の原因となるし、各光走査装置により書き込まれる走査線の傾きが互いに異なったり、走査線の曲がりの程度が異なったりするとやはり色ずれや色変わりが生じてしまう。
【0008】
感光体ドラムの回転むらの影響を除去する方法としては、感光体ドラムへの潜像形成から転写に至る時間を「回転むらの周期の整数倍」とすることにより、周期的に変化する潜像形成時の位置ずれ量と転写時の位置ずれ量の位相を合わせてキャンセルする方法が提案されている(特公平8−14731号公報)。
【0009】
また、ピッチむらが周期的に生じることに着目し、ピッチむらを検出して感光体ドラムの回転に対応して補正ミラーを移動し、光走査位置をアクティブ制御する方法も提案されている(特開平10−197810号公報)。
【0010】
画像上に生じるピッチむらは、感光体ドラムや転写ベルト、搬送ベルトの駆動ローラ等の回転むらに起因する「低周波成分」と、駆動伝達系における歯車の噛み合い等による「高周波成分」との合成により生じるが、画像品質に対する要求の高まりに伴い高精度な歯車が用いられるようになり、画像劣化に直接影響する感光体ドラムや転写ベルトは伝達系の「ガタ」を避けダイレクト駆動するようになってきている。また、フライホイールにより慣性力を増やすことで、高周波成分については低減されてきている。
【0011】
しかし、「部品の加工精度に伴う偏心や組み立てのばらつき」に伴う負荷変動等を要因とする低周波成分の影響は避けられず、これを如何に抑えるかが重要になってきている。
【0012】
特に「タンデム式のカラー画像形成装置」では、トナー画像転写タイミングの変動による副走査方向のピッチむら周期の位相や振幅が、各画像で異なるため、上述の方法では、各画像間のドット位置を確実に合わせることができなかった。
【0013】
また、潜像同士のレジストを合わせるのに、従来から、レジストのずれを転写体に記録された画像により検出し、副走査位置に関しては書き出しのタイミングを可変することで調整を行っている。
【0014】
走査線の「曲がりや傾き」に対しては、光路中に配備した反射ミラーを湾曲させたり、反射ミラーを転写面と平行な面内で傾ける補正方法(特許第3049606号)、結像光学系を構成する一部のレンズの光軸高さを変えたり(特開平11−64758号公報)、レンズ自体を強制的に湾曲させたり(特開平10−268217号公報)、結像光学系を構成する一部のレンズを光軸の周りに回転させたり(特開平11−153765号公報)する補正方法が知られている。
【0015】
近年、光走査装置の結像手段の一部として、樹脂成形によるレンズが搭載されるようになってきている。樹脂成形によるレンズは、複雑な曲面形状が自在に形成でき、低コストであるメリットを有するが、走査線の傾きや曲がりを初期において調整したとしても、環境温度等の変化によるレンズ自体の変形が原因して走査線の曲がりや傾きが発生するといった問題を有する。
【0016】
特に、偏向手段から離れた位置に配置される樹脂製のレンズは「主走査方向に長尺」となるため剛性が低くなりがちで、副走査方向の一方の面を当接して姿勢を保持するといった従来の方法では、レンズ取付部の寸法誤差により「反りやねじれ等の応力がかかった状態」で保持され、レンズ自体が歪む問題がある。
【0017】
樹脂製のレンズを特開平10−268217号公報記載のように「強制的に湾曲」させて走査線の曲がりを無理に補正しようとすると、応力集中によりレンズ面の曲面形状が歪む問題があり、特開平11−64758号公報記載の方法のように、副走査方向の光軸を中心に分布するレンズの内部屈折率に対して光ビームを偏って通過させると、感光体ドラム面におけるビームスポット径が不均一になる等の不具合を生じる。
【0018】
また、樹脂製のレンズを保持する基体と外気とは伝熱性が異なるため、基体に当接されている副走査方向の取付面と外気にさらされている反対面とに温度差を生じ、経時的にレンズ自体が歪んで曲がりが発生するという問題があった。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述したところに鑑み「主として前記低周波成分に起因するピッチむら」を有効に補正・軽減することを課題とする。
【0020】
この発明はまた、タンデム式のカラー画像形成装置において、各画像形成ステーションで生じる周期的なピッチむらを効果的に補正し、色ずれや色変わりのない良好なカラー画像を実現することを課題とする。
【0021】
この発明はさらに、結像手段に含まれる樹脂成形レンズによってもたらされる走査線の曲がりや傾きを低減し、色ずれや色変わりのない良好なカラー画像を実現することを課題とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の光走査装置は「光源手段からの光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された光ビームを結像手段により感光体ドラム上に結像し、感光体ドラムを光走査する光走査装置」であって、以下の点を特徴とする。
【0023】
即ち、光源手段から偏向手段に至る光路中に「光軸偏向手段」を設け、光ビームを副走査方向に、光走査の周期に比してゆっくりと微小振動させる。
【0024】
このように光ビームを光軸偏向手段で偏向させることにより、光走査による走査線の位置を副走査方向に移動させることができ、感光体ドラムの回転むらの周期に合わせて上記偏向を行うことにより、走査線ピッチのむらを有効に補正・軽減することができる。
【0025】
また、光軸偏向手段による光ビームの偏向は、光走査の周期に比してゆっくりであるため、光ビームの偏向が「走査線を傾けたり曲げたりする」ことはない。
【0026】
光軸偏向手段は「副走査方向に揺動する振動モードを有する可動ミラー」であることができ(請求項2)、この可動ミラーは「複数の振動モード」を有することもできる(請求項3)。
【0027】
上記請求項1〜3の任意の1に記載の光走査装置において用いられる光軸偏向手段は「振動の位相を調節する位相可変手段」を備えることができ(請求項4)、請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置において用いられる光軸偏向手段は「振動の振幅を調節する振幅可変手段」を備えることができる(請求項5)。
【0028】
上記請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装置における光源手段は、「複数の発光源を有し、光走査による画像記録を開始する副走査方向の先頭ラインを光走査する光ビームの発光源を切り換える選択手段を備える」ことができる(請求項6)。
【0029】
請求項7記載の画像形成装置は「光源手段からの光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された光ビームを結像手段により感光体ドラム上に結像し、感光体ドラムを光走査して潜像を形成し、潜像を現像して得られる画像を感光体ドラム上から転写体へ転写する方式の画像形成装置」であって、以下の特徴を有する。
【0030】
即ち、光源手段が複数の発光源を有し、(マルチビーム走査方式による)光走査による感光体ドラムへの書き込み位置から転写体への転写位置へ感光体ドラムが回転する時間に応じて、「画像記録を開始する副走査方向の先頭ラインを光走査する光ビーム」の発光源を切り換える選択手段を有する。
【0031】
請求項8記載の画像形成装置は「光源手段からの光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された光ビームを結像手段により感光体ドラム上に結像し、感光体ドラムを光走査して潜像を形成し、潜像を現像して得られる画像を感光体ドラム上から転写体へ転写する方式の画像形成装置」であって、以下の特徴を有する。
【0032】
即ち、光走査による感光体ドラムへの書き込み位置から転写体への転写位置へ感光体ドラムが回転する時間を、同一画像記録プロセス内で微小変動させる。
【0033】
上記請求項7または8記載の画像形成装置においては「光走査による感光体ドラムへの書き込み位置を、感光体ドラムの回転周期に対応する周波数で副走査方向に振動させる」ことができる(請求項9)。この振動は、前記光軸偏向手段により行うことができる。
【0034】
請求項9記載の画像形成装置においては「感光体ドラム中心と感光体ドラムの回転軸との偏心量に応じて、書き込み位置の副走査方向の振動の振幅を変化させる」ことができる(請求項10)。このような振幅の可変は、請求項5記載の振幅可変手段を用いて行うことができる。
【0035】
請求項9記載の画像形成装置においてはまた「感光体ドラムの回転方向における基準位置を検出する検出手段を備え、この検出手段による検出信号に同期して、書き込み位置の副走査方向における振動の位相を制御する」ことができる(請求項11)。このような位相の制御は、請求項4記載の位相可変手段を用いて行うことができる。
【0036】
請求項7または8記載の画像形成装置においては、光走査による感光体ドラムへの書き込み位置を、転写体を移動させる駆動軸の回転周期に対応する周波数で、副走査方向に振動させることができ(請求項12)、この振動は、前記光軸偏向手段により行うことができる。
【0037】
請求項7または8記載の画像形成装置はまた「転写体に転写された画像により、同一画像内で変動する副走査方向のピッチ変動を検出する検出手段」を備えることができ、光走査による感光体ドラムへの書き込み位置を、ピッチ変動に対応した周期で副走査方向に振動させることができる(請求項13)。
【0038】
上記請求項12または13記載の画像形成装置はまた、転写体の「移動方向における基準位置」を検出する検出手段を備えることができ、この検出手段による検出信号に同期して、光走査による感光体ドラムへの書き込み位置の副走査方向における振動の位相を制御することができる(請求項14)。
【0039】
請求項15記載の光走査装置は、「複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行う光走査装置」であって、以下の点を特徴とする。
【0040】
即ち、結像手段の一部を構成する結像素子を「各感光体ドラムに対向する配置位置」に保持する「各結像素子に共通の基体」を有し、この基体が「各感光体ドラムから等距離に形成された当接面」を備え、この当接面内で結像素子の姿勢を保持する。
【0041】
この請求項15記載の光走査装置において「結像手段の一部を構成する結像素子」が、レンズ部と、このレンズ部の主走査方向における両端に形成されて基体の当接面に当接するフランジ部とを備え、レンズ部に「副走査方向における位置規制手段を持たない」ようにすることができる(請求項16)。この場合「結像素子の副走査断面積を、フランジ部において最小」とすることが好ましい(請求項17)。
【0042】
請求項15または16または17記載の光走査装置における結像素子は「射出成形による樹脂レンズ(樹脂製のレンズ)で、各結像素子のゲート部の方向を揃えて配備される」ことが好ましい(請求項18)。
【0043】
請求項15〜18の任意の1に記載の光走査装置は「各結像素子を当接面内で副走査方向に突き当てる位置決め手段を有し、これら位置決め手段による各結像素子の副走査方向の突き当て方向を揃える」ことができる(請求項19)。
【0044】
請求項15〜19の任意の1に記載の光走査装置はまた「各結像素子を当接面内で副走査方向に突き当てる位置決め手段」を備え、且つ、突き当て部位を可変とすることができる(請求項20)。
【0045】
請求項21記載の光走査装置は、「複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行う光走査装置」であって、以下の点を特徴とする。
【0046】
即ち、結像手段の一部を構成する結像素子を、各感光体ドラムに対向して配置し、結像素子の副走査方向における少なくとも一方の辺に、主走査方向における引張り応力または圧縮応力を付与する応力発生手段を設け、結像素子の副走査方向における反り量を調整可能とする。
【0047】
この「応力発生手段」は、結像素子と一体的に配備することができる(請求項22)。
【0048】
請求項23記載の画像形成装置は「複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行って潜像を形成し、潜像を現像して得られる画像を各感光体ドラム上から共通の転写体へ順次転写し、転写体に転写された各画像により、各画像のレジストずれを検出手段で検出する方式の画像形成装置」であって、以下の点を特徴とする。
【0049】
即ち、結像手段の一部を構成する結像素子を、各々の感光体ドラムに対向して配置するとともに、検出手段により検出されたレジストずれに基づき、結像素子の副走査方向における傾き量を調整する。
【0050】
請求項24記載の画像形成装置は「複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行って潜像を形成し、潜像を現像して得られる画像を各感光体ドラム上から共通の転写体へ順次転写し、転写体に転写された各画像により、各画像のレジストずれを検出手段で検出する方式の画像形成装置」であって、以下の点を特徴とする。
【0051】
即ち、結像手段の一部を構成する結像素子を、各々の感光体ドラムに対向して配置し、検出手段により検出されたレジストずれに基づき、結像素子の副走査方向における反り量を調整する。
【0052】
勿論、上記請求項15〜22の任意の1に記載された光走査装置は、請求項1における光軸偏向手段を有することができ、この光軸偏向手段は、請求項2、3に記載の「副走査方向に揺動する振動モードを有する可動ミラー」や「複数の振動モードを有する可動ミラー」であることができる。そして、光軸偏向手段は請求項4記載の「振動の位相を調節する位相可変手段」を備えることができ、「振動の振幅を調節する振幅可変手段」を備えることもできる。
【0053】
請求項15〜22の任意の1に記載された光走査装置はまた、その光源装置が請求項6におけると同様「複数の発光源を有し、光走査による画像記録を開始する副走査方向の先頭ラインを光走査する光ビームの発光源を切り換える選択手段を備える」ことができる。
【0054】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明する。
図1は、光走査装置の実施の1形態を示している。図1に示しているのは、図6に「画像形成部」を示すタンデム式のカラー画像形成装置における「1つの感光体ドラムを光走査する部分」である。混乱を避けるため、図1における符号は、図6における符号と異ならせてある。
【0055】
図6に示すタンデム式のカラー画像形成装置の「画像形成部」は、4つの感光体ドラム601、602、603、604を、転写体である転写ベルト605の周面の移動方向に沿って配列し、これら感光体ドラム601〜604に光走査で書き込み形成される静電潜像を互いに異なる色のトナーで可視化し、得られるトナー画像を順次、転写ベルト605に転写し、重ね合せてカラー画像を得、このカラー画像を図示されないシート状記録媒体、例えば、記録紙に転写・定着してカラー画像形成を行う。
【0056】
感光体ドラム601〜605を光走査する光走査装置は「偏向手段」であるポリゴンミラー606が共通化され、ポリゴンミラー606により偏向された光ビームを対応する感光体ドラムに結像させる「結像手段」をなすレンズも、その一部は複数の感光体ドラムに共用されている。
【0057】
光源ユニット607、608はそれぞれ、ポリゴンミラー606の「同じ偏向反射面で偏向される光ビームを発光する2つの半導体レーザ」を対として、同一ユニット内に収容している。なお、図6の実施の形態に関しては後に詳述する。
【0058】
図1を参照すると、図1に示されているのは、例えば、図6の構成において、光源ユニット607からの光ビームにより感光体ドラム602を光走査する部分に相当する。
【0059】
図1において、感光体ドラム111を光走査するための半導体レーザ101と「別の感光体ドラムを露光する半導体レーザ102」とから放射された光ビームは、各々カップリングレンズ103、104により平行光束に変換され、平行四辺形プリズムと台形プリズムとを組合せた合成プリズム105の同じ面から入射する。
【0060】
半導体レーザ101からの光ビームは合成プリズム105(の台形プリズム)をそのまま透過し、半導体レーザ102からの光ビームは平行四辺形プリズムの平行な反射面対で順次反射され、半導体レーザ101からの光ビームに「近接し、副走査方向に所定の間隔をもって射出」する。
【0061】
各光ビームは、シリンダレンズ106の「中心軸から副走査方向に偏心した位置」を通過し、ポリゴンミラー100の偏向反射面位置で「副走査方向に交差する」ように屈折され、可動ミラー107、108によりそれぞれ反射され、ポリゴンミラー100の偏向反射面位置近傍に「主走査方向に長い線像」として結像し、ポリゴンミラー100の等速回転により等角速度的に偏向する光束となる。
以下、感光体ドラム111へ向う光ビームのみを説明する。
【0062】
ポリゴンミラー100により偏向された光ビームは「結像手段」としてのfθレンズ109、トロイダルレンズ110を透過し、これらレンズの作用により感光体ドラム111の感光面上にスポット状に結像し、上記感光面を光走査する。
【0063】
この実施の形態において、fθレンズ109、トロイダルレンズ110は「副走査方向に細幅の短冊状」に成形されている。
【0064】
可動ミラー107は、感光体ドラム111を光走査する光ビームを副走査方向へ偏向させる機能を持ち、当該光ビームに対する「光軸偏向手段」である。
半導体レーザ101、102は「複数の発光源が10数μmピッチでアレイ状に配列されてモノリシックに形成された半導体レーザアレイ」であり、カップリングレンズ103、シリンダレンズ106、fθレンズ109、トロイダルレンズ110による「副走査方向の合成結像倍率:β」を、発光源のピッチ:dに対して、β=p/dとなるように設計することにより、各発光源からの光ビームが感光体ドラム上に形成する光スポットが、記録密度に応じた画素ピッチ:pとなるようになっている。
【0065】
光走査は「マルチビーム走査方式」で行われるが、複数の発光源のうちから適当な1つを、先頭ライン書き込み用に選択できるようになっている。
【0066】
上述したように、半導体レーザ101、102からの光ビームを、ポリゴンミラー近傍で副走査方向に交差させている。このようにすることにより、ポリゴンミラー100により偏向された各半導体レーザからの光ビームを副走査方向へ分離し、別個の感光体ドラムへ向かわせることができる。図1においては、半導体レーザ101からの光ビームが、ポリゴンミラーによる偏向後、2面の折返しミラー112、114により感光体ドラム111に導かれている。
【0067】
図1において、符号113は「同期検知センサ」で、主走査方向の書き込み開始のタイミングをとる。
【0068】
図1において、半導体レーザ102からの光ビームの光路は省略してある。この実施の形態においては、可動ミラー107、108を共通の「可動ミラーモジュール」としているが、各可動ミラーを光ビーム毎に別個に配備してもよい。
【0069】
図2は、図1に符号107、108で示した可動ミラー(図2では符号201、202で示す)を用いた「光軸偏向手段」としての「可動ミラーモジュール」を分解斜視図により示す。
【0070】
可動ミラーモジュール200は、焼結金属等で成形された支持基板201に、副走査方向に並列した第1、第2の可動ミラー202、203が支持され、キャップ状に成形されたカバー205により内部を密閉され、カバー205の開口部に設けられたガラス窓204を介して光ビームの出入が行われる。密閉された内部には「不活性ガス」が封入される。
【0071】
「可動ミラー基板」はSi基板206とSi支持枠207を、絶縁膜を介して接合して構成されている。Si基板206は厚さ:60μmのSi基板からなり、エッチングにより「第1、第2の可動ミラー202、203及び各可動ミラーを軸支するねじり梁208、209の周囲」を切除し、可動ミラー202、203がそれぞれ、ねじり梁208、209により固定枠210に接合された状態となるように形成される。第1及び第2のねじり梁208、209は、主走査方向に互いに平行に配列されている。
【0072】
Si基板206の面内で、ねじり梁208、209に直交する方向における可動ミラー202、203の両端縁部、固定枠210の両端縁部には、櫛歯状の凹凸が互いに噛み合うように形成されている。可動ミラー202、203の表面および固定枠210に形成した上記凹凸部にはAu等による「金属被膜」が蒸着され、各可動ミラー202、203の凹凸部が第1、第2の可動電極、対向する固定枠の凹凸部が第1、第2の固定電極とされる。
【0073】
第1、第2の固定電極に電圧を印加すると、対向する可動電極との間に静電力が生じ、ねじり梁208、209を捩りつつ可動ミラー202、203が個別に微小角回転する。固定電極に周期的にパルス状電圧を印加することにより、各可動ミラー202、203を揺動的に振動させることができる。
【0074】
このとき、ねじり梁208、209を「振動される部分に固有の共振周波数」に合わせた幅と長さに設定すれば共振により振幅を拡大でき、駆動のための印可電流が微小ですむため消費電力を低減できが、感光体ドラム等の回転に伴う振動伝達による共振を防止する上で、上記共振周波数は「上記回転に伴なう振動に対して十分高い共振周波数(200Hz以上)」に設定しておくのが好ましい。
【0075】
逆に、振動伝達に伴う副走査方向のピッチ変動(バンディング)を補正するように共振周波数を設定してもよい。
【0076】
上記のごとく、固定電極・可動電極を櫛歯状とすることにより「外周長をできるだけ長くして電極長をかせぐ」ことができ、低電圧でより大きい静電トルクを得ることができる。
【0077】
Si支持枠207は、厚さ:200μmのSiの基板中央部を開口させ、Si基板206の支持部を固定し、上記開口部が可動ミラー202、203の揺動空間となるようにしている。リード端子212は、絶縁材を介して支持基板201を貫通させて配設され、各固定電極とSi基板206の基板面上で配線されたパッド部213と、リード端子212の上側に突出した端部とをワイヤーボンディングにより結線することで、封止された内外の電気配線がなされる。
【0078】
カバー205は、支持基板201の外周に設けられた段差部にはめ込まれ、光ビームの射出開口にはガラス窓204がカバー内部から接合されている。
【0079】
上記における「可動ミラー」の寸法を、縦:2a、横:2b、厚さ:d、ねじり梁の長さをL、幅をcとし、Siの密度:ρ、材料定数:Gとして、可動ミラーの慣性モーメント、ねじり梁のバネ定数は、それぞれ、
慣性モーメント:I=(4abρd/3)・a
バネ定数:K=(G/2L)・{cd(c+d)/12}
となり、共振周波数:fは、
f=(1/2π)・(K/I)1/2=(1/2π)・{Gcd(c+d)/24LI}1/2
となる。梁の長さ:Lと振れ角:θは比例関係にあるので、Aを定数として
θ=(A/I)f 、
で表され、振れ角:θは慣性モーメント:Iに反比例する。
【0080】
従って、共振周波数:fを高める場合、慣性モーメント:Iを低減しないと振れ角:θが小さくなってしまう。説明中の実施の形態(図2)においては、実施例では可動ミラー202、203の裏側を「肉抜き」して軽量化を図り、慣性モーメント:Iを小さくしている。
【0081】
また、空気の誘電率:ε、電極長さ:H、印加電圧:V、電極間距離:δを用いると、固定電極・可動電極間の静電力:Fは、
電極間の静電力:F=εHV/2δ
となり、Bを定数として、振れ角:θ=B・F/I
と表すことができる。
【0082】
この式から、電極長さ:Hが長いほど振れ角:θが大きくなることが分かる。説明中の実施例では、固定電極・可動電極は櫛歯状とすることにより電極長さ:Hを大きくし、櫛歯数:nに対して2n倍の駆動トルクを得ることができる。
【0083】
可動ミラーの速度:υ、面積:E、可動ミラー周囲の気体の密度:ηを用いると、可動ミラーに作用する気体の粘性抵抗:Pは、Cを定数として、
粘性抵抗:P=C・ηυ・E 、
となる。
【0084】
説明中の実施の形態では、上記の如く「可動ミラーを密閉状態」とし、内部に減圧した不活性気体を封入することにより、上記粘性抵抗の低減を図ると共に、可動ミラーに形成された金属膜の化学変化による変質を防止している。
【0085】
図3(a)には、別の可動ミラーの例を示す。この可動ミラーは「2つの振動モード」を有する(請求項3)。
【0086】
図3(a)に示す可動ミラーは、Si基板306に対してエッチングを行って、可動ミラー303とこれを軸支する第1のねじり梁308、ねじり梁308に連結した可動枠309、この可動枠309を固定枠311に連結する第2のねじり梁310を、固定枠311から図の如く分離して形成してなっている。
【0087】
ねじり梁308、310を挟むようにして、可動ミラー303、可動枠309の両端縁部は櫛歯状に凹凸を形成し、この櫛歯と噛み合うよう対向する可動枠、固定枠側にも凹凸が形成されている。可動ミラー303、可動枠309、固定枠311に形成した凹凸部にはAu等の金属被膜が蒸着され、可動ミラー303両端の凹凸部を第1の可動電極、可動枠309の対応する凹凸部を第1の固定電極、可動枠両端側の凹凸部を第2の可動電極、固定枠311の対応する凹凸部を第2の固定電極とされている。
【0088】
可動ミラー303、可動枠309は、第1、第2の固定電極への電圧印加により対向する可動電極との間に生じる静電力により、ねじり梁308、310をねじることにより個別に微小角回転され、周期的にパルス状電圧を印加することで揺動的に振動する。
【0089】
その際、ねじり梁308、310は同軸に形成されているため、第1、第2の固定電極に「異なる周波数の電圧」を印加すれば、「同方向に2つの振動モードが重なった振幅」で可動ミラー308を揺動させることができる。
【0090】
図3(a)に示す可動ミラーも、図2に示したものと同様に、Siの支持枠に設けられ、支持基板とカバーとにより密閉され、内部を減圧状態として不活性ガスを封入される。電気配線等も図2の場合と同様の方法で行われる。
【0091】
上記各例においては振動ミラーを静電力によって駆動しているが、圧電素子等を用いて駆動することも可能である。
光軸偏向手段としては上記可動ミラーに限らず、光ビームの光軸方向を偏向させ得るものであれば適宜のものを用いて良い。例えば、図3(b)に示すような、LiNOやZnO等によりなる光導波路基板320中に光ビームを入射させ、表面弾性波によって光ビームの光軸を偏向することができる。
【0092】
櫛型電極(トランスデューサ)321により励起される表面弾性波の周波数を調整することにより、光ビームの偏向角度を変化させることができる。符号322、323は各々「光ビームを光導波路基板320に対して入出射させるための回折格子」を示す。
【0093】
説明を先に進めるのに先立ち、ここで、図6に示した(タンデム式のカラー画像形成装置の)画像形成部による画像形成を簡単に説明する。
図6において、光源ユニット607、608から射出した光ビームは、シリンダレンズ609、610を透過し、可動ミラーモジュール611、612(図2に即して説明したのと同様のものである)を介して、ポリゴンミラー606により対向する方向に偏向される。
【0094】
図1に即して説明したように、各光源ユニットからの光ビームは副走査方向に上下2段とされ、2つの光ビームにそれぞれ共通のシリンダレンズ609、610に、その中心軸から対称に副走査方向へ偏心して入射し、ポリゴンミラー606の偏向反射面近傍で副走査方向に交差し、ポリゴンミラー606で同じ方向に偏向される2本の光ビームにそれぞれ共通のfθレンズ613、614を介し、感光体ドラム601には折り返しミラー615、636、感光体ドラム602には折り返しミラー616、617により導かれ、トロイダルレンズ618、619は各々個別に配備している。
【0095】
感光体ドラム303、304へも同様に、それぞれ2枚の折り返しミラーと、光ビーム毎に別個のトロイダルレンズを介して導かれる。図の繁雑を避けるため、感光体ドラム303、304へ偏向光ビームを導光する折り返しミラーとトロイダルレンズへは符号を付していない。
【0096】
各光源ユニット607、608は、前述した複数の半導体レーザ、カップリングレンズ、合成プリズムを保持するホルダと半導体レーザの駆動回路を実装するプリント基板を背面に取り付けた構成としている。光源ユニットは、光ビームを射出する円筒部を中心に回転可能な構成とされ、この部分を回転調整することにより、上下段の各光ビームの書き出し位相を微調整するようになっている。
【0097】
感光体ドラム601、602、603、604は個別的に、モータ621、622、623、624のモータ軸に直接に連結され、モータ621、622、623、624は「共通の周波数」で、図6において時計回りに回転駆動される。
【0098】
転写ベルト605は、駆動ローラ625に連結するモータ626により反時計回りに回転駆動され、従動ローラ627、628により所定の張力を与えられて保持されている。
【0099】
説明中の例では、各感光体ドラムと転写ベルト605との接触位置である「転写位置」相互の間隔は、駆動ローラ625の周長の整数倍に設定され、駆動ローラ625の偏心等で生じる「周期的な速度変動の位相が互いに合う」ようにしている。駆動ローラ625に近接して、転写ベルト605上に形成する「各画像の基準位置を読み取る検出器」が配備される。
【0100】
検出器629は、CCDエリアセンサ631と対物レンズ630とからなり、主走査方向に3組(中央と両端部)が設けられ、基準色(ブラック)のトナー像で形成した所定の検出パターンを拡大して読み取り「主走査・副走査のレジスト位置」を検出するとともに、多色(シアン、マゼンタ、イエロー)のトナー像と比較して「レジストずれ量」として主・副走査方向ののレジスト位置、主走査方向両端側の2箇所の検出差より「走査ラインの傾き」、両端部2箇所の中点と中央部との差により「走査線の曲がり」各々検出する。
【0101】
ピッチ変動を検出する場合には、副走査方向に一定周期で形成した「(図示されない)キャタピラ状パターンの間隔(時間差)」を所定のサンプリング時間で「縞のずれ」として読み取り、周波数解析により、転写ベルト605の移動速度変動の周期と振幅および上記レジスト位置との位相差を検出する。
【0102】
図5は、感光体ドラムDRに対する書き込み位置WRと転写位置TRとの関係を示す。符号Oは感光体ドラムDRの回転中心を示す。回転中心Oは、感光体ドラムDRの中心軸とずれている。書き込み位置WRと転写位置TRとは角度:αをなすように設定されている。
【0103】
従って、感光体ドラムDRの回転中心Oに偏心がなく、回転の各速度が一定であれば、感光体ドラムDRが書き込み位置WRから転写位置TRへ回転する時間:tは一定となる。
【0104】
しかしながら、感光体ドラムDRの「ドラム径のばらつき」や書き込み位置WRのずれにより、時間:tは感光体ドラム毎に異なる。また、感光体ドラムDRの回転中心Oが加工精度により偏心していると、時間:tは個々の感光体ドラムごとに周期的に変化する。
【0105】
この実施の形態では、感光体ドラムDRが書き込み位置WRから転写位置TRへ回転する時間:tのばらつきや周期的変化のうち、「ドラム径のばらつき」や書き込み位置WRのずれに起因する時間:tの変化に対しては、光源ユニットにおける半導体レーザアレイにおける発光源のうちから最適のものを選択して先頭ラインの書き込みを行うことにより補正を行う(請求項6、7)。
【0106】
図7は、光源ユニットにおける半導体レーザアレイが「5つの発光源」を有する場合を示している。符号LD―1〜LD−5は、これら5つの発光源から放射された光ビームが感光体ドラムDR(図5)上の書き込み位置WRに形成する光スポットを示している。このような半導体レーザアレイを用いてマルチビーム走査方式の走査を行うと、1度に走査線5本分を光走査することができる。
【0107】
図7において、Nとあるのは5本の光ビームを同時に偏向させるポリゴンミラーの偏向反射面を意味し、N+1は、この偏向反射面の次ぎの偏向を行う偏向反射面を示している。図の如く、偏向反射面が1面切り換わるごトに、5本の走査線が光走査される。
【0108】
感光体ドラムDR(図5)に書き込み位置WRで書き込みを開始するとき、同一の偏向反射面で偏向される複数の光ビームが形成する光スポットLD−1、LD−2、LD−3、LD−4、LD−5の中から、前述の検出器629(図6)により検出された「基準色のレジスト位置(図7の右側)」との差が最も小さくなる光スポット(図7では光スポットLD−4)を「先頭ラインの書き込み用の光スポット」として選択する。この場合偏向反射面Nによる偏向(書き込み開始)では、光スポットLD―4、LD―5による2走査線が書き込まれ、続く偏向反射面N+1による偏向では走査線5本がマルチビーム走査される。
【0109】
図10は「先頭ライン書き込みの発光源の選択を行うための回路」のブロック図を示す。半導体レーザアレイにおける発光源を表すのに、上記光スポットLD−1〜LD5と同じ符号を用いた。図10に示すように、画像データは前段のマルチプレクサMP1により5ライン毎にバッファメモリM1〜M5に振り分けられて一時保存される。
【0110】
後段のマルチプレクサMP2では、基準位置データに基づき先頭ラインを選択し、出力先の半導体レーザを切り換えて、ポリゴンミラー1面毎の同期信号に同期してバッファメモリM1〜M5の記憶内容を読み出し、書き込み制御部WCTを介して半導体レーザアレイの発光源LD−1〜LD―5を駆動する。このとき、同一の偏向反射面による偏向で書き込まれなかった画像データは、次の偏向反射面による偏向まで保存される。
【0111】
上記のように「基準色のレジスト位置との差が最も小さくなる光スポットを先頭ラインの書き込み用の光スポットとして選択する」ことにより、感光体ドラムのドラム径のばらつきや書き込み位置のずれによる、時間:tの「感光体ドラムごとのばらつき」を良好に補正することができる。
【0112】
その場合、同期検知信号をトリガとして、画像を書き出すまでの主走査方向のタイミングは光走査部毎に上記レジスト位置検出結果に基づき、基準色と各々の画像領域との中央位置が一致するように書込制御部で再設定し、また画像幅(全幅倍率)が合うように、半導体レーザを変調する画周波数を画像幅の変化に対して反比例倍し、分周比によって段階的に決定される最も近い設定値を選択することにより、各画像領域が重なり合うようにする。
【0113】
上述の、副走査方向・主走査方向のレジスト位置の設定は、画像形成ジョブ前の準備期間、あるいはジョブ間の待機期間を利用して、画像形成装置の使用環境に適合するよう定期的に行われる。
【0114】
以下には、感光体ドラムや転写ベルトの回転中心の偏心による時間:tの周期的な変化の補正を説明する。
【0115】
図5における角:γは、感光体ドラムDRの中心軸から見て、書き込み位置WRと回転中心Oとが張る角であり、これを偏心角:γと呼ぶ。上記感光体ドラムや転写ベルトの回転中心の偏心による時間:tの周期的な変化を補正するには、前述の可動ミラーを「感光体ドラムDRの1回転の周期」で、偏心角:γに応じ、可動ミラーの揺動の振幅・位相を上記周期変化の振幅・位相に合わせて微小振動させることにより、時間:tが一定となるように、書き込み位置を周期的に変化させる。
【0116】
感光体ドラムの中心軸が回転軸に対して偏心していると、回転軸から感光面に至る距離:rが、偏心の無い場合のドラム半径:rに対し、偏心量をΔrとしてr±Δrの範囲で変化し、感光体ドラム上の任意の位置に着目すると、この部分は、感光体ドラムが等速回転するとき固有の周速を持つ。そこで、この周速が大きいときには、光走査による光書き込み位置を転写部から離す側(感光体ドラムの回転の上流側)へずらし、逆に周速が小さいときには、書き込み位置を転写部に近い側へずらすことにより、書き込み位置から転写部へ感光体ドラムが回転する時間:tを均一にする(これは、見方を変えれば、書き込み位置を変動させないときには時間的に変動する時間:tを微小変動させて一定化することになる。請求項8)ことができる。
【0117】
書き込み位置を通過するときの感光体ドラムの周速は、感光体ドラムの1回転を周期として周期的に変動するから、図2に示した可動ミラーにより、光ビームを、上記周期に合わせて副走査方向へ偏向し、書き込み位置を、感光体ドラムの周速変化に「位相を合わせて変動させる」ことにより、上記時間:tを一定にできる。このとき、可動ミラーによる光ビームの副走査方向における変動は「光走査の周期に比して十分にゆっくりしている」から、光ビームの副走査方向への偏向による「走査線を曲がりや傾き」は極めて小さく、実際上無視できる。
【0118】
図8(1)は「画像上における副走査方向の記録ピッチ変動」の1例を示す。この変動は、感光体ドラムの1回転周期で生じる「大きなうねり(2)」と、転写ベルトの駆動ローラの1回転周期で生じる「小さなうねり(3)」とを合成したものである。
【0119】
上に説明したのは、上記「大きなうねり」を、図2に示した可動ミラーによる「光ビームの副走査方向における周期的な偏向」で補正する場合であるが、図8(1)のように、「2つの振動モードが重複」して記録ピッチが変動する場合には、図3(a)に示した可動ミラーを用い、可動枠309を「大きなうねり」にあわせて振動させ、可動ミラー303を振動を「小さなうねり」に合わせて振動させることにより、書き込み位置を副走査方向に、図8(1)に示すような「うねり」に合わせて確実に変位させることができ、図8(1)の「うねり」の存在に拘わらず、時間:tを一定にする事ができる。
【0120】
上に説明したように、振動モードの異なる2つの「うねり」のうち、振幅の大きい方(図8(2))のみに着目した周期で、可動ミラーを振動させても、転写位置においてピッチ変動が相殺されるように振幅と位相を揃えてやれば、時間:tの周期的変動によるピッチむらを有効に軽減できる。
【0121】
上述のピッチ変動は、駆動伝達系のもつ画像形成装置に固有の特性であるから、初期調整の段階で、各転写位置におけるピッチ変動が相殺されるように振幅と位相を揃えてやれば、有効に低減できる。
【0122】
図8には「一定の周期で速度変動が生じている場合」を示したが、画像形成過程における負荷変動等により途中で単発的に周期が変化する速度変動に対しても、発生時期にタイミングを合わせて可動ミラーを傾ければ、同様に補正することができる。
【0123】
図9は「可動ミラーの駆動回路」を示すブロック図である。図2に示す可動ミラーの各電極94に供給される電圧は、各々基準クロックを基に、パルス幅形成部91で可動ミラーの揺動周期に応じたパルス列を生成する。
【0124】
PLL回路92において、感光体ドラムの駆動モータのエンコーダや、転写ベルト上に描かれたレジストマークの検出等から発生される感光体ドラム回転方向の基準位置検出信号に対し、上記パルス列の位相が合わせられる(請求項4)。ゲイン調整部93では、速度変動量(感光体ドラム周面の、書き込み部における速度変動量)に応じて可動ミラーの揺動の振幅を設定し(請求項5)電極94に印加する。
【0125】
パルス幅生成部91では、刻々変化する周波数のパルス列や、単発的に生じるパルスを生成することができ、補正データに応じて可動ミラーの振動周期を変更できる。
【0126】
ここで、図6に即して、結像手段につき説明を若干補足すると、fθレンズ613、614は「ガラス研磨による球面レンズに非球面成分を樹脂成形により貼り合わせたハイブリッドレンズ」とし、トロイダルレンズ618、619は射出成形により形成されている。
【0127】
各感光体ドラム601〜604に対応して設けられたトロイダルレンズは、何れもトロイダルレンズ618と同じものであるので、トロイダルレンズ618を例にとって説明すると、トロダルレンズ618は、レンズ部632とそれを囲うように形成された箱状のリブ部634、主走査方向(長手方向)の両端から突出したフランジ部633が一体的に形成され、フランジ部633の一端には成形時に樹脂を注入したゲート部635が設けられている。
【0128】
トロイダルレンズは長尺であるため、「成形時のくせ」例えば、射出成形後の部分的な冷却時間差により、一様に反りを有する。感光体ドラム601〜604に対応して設けられた4つのトロイダルレンズ618、619等は「各レンズのゲート部の向きを揃え、各トロイダルレンズの反りが同じ向きになる」ように配置している(請求項18)。このようにすれば、トロイダルレンズの反りによる走査線の曲がりの向きを、各感光体ドラムに対して揃えることができる。
【0129】
フランジ部633は薄板状で、リブ部634で補強されたレンズ部632に比べ副走査断面係数を低くし、ねじり応力がかかってもこのフランジ部分で吸収されるようにしている(請求項17)。このようにして、トロイダルレンズのレンズ部自体が捩り応力で大きくねじれるのを防止することができる。
【0130】
以下、図12を参照して「走査線の傾きの補正」を説明する。
図12においては、図6において符号618を付したトロイダルレンズを、符号1201で示している。
例えば、感光体ドラム601の光走査による走査線に「傾き」が生じる場合、この傾きは、トロイダルレンズ1201を「光軸と直交する面内に当接」した状態において、光軸の回りに回転調整することによって補正する。
【0131】
各トロイダルレンズ1201等は、図12に示すように各感光体ドラム601〜604に対向して、(トロイダルレンズに共通の「基体(請求項15)」である)ハウジング底面1200に、光軸方向および副走査方向を揃えて配置され、主走査方向の中央部において感光体ドラム側に突出する突起1211を、ハウジング底面1200側の凹部1213に係合させて主走査方向(長手方向)を位置決めされる。
【0132】
トロイダルレンズ1201等は、両端のフランジ部1202の「一方の側面」に当接するように配備された偏心カム1204、1205に、第1の板ばね1215によって押し付けられて副走査方向を位置決めされ(請求項19)、下面をハウジング基準面1212に第2の板ばね1214によって押圧されて光軸方向を位置決めされて保持される。
【0133】
一方の偏心カム1205は基準用として調整状態でネジ固定され、他方の偏心カム1204は調整用で、斜歯ギヤ対1206を介してパルスモータ1207で回転可能としている。これにより、トロイダルレンズ1201等は、フランジ部下面をハウジング基準面1212に当接した状態で、副走査方向の位置を基準用の偏心カム1205で光ビームの走査位置に合わせて初期設定し、傾きを調整用の偏心カム1204で調整し(請求項20)、光走査部間のずれや感光体ドラムの軸傾き等による副走査傾きを転写ベルト上での記録画像より検出し、経時的にも補正できるようにしている。
【0134】
なお、説明中の例では、ブラック画像を基準に多色を合わせるため、ブラック画像を書き込む光走査装置において、トロイダルレンズ1201(感光体ドラム601に対応する)に当接する偏心カムはいずれもネジ固定としている。
【0135】
基準用の偏心カム1205を、調整用カム1204と同様にパルスモータを配備して回転可能とすることにより、前述した「副走査方向のレジスト位置」の補正に用いることもできる。
【0136】
図13を参照して「走査ラインの曲がり」の補正を説明する。
図6の画像形成装置では前述したように、同一の偏向反射面に入射して、異なる感光体ドラムを光走査するように偏向される光ビームは、副走査方向において偏向反射面位置で交差させられるので、これらはポリゴンミラーの回転軸に直交する平面に対して傾いており、そのため、走査線の軌跡は直線にならず、中央から周辺にいくに従って副走査方向へ曲がる。
【0137】
走査線の曲がりはまた、結像手段を成すfθレンズ・トロイダルレンズ同士の軸ずれ等によっても生じる。説明中の例では、走査線の曲がりを「トロイダルレンズ1201等を、走査線の曲がりと逆向きに湾曲させる」ことにより、感光体ドラム上では走査線が直線となるように補正する。
【0138】
図13、図14を参照し、トロイダルレンズ1201を例にとって説明する。図14(a)に示すように、トロイダルレンズ1201は両端のフランジ部1202(括弧内の数字は、図6における符号に対応する)でハウジング基準面1212に支持され、図14(b)に断面図として示すように「レンズ部には、副走査方向に何ら規制個所を持たない保持方式」としている(請求項16)。
【0139】
図13に示すように、トロイダルレンズ1201のリブ部の一方に、アーチ状に湾曲した形状記憶金属板1208の両端が接合されている。
図12に示すように、形状記憶金属板1208の外面に薄膜抵抗1209が貼り付けられ、薄膜抵抗1209への通電電流を制御することにより、形状記憶金属板1208の温度を変化させることができるようになっている。形状記憶金属板1208は「温度によって任意に曲率を変化させる」ことができ、この曲率変化による伸び縮みの応力をトロイダルレンズ1201に主走査方向へ作用させることによりトロイダルレンズ1201の湾曲量を調整できる。
【0140】
即ち、形状記憶金属板1208が伸びれば(縮めば)、トロイダルレンズ1201は形状記憶金属板1208側に凸(凹)となるように反る。予め低温時にいずれかの方向に応力がかかるよう形状記憶金属板1208の曲率を記憶させておけば、常温より低い場合にも、その副走査方向の焦線を感光体上での走査ラインの曲がりを相殺するように湾曲させて補正できる。
【0141】
即ち、形状記憶金属板1208と薄膜抵抗1209とは「応力発生手段(請求項21)を構成する。
【0142】
仮に、環境温度変化によって走査ラインの曲がりが生じる向きが一様であれば、トロイダルレンズ1201等が反る方向を、それに合わせてあらかじめ設定しておくこともでき、薄膜抵抗を用いずに有効に反りによる曲がりを低減することもできる。
【0143】
また、トロイダルレンズ1201等の副走査方向におけるリブ部の両外面に形状記憶金属板を設け、これら形状記憶金属板両者のバランスにより走査ラインの曲がりを相殺することもできる。
【0144】
上記と同様な構成で、アーチ状の板材(この場合は形状記憶金属板である必要はない)に圧電素子を貼り付けて曲率を伸び縮みさせてもよく、トロイダルレンズの主走査方向における少なくとも任意の2点間に引っ張り、または圧縮応力がかかるようにすれば、走査線曲がりを補正する効果は上記と同様である。
【0145】
図11は、上に説明した画像形成部を搭載した画像形成装置の1例を示す。 この図においては、図6における4個の感光体ドラム601〜604を、まとめて符号901で示す。
【0146】
図11における左端の感光体ドラム901(ブラック画像を書き込まれる感光体ドラム)を例にとって説明すると、感光体ドラム901の周囲には感光体ドラム901を高圧帯電させる帯電チャージャ902、光走査装置900により書き込まれた静電潜像に「帯電したトナー」を付着させて顕像化する現像ローラ903、現像ローラ903にトナーを補給するトナーカートリッジ904、転写後の感光体ドラムに残留するトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース905が配置される。
【0147】
感光体ドラム901へは上述の如く、ポリゴンミラーにおける偏向反射面1面あたりの走査により複数ライン、説明中の例では5ラインが同時にマルチビーム方式で光走査され画像の書き込みが行われる。
【0148】
4個の感光体ドラム901とその周辺機器は、転写ベルト906の移動方向に併設され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が転写ベルト906上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像を形成する。
【0149】
カラー画像を転写・定着される記録紙(シート上の記録媒体)は、給紙トレイ907から給紙コロ908により給紙され、レジストローラ対909により記録開始のタイミングに合わせて送りだされ、転写ベルト906上からカラー画像を転写され、定着ローラ910でカラー画像を定着され、排紙ローラ912により排紙トレイ911上に排出される。
【0150】
上に説明した例では、図6に示したように、転写ベルト605上に記録された画像からレジストずれを検出し、検出結果に基づき、先頭ラインを書き込む光ビームを放射する発光源の選択を行ったが、これに限らず、例えば「光走査装置内で光ビームの副走査方向の位置を検出」して先頭ライン用の発光源を選択してもよい。
【0151】
光ビームの副走査方向の位置を検出するための「センサ部」を、図12に符号400で示す。センサ部400は、感光体ドラムごとに設けられているが、構成は何れも同じである。このセンサ部を図4に示す。
【0152】
センサ部は「1方向に長い線状の受光面」を持つ2つのピンフォトダイオード401、402を有する。ピンフォトダイオード401は受光面の長手方向を副走査方向に平行に設けられ、ピンフォトダイオード402は受光面の長手方向を副走査方向に対して傾けて設けられている。センサ部は感光体ドラムごとに設けられ、図12に示すように共通の基板403に実装され、トロイダルレンズ1201等から感光体ドラム601等に至る光路中の「書込領域外」に配備される。基板403は、前述したトロイダルレンズ1201等の傾き調整における基準側のハウジング底面1200の下側面にネジ406で固定される。
【0153】
図4に戻ると、各光スポットLD−1、LD−2、LD−3、LD−4、LD−5は、副走査方向(図の上下方向)に「所定ピッチずつ離れて走査される」ため、ピンフォトダイオード401、402間の検出時間差:t1〜t5は各々異なり、副走査位置がずれるとこの時間が一様に伸び縮みする。
【0154】
従って、予め設定した時間差:tに最も近い光スポットを形成する光ビームを放射する発光源を選択することによって、先頭ラインの位置ずれを最小限にでき、書き込み部間隔を維持できる。上記センサ部を主走査方向の両端に設け、副走査方向の位置ずれの検出と共に、走査線の傾きを検出するようにしてもよい。
【0155】
ところで、光走査装置の光学素子が保持されるハウジングは、アルミダイキャスト等の「比較的熱膨張係数が大きい材質」で形成されることが多く、このためハウジングの温度が上昇すると、図15に示すように、両端の締結部1218を支点として、ハウジング底面1200が反る。
【0156】
このようにハウジング底面1200が反ると、ハウジング底面1200に植設されて折り返しミラー112、114(図6において615、636)を支持する支柱1216、1217等も倒れを生じ反射角度がずれる。しかしながら、このとき、折り返しミラー112、114は互いに反射面が対向しているので、上の如く反射角度がずれても、そのずれの向きが、折り返しミラー112と114で互いに逆になって相殺し合うので、上記ハウジング底面1200の反りに起因する光ビーム到達位置の変動を有効に軽減することができる。
【0157】
もっとも、光ビームの到達位置のずれは走査線の副走査方向のずれとして検出できるから、折り返しミラーを上記のように構成しなければならないというわけではなく、ポリゴンミラーにより偏向される光ビームを、それぞれ1枚の折り返しミラーによりトロイダルレンズに導光するようにしても良い。
【0158】
また、上に説明した例では、トロイダルレンズの凸側の面を感光体ドラム側に向けたが、凹側を感光体ドラム側に向けることも可能である。
【0159】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光走査装置および画像形成装置を実現できる。この発明の光走査装置は、上記の如く、低周波成分による走査線ピッチの周期的な変動や、カラー画像形成を行う場合のレジストずれ、あるいは走査線の曲がりや傾きを有効に補正でき、良好な画像書き込みを実現できる。
【0160】
このような光走査装置を用いるこの発明の画像形成装置は、従って、走査線ピッチむらに起因する画像の濃度むらや、カラー画像形成のおける色ずれ、色変わり等を有効に軽減して良好な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光走査装置の実施の1形態(図6に示す画像形成部における1個の感光体ドラムを光走査する部分を示す)を示す図である。
【図2】光軸偏向手段としての可能ミラーを説明するための図である。
【図3】光軸偏向手段の別例を2例示す図である。
【図4】走査線の副走査方向のずれを検出するセンサ部を説明するための図である。
【図5】感光体ドラムに対する書き込み位置と転写位置の関係を説明するための図である。
【図6】画像形成装置の実施の1形態における画像形成部を示す図である。
【図7】請求項7記載の発明を説明するための図である。
【図8】請求項1記載の発明を説明するための図である。
【図9】可動ミラーを駆動する回路のブロック図である。
【図10】半導体レーザアレイの発光源を選択する回路のブロック図である。
【図11】画像形成装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図12】走査線の傾きの補正を説明するための図である。
【図13】走査線曲がりの補正を説明するための図である。
【図14】結像手段におけるトロイダルレンズの保持状態を説明するための図である。
【図15】光走査装置におけるハウジング底面の反りとその影響を説明するための図である。
【符号の説明】
101   半導体レーザアレイ
106   シリンダレンズ
107、108   光軸偏向手段
100   ポリゴンミラー
109   fθレンズ
110   トロイダルレンズ
112、114   折り返しミラー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device and an image forming device.
[0002]
The optical scanning device of the present invention can be suitably implemented as a writing system of a digital copying machine, a laser printer, a laser plotter, a facsimile device, and the like. The present invention can be suitably implemented as a multicolor image forming apparatus for forming an image.
[0003]
[Prior art]
Generally, in an image forming apparatus using the Carlson process, latent image formation, development, and transfer are performed in accordance with the rotation of the photosensitive drum, but the latent image is formed by eccentricity of the photosensitive drum rotation shaft and rotation speed fluctuation of the “photosensitive drum drive motor”. The time from image formation to transfer fluctuates every moment, causing unevenness in the pitch, which is the “interval (scanning line pitch) between images written in each optical scan”, in the sub-scanning direction of the transferred image, resulting in uneven density. appear.
[0004]
In addition, a plurality of photosensitive drums are arranged in the moving direction of the transfer body, and “images having different colors” on each photosensitive drum are sequentially transferred onto the transfer body and superimposed to form a multicolor or color image. In a so-called tandem-type image forming apparatus to be obtained, a color shift or a color change occurs due to a positional shift between toner images superimposed on each other due to the pitch unevenness, thereby deteriorating image quality.
[0005]
Also, in the transfer section, pitch unevenness similarly occurs due to fluctuations in the moving speed of the transfer belt or the transport belt as the “transfer body”, which causes the above-mentioned uneven density, color shift, and color change. The pitch unevenness in this case is mainly caused by the eccentricity and the rotational speed fluctuation of the transport belt that transports the transfer paper and the drive roller that drives the transfer belt.
[0006]
Therefore, in order to eliminate the density unevenness, the color shift, and the color change, the eccentricity of the photosensitive drum rotating shaft, the rotational speed fluctuation of the photosensitive belt drive motor, the eccentricity and the rotational speed of the drive roller for driving the transfer belt and the conveyance belt, and the like. Although it is only necessary to eliminate the fluctuation, it is impossible to completely eliminate the processing limit and the load fluctuation in the power transmission system, and the eccentricity and the rotation speed fluctuation cannot be suppressed to zero.
[0007]
Further, in the case of the tandem type color image forming apparatus described above, even if the optical scanning devices that form a latent image on each photoreceptor drum, if the resists of the latent images of the respective colors are not accurately aligned, the "color shift and color change" may occur. And if the inclinations of the scanning lines written by the respective optical scanning devices are different from each other, or if the degrees of the bending of the scanning lines are different from each other, a color shift or a color change will also occur.
[0008]
As a method of removing the influence of the rotation unevenness of the photosensitive drum, the time from the formation of the latent image on the photosensitive drum to the transfer is set to “an integral multiple of the period of the rotation unevenness” so that the latent image that changes periodically is changed. There has been proposed a method of canceling the phase shift between the position shift amount during formation and the position shift amount during transfer (Japanese Patent Publication No. 8-14731).
[0009]
In addition, attention is paid to the fact that pitch unevenness occurs periodically, and a method of detecting the pitch unevenness, moving a correction mirror in accordance with the rotation of the photosensitive drum, and actively controlling the optical scanning position has been proposed. Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-197810).
[0010]
Pitch unevenness on an image is composed of "low-frequency component" caused by uneven rotation of the photoconductor drum, transfer belt, and drive roller of the conveyor belt, and "high-frequency component" caused by gear meshing in the drive transmission system. However, due to the increasing demand for image quality, high-precision gears have been used, and photoconductor drums and transfer belts, which directly affect image degradation, have been driven directly to avoid "play" in the transmission system. Is coming. In addition, high-frequency components have been reduced by increasing the inertial force with a flywheel.
[0011]
However, the influence of low frequency components due to load fluctuations and the like due to “eccentricity and assembly variation due to part processing accuracy” is inevitable, and it is becoming important how to suppress this.
[0012]
In particular, in the "tandem type color image forming apparatus", the phase and amplitude of the pitch unevenness cycle in the sub-scanning direction due to the fluctuation of the toner image transfer timing are different for each image. I couldn't be sure.
[0013]
Conventionally, in order to match the registration of the latent images, the displacement of the registration is detected by an image recorded on a transfer body, and the sub-scanning position is adjusted by changing the writing start timing.
[0014]
For the "bending and tilting" of the scanning line, a correction method for bending a reflection mirror provided in the optical path or tilting the reflection mirror in a plane parallel to the transfer surface (Japanese Patent No. 3049606), an imaging optical system The height of the optical axis of some of the lenses constituting the optical system is changed (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-64758), the lens itself is forcibly curved (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-268217), and the imaging optical system is configured. There is known a correction method of rotating some of the lenses around the optical axis (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-153765).
[0015]
In recent years, a lens formed by resin molding has come to be mounted as a part of the image forming means of the optical scanning device. A lens formed by resin molding has the advantage of being able to freely form a complicated curved surface shape, and has the advantage of low cost.However, even if the inclination or bending of the scanning line is adjusted at the initial stage, deformation of the lens itself due to changes in environmental temperature etc. There is a problem that the scanning line is bent or tilted due to the cause.
[0016]
In particular, the resin lens disposed at a position distant from the deflecting unit is “long in the main scanning direction” and thus tends to have low rigidity, and holds the posture by abutting one surface in the sub-scanning direction. In such a conventional method, there is a problem in that the lens is held in a "stressed state such as warpage or torsion" due to a dimensional error of the lens mounting portion, and the lens itself is distorted.
[0017]
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-268217, when a resin lens is "forcedly curved" to try to forcibly correct the bending of a scanning line, there is a problem that the curved surface shape of the lens surface is distorted due to stress concentration. As in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-64758, when the light beam is allowed to pass with a bias relative to the internal refractive index of the lens distributed around the optical axis in the sub-scanning direction, the beam spot diameter on the photosensitive drum surface is reduced. Causes problems such as non-uniformity.
[0018]
In addition, since the base holding the resin lens and the outside air have different heat conductivity, a temperature difference is generated between the mounting surface in the sub-scanning direction that is in contact with the base and the opposite surface that is exposed to the outside air. There is a problem that the lens itself is distorted and bent.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, it is an object of the present invention to effectively correct and reduce "pitch unevenness mainly caused by the low frequency component".
[0020]
Another object of the present invention is to provide a tandem-type color image forming apparatus that effectively corrects periodic pitch unevenness generated in each image forming station and realizes a good color image without color shift or color change. .
[0021]
It is still another object of the present invention to reduce bending and inclination of a scanning line caused by a resin-molded lens included in an imaging unit, and to realize a good color image without color shift or color change.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The light scanning device according to claim 1, wherein the light beam from the light source means is deflected by the deflecting means, the deflected light beam is imaged on the photosensitive drum by the image forming means, and the light beam is scanned on the photosensitive drum. Scanning device ", which is characterized by the following points.
[0023]
That is, an "optical axis deflecting means" is provided in the optical path from the light source means to the deflecting means, and the light beam is minutely vibrated slowly in the sub-scanning direction as compared with the period of the optical scanning.
[0024]
By deflecting the light beam by the optical axis deflecting means in this manner, the position of the scanning line by the optical scanning can be moved in the sub-scanning direction, and the above-described deflection is performed in accordance with the period of the rotation unevenness of the photosensitive drum. Thereby, the unevenness of the scanning line pitch can be effectively corrected and reduced.
[0025]
Further, since the deflection of the light beam by the optical axis deflecting means is slower than the period of the optical scanning, the deflection of the light beam does not "tilt or bend the scanning line".
[0026]
The optical axis deflecting means may be a "movable mirror having a vibration mode swinging in the sub-scanning direction" (claim 2), and the movable mirror may have "a plurality of vibration modes" (claim 3). ).
[0027]
The optical axis deflecting means used in the optical scanning device according to any one of claims 1 to 3 can include "phase variable means for adjusting the phase of vibration" (claim 4). The optical axis deflecting means used in the optical scanning device according to any one of the items (4) to (11) can include "amplitude variable means for adjusting the amplitude of vibration".
[0028]
The light source means in the optical scanning device according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a light beam that has a plurality of light emitting sources and optically scans a first line in a sub-scanning direction to start image recording by optical scanning. And a selecting means for switching the light emitting source of the light emitting device. "
[0029]
The image forming apparatus according to claim 7, wherein "the light beam from the light source means is deflected by the deflecting means, the deflected light beam is imaged on the photosensitive drum by the imaging means, and the photosensitive drum is optically scanned. An image forming apparatus that forms a latent image and transfers an image obtained by developing the latent image from a photosensitive drum onto a transfer body, and has the following features.
[0030]
That is, the light source means has a plurality of light emitting sources, and according to the time during which the photosensitive drum rotates from the writing position on the photosensitive drum by optical scanning (by the multi-beam scanning method) to the transfer position on the transfer body, " A light beam for optically scanning the first line in the sub-scanning direction for starting image recording.
[0031]
The image forming apparatus according to claim 8, wherein "the light beam from the light source means is deflected by the deflecting means, the deflected light beam is imaged on the photosensitive drum by the imaging means, and the photosensitive drum is optically scanned. An image forming apparatus that forms a latent image and transfers an image obtained by developing the latent image from a photosensitive drum onto a transfer body, and has the following features.
[0032]
That is, the time required for the photosensitive drum to rotate from the writing position on the photosensitive drum by optical scanning to the transfer position on the transfer member is slightly changed within the same image recording process.
[0033]
In the image forming apparatus according to the seventh or eighth aspect, it is possible to "vibrate the writing position on the photosensitive drum by optical scanning in the sub-scanning direction at a frequency corresponding to the rotation cycle of the photosensitive drum". 9). This vibration can be performed by the optical axis deflecting means.
[0034]
In the image forming apparatus according to the ninth aspect, it is possible to "change the amplitude of the vibration of the writing position in the sub-scanning direction according to the amount of eccentricity between the center of the photosensitive drum and the rotation axis of the photosensitive drum". 10). Such variation of the amplitude can be performed using the amplitude varying means according to the fifth aspect.
[0035]
The image forming apparatus according to the ninth aspect further comprises a detecting means for detecting a reference position in the rotation direction of the photosensitive drum, and the phase of the vibration of the writing position in the sub-scanning direction is synchronized with the detection signal from the detecting means. Is controlled ”(claim 11). Such control of the phase can be performed by using the phase changing means according to the fourth aspect.
[0036]
In the image forming apparatus according to the seventh or eighth aspect, the writing position on the photosensitive drum by optical scanning can be vibrated in the sub-scanning direction at a frequency corresponding to the rotation cycle of the drive shaft for moving the transfer body. (Claim 12) This vibration can be performed by the optical axis deflecting means.
[0037]
The image forming apparatus according to claim 7 or 8 can further include "detecting means for detecting a pitch change in the sub-scanning direction which fluctuates in the same image based on the image transferred to the transfer body". The writing position on the body drum can be vibrated in the sub-scanning direction at a cycle corresponding to the pitch variation.
[0038]
The image forming apparatus according to the twelfth or thirteenth aspect may further include a detecting means for detecting a "reference position in the moving direction" of the transfer body. It is possible to control the phase of the vibration in the sub-scanning direction of the writing position on the body drum (claim 14).
[0039]
The optical scanning device according to claim 15, wherein "the light beams from the plurality of light source means are deflected by the deflecting means, and the deflected light beams are applied to the photosensitive drum corresponding to the respective light beams by the plurality of imaging means. An optical scanning device which forms an image and performs optical scanning on each photosensitive drum at the same time, has the following features.
[0040]
That is, the image forming device has a “substrate common to each image forming element” that holds an image forming element that constitutes a part of the image forming unit at “an arrangement position facing each photoconductor drum”, and the base is “each photoconductor”. A contact surface formed equidistant from the drum, and holds the attitude of the imaging element within the contact surface.
[0041]
In the optical scanning device according to the fifteenth aspect, the "imaging elements forming a part of the imaging means" are formed at both ends of the lens portion in the main scanning direction and contact the contact surface of the base. The lens unit may be provided with a flange portion that comes into contact with the lens unit, and the lens unit does not have a position regulating unit in the sub-scanning direction. In this case, it is preferable that “the cross-sectional area of the imaging element in the sub-scanning direction be the smallest at the flange portion”.
[0042]
It is preferable that the imaging element in the optical scanning device according to claim 15, 16, or 17 is “a resin lens (resin lens) formed by injection molding and arranged with the gate portions of the imaging elements aligned in the same direction”. (Claim 18).
[0043]
The optical scanning device according to any one of claims 15 to 18, further comprising "a positioning unit for abutting each imaging element in a sub-scanning direction within a contact surface, and a sub-scanning of each imaging element by the positioning unit." Direction can be aligned "(claim 19).
[0044]
The optical scanning device according to any one of claims 15 to 19, further comprising "positioning means for abutting each imaging element in the sub-scanning direction within the contact surface", and making the abutting portion variable. (Claim 20).
[0045]
An optical scanning device according to claim 21, wherein each of the light beams from the plurality of light source means is deflected by the deflecting means, and each of the deflected light beams is applied to the photosensitive drum corresponding to each of the light beams by the plurality of imaging means. An optical scanning device which forms an image and performs optical scanning on each photosensitive drum at the same time, has the following features.
[0046]
That is, an image forming element constituting a part of the image forming means is arranged to face each photosensitive drum, and at least one side of the image forming element in the sub-scanning direction has a tensile stress or a compressive stress in the main scanning direction. Is provided, and the amount of warpage of the imaging element in the sub-scanning direction can be adjusted.
[0047]
This "stress generating means" can be provided integrally with the imaging element (claim 22).
[0048]
An image forming apparatus according to claim 23, wherein "the light beams from the plurality of light source means are deflected by the deflecting means, and the deflected light beams are formed on the photosensitive drums corresponding to the respective light beams by the plurality of image forming means. The latent image is formed by simultaneously performing optical scanning on each photosensitive drum to form a latent image, and the image obtained by developing the latent image is sequentially transferred from each photosensitive drum to a common transfer body and transferred to the transfer body An image forming apparatus of a type in which a registration error of each image is detected by a detection unit on the basis of each of the obtained images is characterized by the following points.
[0049]
That is, an image forming element constituting a part of the image forming means is arranged to face each photosensitive drum, and the amount of tilt of the image forming element in the sub-scanning direction is determined based on the registration error detected by the detecting means. To adjust.
[0050]
An image forming apparatus according to claim 24, wherein "the light beams from the plurality of light source means are deflected by the deflecting means, and the deflected light beams are formed on the photosensitive drum corresponding to the respective light beams by the plurality of image forming means. The latent image is formed by simultaneously performing optical scanning on each photosensitive drum to form a latent image, and the image obtained by developing the latent image is sequentially transferred from each photosensitive drum to a common transfer body and transferred to the transfer body An image forming apparatus of a type in which a registration error of each image is detected by a detection unit on the basis of each of the obtained images is characterized by the following points.
[0051]
That is, an image forming element constituting a part of the image forming means is arranged to face each photosensitive drum, and the amount of warpage of the image forming element in the sub-scanning direction is determined based on the registration error detected by the detecting means. adjust.
[0052]
Needless to say, the optical scanning device described in any one of claims 15 to 22 can have the optical axis deflecting means in claim 1, and the optical axis deflecting means is described in claims 2 and 3. It may be a “movable mirror having a vibration mode that swings in the sub-scanning direction” or a “movable mirror having a plurality of vibration modes”. The optical axis deflecting means may include the "phase varying means for adjusting the phase of the vibration" according to claim 4 and may include the "variable amplitude means for adjusting the amplitude of the vibration".
[0053]
The light scanning device according to any one of claims 15 to 22 has a light source device similar to that in claim 6, wherein the light scanning device has a plurality of light emitting sources and starts image recording by optical scanning in the sub-scanning direction. And selecting means for switching the light source of the light beam for optically scanning the leading line. "
[0054]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments will be described.
FIG. 1 shows an embodiment of the optical scanning device. FIG. 1 shows a “part that optically scans one photosensitive drum” in a tandem-type color image forming apparatus that shows the “image forming part” in FIG. To avoid confusion, the reference numerals in FIG. 1 are different from those in FIG.
[0055]
The “image forming unit” of the tandem-type color image forming apparatus illustrated in FIG. 6 includes four photosensitive drums 601, 602, 603, and 604 arranged along a moving direction of a peripheral surface of a transfer belt 605 that is a transfer body. Then, the electrostatic latent images written and formed on the photosensitive drums 601 to 604 by optical scanning are visualized with toners of different colors, and the obtained toner images are sequentially transferred to a transfer belt 605 and superimposed to form a color image. Then, the color image is transferred and fixed on a sheet-shaped recording medium (not shown), for example, a recording sheet, to form a color image.
[0056]
In the optical scanning device that optically scans the photosensitive drums 601 to 605, a polygon mirror 606 serving as a “deflecting unit” is used in common, and the light beam deflected by the polygon mirror 606 is imaged on a corresponding photosensitive drum. A part of the lens forming the “means” is shared by a plurality of photosensitive drums.
[0057]
Each of the light source units 607 and 608 is housed in the same unit as a pair of “two semiconductor lasers that emit light beams deflected by the same deflecting and reflecting surface” of the polygon mirror 606. The embodiment of FIG. 6 will be described later in detail.
[0058]
Referring to FIG. 1, what is shown in FIG. 1 corresponds to, for example, a portion that optically scans the photosensitive drum 602 with a light beam from the light source unit 607 in the configuration of FIG.
[0059]
In FIG. 1, light beams emitted from a semiconductor laser 101 for optically scanning a photosensitive drum 111 and a “semiconductor laser 102 for exposing another photosensitive drum” are converted into parallel light beams by coupling lenses 103 and 104, respectively. And is incident from the same surface of the combining prism 105 in which the parallelogram prism and the trapezoidal prism are combined.
[0060]
The light beam from the semiconductor laser 101 is transmitted through (the trapezoidal prism of) the combining prism 105 as it is, and the light beam from the semiconductor laser 102 is sequentially reflected by a pair of parallel reflecting surfaces of the parallelogram prism. The beam "emits" at a predetermined interval in the sub-scanning direction, "approaching" the beam.
[0061]
Each light beam passes through the “position decentered in the sub-scanning direction from the central axis” of the cylinder lens 106, is refracted at the position of the deflecting and reflecting surface of the polygon mirror 100 so as to “intersect in the sub-scanning direction”, and the movable mirror 107. , 108 to form a “long line image in the main scanning direction” near the position of the deflecting reflection surface of the polygon mirror 100, and become a light beam deflected at a constant angular velocity by the constant rotation of the polygon mirror 100.
Hereinafter, only the light beam directed to the photosensitive drum 111 will be described.
[0062]
The light beam deflected by the polygon mirror 100 passes through the fθ lens 109 and the toroidal lens 110 as “imaging means”, and forms an image in the form of a spot on the photosensitive surface of the photosensitive drum 111 by the action of these lenses. The photosensitive surface is optically scanned.
[0063]
In this embodiment, the fθ lens 109 and the toroidal lens 110 are formed in “a narrow strip shape in the sub-scanning direction”.
[0064]
The movable mirror 107 has a function of deflecting a light beam for optically scanning the photosensitive drum 111 in the sub-scanning direction, and is an “optical axis deflecting unit” for the light beam.
The semiconductor lasers 101 and 102 are “a monolithically formed semiconductor laser array in which a plurality of light emitting sources are arranged in an array at a pitch of more than 10 μm”, and include a coupling lens 103, a cylinder lens 106, an fθ lens 109, and a toroidal lens. By designing the “composite imaging magnification in the sub-scanning direction: β” by 110 so that β = p / d with respect to the pitch of the light emitting source: d, the light beam from each light emitting source is The light spot formed on the drum has a pixel pitch: p corresponding to the recording density.
[0065]
The optical scanning is performed by a “multi-beam scanning method”, and an appropriate one of a plurality of light emitting sources can be selected for writing the first line.
[0066]
As described above, the light beams from the semiconductor lasers 101 and 102 intersect in the sub-scanning direction near the polygon mirror. By doing so, the light beam from each semiconductor laser deflected by the polygon mirror 100 can be separated in the sub-scanning direction and directed to a separate photosensitive drum. In FIG. 1, a light beam from a semiconductor laser 101 is guided to a photoreceptor drum 111 by two return mirrors 112 and 114 after being deflected by a polygon mirror.
[0067]
In FIG. 1, reference numeral 113 denotes a "synchronous detection sensor", which takes the timing of starting writing in the main scanning direction.
[0068]
In FIG. 1, the optical path of the light beam from the semiconductor laser 102 is omitted. In this embodiment, the movable mirrors 107 and 108 are a common “movable mirror module”, but each movable mirror may be separately provided for each light beam.
[0069]
FIG. 2 is an exploded perspective view of a “movable mirror module” as “optical axis deflecting means” using movable mirrors indicated by reference numerals 107 and 108 in FIG. 1 (indicated by reference numerals 201 and 202 in FIG. 2).
[0070]
The movable mirror module 200 has first and second movable mirrors 202 and 203 arranged in parallel in the sub-scanning direction supported by a support substrate 201 formed of a sintered metal or the like, and a cover 205 formed in a cap shape. And the light beam enters and exits through a glass window 204 provided at the opening of the cover 205. An “inert gas” is sealed in the sealed interior.
[0071]
The “movable mirror substrate” is configured by joining a Si substrate 206 and a Si support frame 207 via an insulating film. The Si substrate 206 is made of a Si substrate having a thickness of 60 μm, and the “peripheries of the first and second movable mirrors 202 and 203 and the torsion beams 208 and 209 supporting the movable mirrors” are cut off by etching. 202 and 203 are formed so as to be joined to the fixed frame 210 by torsion beams 208 and 209, respectively. The first and second torsion beams 208 and 209 are arranged parallel to each other in the main scanning direction.
[0072]
In the plane of the Si substrate 206, comb-shaped irregularities are formed at both end portions of the movable mirrors 202 and 203 and both end portions of the fixed frame 210 in a direction orthogonal to the torsion beams 208 and 209 so as to mesh with each other. ing. A “metal coating” of Au or the like is deposited on the surface of the movable mirrors 202 and 203 and the irregularities formed on the fixed frame 210, and the irregularities of the movable mirrors 202 and 203 are formed by the first and second movable electrodes, The concave and convex portions of the fixed frame are used as first and second fixed electrodes.
[0073]
When a voltage is applied to the first and second fixed electrodes, an electrostatic force is generated between the first and second fixed electrodes, and the movable mirrors 202 and 203 individually rotate by a small angle while twisting the torsion beams 208 and 209. By periodically applying a pulsed voltage to the fixed electrode, each of the movable mirrors 202 and 203 can be oscillated.
[0074]
At this time, if the width and length of the torsion beams 208 and 209 are set in accordance with the “resonance frequency inherent in the vibrating part”, the amplitude can be increased by resonance, and the applied current for driving can be reduced, thereby consuming less power. Although the power can be reduced, the resonance frequency is set to "a sufficiently high resonance frequency (200 Hz or more with respect to the vibration accompanying the rotation)" in order to prevent the resonance due to the vibration transmission accompanying the rotation of the photosensitive drum or the like. It is preferable to keep it.
[0075]
Conversely, the resonance frequency may be set so as to correct pitch fluctuation (banding) in the sub-scanning direction due to vibration transmission.
[0076]
As described above, by making the fixed and movable electrodes comb-shaped, it is possible to "increase the electrode length by making the outer peripheral length as long as possible" and obtain a larger electrostatic torque at a low voltage.
[0077]
The Si support frame 207 has an opening at the center of the Si substrate having a thickness of 200 μm and fixes the supporting portion of the Si substrate 206 so that the opening serves as a swing space for the movable mirrors 202 and 203. The lead terminal 212 is provided so as to penetrate the support substrate 201 via an insulating material, and each fixed electrode and a pad portion 213 wired on the substrate surface of the Si substrate 206 and an end protruding above the lead terminal 212. By connecting the parts to each other by wire bonding, sealed inner and outer electric wirings are formed.
[0078]
The cover 205 is fitted into a step provided on the outer periphery of the support substrate 201, and a glass window 204 is joined to the light beam emission opening from inside the cover.
[0079]
The dimensions of the “movable mirror” in the above are length: 2a, width: 2b, thickness: d, length of the torsion beam is L, width is c, density of Si: ρ, material constant: G, and the movable mirror Moment of inertia and torsion beam spring constant are
Moment of inertia: I = (4abρd / 3) · a2
Spring constant: K = (G / 2L) · {cd (c2+ D2) / 12}
And the resonance frequency: f is
f = (1 / 2π) · (K / I)1/2= (1 / 2π) · {Gcd (c2+ D2) / 24LI}1/2
It becomes. Since the length of the beam: L and the deflection angle: θ are in a proportional relationship, A is a constant
θ = (A / I) f2,
And the deflection angle θ is inversely proportional to the moment of inertia I.
[0080]
Therefore, when increasing the resonance frequency f, the deflection angle θ decreases unless the moment of inertia I is reduced. In the embodiment being described (FIG. 2), in the embodiment, the back sides of the movable mirrors 202 and 203 are "lightened" to reduce the weight and reduce the moment of inertia: I.
[0081]
Using the dielectric constant of air: ε, electrode length: H, applied voltage: V, distance between electrodes: δ, the electrostatic force between the fixed electrode and the movable electrode: F is
Electrostatic force between electrodes: F = εHV2/ 2δ
Where B is a constant and the deflection angle: θ = B · F / I
It can be expressed as.
[0082]
From this equation, it can be seen that the longer the electrode length H is, the larger the deflection angle θ becomes. In the embodiment described, the electrode length: H is increased by making the fixed electrode / movable electrode comb-shaped, so that a driving torque of 2n times the number of comb teeth: n can be obtained.
[0083]
Using the velocity of the movable mirror: υ, the area: E, the density of the gas around the movable mirror: η, the viscous resistance of the gas acting on the movable mirror: P is represented by
Viscous resistance: P = C · ηυ2・ E3,
It becomes.
[0084]
In the embodiment being described, as described above, the “movable mirror is kept in a sealed state”, and a reduced pressure inert gas is sealed therein to reduce the viscous resistance and to form the metal film formed on the movable mirror. Prevents alteration due to chemical change of
[0085]
FIG. 3A shows another example of the movable mirror. This movable mirror has "two vibration modes" (claim 3).
[0086]
The movable mirror shown in FIG. 3A is obtained by etching a Si substrate 306, a movable mirror 303, a first torsion beam 308 supporting the same, a movable frame 309 connected to the torsion beam 308, and a movable mirror 309. A second torsion beam 310 for connecting the frame 309 to the fixed frame 311 is formed separately from the fixed frame 311 as shown in the figure.
[0087]
Both ends of the movable mirror 303 and the movable frame 309 are formed with irregularities in a comb shape so as to sandwich the torsion beams 308 and 310, and irregularities are also formed on the movable frame and the fixed frame side facing the comb teeth so as to mesh with the comb teeth. ing. A metal film such as Au is vapor-deposited on the uneven portions formed on the movable mirror 303, the movable frame 309, and the fixed frame 311. The uneven portions on both ends of the movable mirror 303 are used as the first movable electrode and the corresponding uneven portions on the movable frame 309. The first fixed electrode and the uneven portion on both ends of the movable frame are defined as a second movable electrode, and the corresponding uneven portion of the fixed frame 311 is defined as a second fixed electrode.
[0088]
The movable mirror 303 and the movable frame 309 are individually rotated by a small angle by twisting the torsion beams 308 and 310 by an electrostatic force generated between the movable mirror 303 and the movable electrode facing each other by applying a voltage to the first and second fixed electrodes. Oscillates by applying a pulsed voltage periodically.
[0089]
At that time, since the torsion beams 308 and 310 are formed coaxially, if "voltages of different frequencies" are applied to the first and second fixed electrodes, "an amplitude in which two vibration modes overlap in the same direction" With this, the movable mirror 308 can be swung.
[0090]
The movable mirror shown in FIG. 3A is also provided on a Si support frame, sealed with a support substrate and a cover, and the inside is depressurized and sealed with an inert gas similarly to the one shown in FIG. . Electrical wiring and the like are performed in the same manner as in FIG.
[0091]
In each of the above examples, the oscillating mirror is driven by electrostatic force, but it is also possible to drive the oscillating mirror using a piezoelectric element or the like.
The optical axis deflecting means is not limited to the above-mentioned movable mirror, and any suitable means may be used as long as it can deflect the optical axis direction of the light beam. For example, as shown in FIG.3A light beam can be made incident on an optical waveguide substrate 320 made of, for example, ZnO or the like, and the optical axis of the light beam can be deflected by a surface acoustic wave.
[0092]
By adjusting the frequency of the surface acoustic wave excited by the comb-shaped electrode (transducer) 321, the deflection angle of the light beam can be changed. Reference numerals 322 and 323 each denote a “diffraction grating for allowing a light beam to enter and exit the optical waveguide substrate 320”.
[0093]
Prior to proceeding with the description, the image formation by the image forming unit (of the tandem type color image forming apparatus) shown in FIG. 6 will be briefly described.
6, the light beams emitted from the light source units 607 and 608 pass through the cylinder lenses 609 and 610 and pass through the movable mirror modules 611 and 612 (the same as those described with reference to FIG. 2). Thus, the light is deflected by the polygon mirror 606 in the opposite direction.
[0094]
As described with reference to FIG. 1, the light beams from each light source unit are divided into upper and lower stages in the sub-scanning direction, and the two light beams are respectively symmetrically provided to cylinder lenses 609 and 610 symmetrically from the central axis. The incident light is decentered in the sub-scanning direction, intersects the sub-scanning direction in the vicinity of the deflecting reflection surface of the polygon mirror 606, and passes through the common fθ lenses 613 and 614 for the two light beams deflected in the same direction by the polygon mirror 606. The mirrors 615 and 636 are guided to the photosensitive drum 601 and the mirrors 616 and 617 are routed to the photosensitive drum 602, and the toroidal lenses 618 and 619 are individually provided.
[0095]
Similarly, the light is guided to the photosensitive drums 303 and 304 via two folding mirrors and a separate toroidal lens for each light beam. To avoid complication of the drawing, reference numerals are not given to the folding mirror and the toroidal lens for guiding the deflected light beam to the photosensitive drums 303 and 304.
[0096]
Each of the light source units 607 and 608 has a configuration in which a holder for holding the plurality of semiconductor lasers, the coupling lens, and the synthetic prism described above and a printed circuit board on which a drive circuit for the semiconductor laser is mounted are attached to the back surface. The light source unit is configured to be rotatable around a cylindrical portion that emits a light beam. By rotating and adjusting this portion, the writing phase of each of the upper and lower light beams is finely adjusted.
[0097]
The photoconductor drums 601, 602, 603, 604 are individually and directly connected to the motor shafts of the motors 621, 622, 623, 624, and the motors 621, 622, 623, 624 have a "common frequency", and Is rotated clockwise.
[0098]
The transfer belt 605 is driven to rotate counterclockwise by a motor 626 connected to a driving roller 625, and is held under a predetermined tension by driven rollers 627 and 628.
[0099]
In the example being described, the interval between the “transfer positions”, which are the contact positions between the respective photosensitive drums and the transfer belt 605, is set to an integral multiple of the circumference of the drive roller 625, and occurs due to the eccentricity of the drive roller 625 or the like. "The phases of the periodic speed fluctuations match each other". A “detector that reads a reference position of each image” formed on the transfer belt 605 is provided near the driving roller 625.
[0100]
The detector 629 includes a CCD area sensor 631 and an objective lens 630, and three sets (center and both ends) are provided in the main scanning direction, and a predetermined detection pattern formed by a reference color (black) toner image is enlarged. To read the “registration position of main scanning and sub-scanning”, and compare it with the multicolor (cyan, magenta, yellow) toner image to obtain the “registration shift amount” as the registration position in the main and sub-scanning directions. The “scanning line inclination” is detected based on the detection difference between the two positions on both ends in the main scanning direction, and the “scanning line bending” is detected based on the difference between the midpoint and the center of the two ends.
[0101]
In the case of detecting the pitch fluctuation, the “interval (time difference) of the caterpillar-shaped pattern (not shown)” formed at a constant period in the sub-scanning direction is read as “strip of the stripe” at a predetermined sampling time, and the frequency is analyzed. The phase and the amplitude of the movement speed fluctuation of the transfer belt 605 and the phase difference between the registration position and the transfer position are detected.
[0102]
FIG. 5 shows the relationship between the writing position WR on the photosensitive drum DR and the transfer position TR. Symbol O indicates the center of rotation of the photosensitive drum DR. The rotation center O is shifted from the center axis of the photosensitive drum DR. The writing position WR and the transfer position TR are set to form an angle α.
[0103]
Therefore, if the rotation center O of the photoconductor drum DR is not eccentric and each rotation speed is constant, the time t during which the photoconductor drum DR rotates from the writing position WR to the transfer position TR is constant.
[0104]
However, time “t” differs for each photoconductor drum due to “drum diameter variation” of the photoconductor drum DR and deviation of the writing position WR. When the rotation center O of the photoconductor drum DR is eccentric due to the processing accuracy, the time: t changes periodically for each photoconductor drum.
[0105]
In this embodiment, the time required for the photosensitive drum DR to rotate from the writing position WR to the transfer position TR: “drum diameter variation” or the time due to the deviation of the writing position WR among the variations and periodic changes in t: The change in t is corrected by selecting the optimum one from among the light emitting sources in the semiconductor laser array in the light source unit and writing the leading line (claims 6 and 7).
[0106]
FIG. 7 shows a case where the semiconductor laser array in the light source unit has “five light emitting sources”. Reference numerals LD-1 to LD-5 denote light spots formed by the light beams emitted from these five light emitting sources at the writing position WR on the photosensitive drum DR (FIG. 5). When scanning by the multi-beam scanning method is performed using such a semiconductor laser array, optical scanning of five scanning lines can be performed at one time.
[0107]
In FIG. 7, N denotes a deflecting / reflecting surface of a polygon mirror for simultaneously deflecting five light beams, and N + 1 denotes a deflecting / reflecting surface for performing the next deflection of the deflecting / reflecting surface. As shown in the figure, five scanning lines are optically scanned each time the deflecting reflection surface is switched.
[0108]
When writing is started on the photosensitive drum DR (FIG. 5) at the writing position WR, light spots LD-1, LD-2, LD-3, LD formed by a plurality of light beams deflected by the same deflecting and reflecting surface. -4 and LD-5, the light spot (the light spot in FIG. 7) that has the smallest difference from the “registration position of the reference color (right side in FIG. 7)” detected by the detector 629 (FIG. 6) described above. The spot LD-4) is selected as a “light spot for writing the first line”. In this case, in the deflection (writing start) by the deflecting / reflecting surface N, two scanning lines by the light spots LD-4 and LD-5 are written, and in the subsequent deflection by the deflecting / reflecting surface N + 1, five scanning lines are multi-beam scanned.
[0109]
FIG. 10 is a block diagram of a “circuit for selecting a light emitting source for writing the first line”. The same reference numerals as those of the light spots LD-1 to LD5 are used to represent the light emitting sources in the semiconductor laser array. As shown in FIG. 10, the image data is distributed to the buffer memories M1 to M5 every five lines and temporarily stored by the multiplexer MP1 in the preceding stage.
[0110]
In the multiplexer MP2 at the subsequent stage, the head line is selected based on the reference position data, the output semiconductor laser is switched, and the contents stored in the buffer memories M1 to M5 are read and written in synchronization with the synchronization signal for each polygon mirror. The light emitting sources LD-1 to LD-5 of the semiconductor laser array are driven via the control unit WCT. At this time, the image data not written by the deflection by the same deflection reflection surface is stored until the deflection by the next deflection reflection surface.
[0111]
As described above, by selecting the light spot that minimizes the difference from the resist position of the reference color as the light spot for writing the top line, the variation in the drum diameter of the photosensitive drum and the shift of the writing position cause It is possible to satisfactorily correct the “variation between the photosensitive drums” of the time: t.
[0112]
In that case, the timing in the main scanning direction until the image is written with the synchronization detection signal as a trigger is based on the above-described registration position detection result for each light scanning unit, so that the center position between the reference color and each image area matches. The image frequency for modulating the semiconductor laser is inversely multiplied by a change in the image width so that the image width (full-width magnification) is adjusted again by the writing control unit, and is determined stepwise by the frequency division ratio. By selecting the closest set value, each image area is made to overlap.
[0113]
The setting of the registration position in the sub-scanning direction and the main scanning direction is periodically performed so as to be suitable for the use environment of the image forming apparatus by using a preparation period before an image forming job or a waiting period between jobs. Is
[0114]
Hereinafter, the correction of the periodic change of the time t due to the eccentricity of the rotation center of the photosensitive drum or the transfer belt will be described.
[0115]
The angle γ in FIG. 5 is an angle between the writing position WR and the rotation center O as viewed from the center axis of the photosensitive drum DR, and is referred to as an eccentric angle γ. In order to correct the periodic change of the time: t due to the eccentricity of the rotation center of the photosensitive drum or the transfer belt, the movable mirror is set to the eccentric angle: γ in the “period of one rotation of the photosensitive drum DR”. Accordingly, the writing position is periodically changed so that the time: t is constant by micro-vibrating the amplitude and phase of the swing of the movable mirror in accordance with the amplitude and phase of the periodic change.
[0116]
When the center axis of the photosensitive drum is eccentric with respect to the rotation axis, the distance from the rotation axis to the photosensitive surface: r is the drum radius when there is no eccentricity: r0Where eccentricity is Δr and r0When focusing on an arbitrary position on the photosensitive drum, this portion has a specific peripheral speed when the photosensitive drum rotates at a constant speed. Therefore, when the peripheral speed is high, the light writing position by optical scanning is shifted to the side away from the transfer unit (upstream of the rotation of the photosensitive drum), and when the peripheral speed is low, the writing position is shifted to the side near the transfer unit. By shifting the position, the time: t during which the photosensitive drum rotates from the writing position to the transfer unit is made uniform (this means that, if the writing position is not changed, the time that fluctuates temporally: t (8).
[0117]
Since the peripheral speed of the photosensitive drum when passing through the writing position periodically changes with one rotation of the photosensitive drum as a cycle, the movable mirror shown in FIG. By deflecting in the scanning direction and changing the writing position in accordance with the change in the peripheral speed of the photosensitive drum, the time t can be kept constant. At this time, the fluctuation of the light beam in the sub-scanning direction due to the movable mirror is “slow enough compared to the period of the optical scanning”. Is extremely small and practically negligible.
[0118]
FIG. 8A shows an example of “recording pitch fluctuation in the sub-scanning direction on an image”. This fluctuation is a combination of "large undulation (2)" generated in one rotation cycle of the photosensitive drum and "small undulation (3)" generated in one rotation cycle of the drive roller of the transfer belt.
[0119]
What has been described above is a case where the above-mentioned "large waviness" is corrected by "periodic deflection of the light beam in the sub-scanning direction" by the movable mirror shown in FIG. 2, as shown in FIG. 8 (1). In the case where the recording pitch fluctuates due to "the two vibration modes overlap", the movable frame 309 is vibrated in accordance with the "large swell" by using the movable mirror shown in FIG. By vibrating the 303 according to the “small undulation”, the writing position can be reliably displaced in the sub-scanning direction according to the “swell” as shown in FIG. 8A. The time: t can be kept constant irrespective of the presence of the “swell” of 1).
[0120]
As described above, even when the movable mirror is vibrated in the cycle focusing on only the one having the larger amplitude (FIG. 8B) of the two “undulations” having different vibration modes, the pitch fluctuation at the transfer position is obtained. If the amplitude and the phase are made equal so that is canceled, the pitch unevenness due to the periodic fluctuation of the time: t can be effectively reduced.
[0121]
Since the above-described pitch fluctuation is a characteristic inherent to the image forming apparatus of the drive transmission system, it is effective to make the amplitude and phase uniform at the initial adjustment stage so that the pitch fluctuation at each transfer position is canceled. Can be reduced.
[0122]
FIG. 8 shows the case where “speed fluctuation occurs at a constant cycle”. However, even with respect to the speed fluctuation whose cycle changes spontaneously on the way due to a load fluctuation in the image forming process, the timing of occurrence is not limited to the timing. If the movable mirror is tilted in accordance with the above, the correction can be similarly performed.
[0123]
FIG. 9 is a block diagram illustrating a “movable mirror driving circuit”. The voltage supplied to each electrode 94 of the movable mirror shown in FIG. 2 generates a pulse train corresponding to the oscillation cycle of the movable mirror in the pulse width forming section 91 based on the reference clock.
[0124]
In the PLL circuit 92, the phase of the pulse train is matched with a reference position detection signal in the photoconductor drum rotation direction generated from the encoder of the photoconductor drum drive motor or the detection of a registration mark drawn on the transfer belt. (Claim 4). The gain adjuster 93 sets the amplitude of the swing of the movable mirror according to the speed fluctuation amount (the speed fluctuation amount in the writing unit on the peripheral surface of the photosensitive drum) and applies it to the electrode 94.
[0125]
The pulse width generation unit 91 can generate a pulse train having a constantly changing frequency or a single pulse, and can change the oscillation period of the movable mirror according to the correction data.
[0126]
Here, the description of the imaging means will be slightly supplemented with reference to FIG. 6. The fθ lenses 613 and 614 are “hybrid lenses in which aspherical components are bonded to a spherical lens formed by glass polishing by resin molding”, and a toroidal lens is used. 618 and 619 are formed by injection molding.
[0127]
The toroidal lenses provided corresponding to the respective photosensitive drums 601 to 604 are all the same as the toroidal lens 618. Therefore, taking the toroidal lens 618 as an example, the toroidal lens 618 will surround the lens section 632 and the lens section 632. And a flange 633 protruding from both ends in the main scanning direction (longitudinal direction) are integrally formed, and one end of the flange 633 is filled with a resin at the time of molding. Is provided.
[0128]
Since the toroidal lens is long, it has a "warp at the time of molding", for example, a uniform warpage due to a partial cooling time difference after injection molding. The four toroidal lenses 618, 619 and the like provided corresponding to the photoconductor drums 601 to 604 are arranged such that "the gate portions of the lenses are aligned in the same direction and the warpage of each toroidal lens is the same". (Claim 18). In this way, the direction of the scan line bending due to the warpage of the toroidal lens can be aligned with respect to each photosensitive drum.
[0129]
The flange portion 633 has a thin plate shape and has a lower sub-scanning section coefficient than the lens portion 632 reinforced by the rib portion 634, so that even if a torsional stress is applied, it is absorbed by this flange portion. . In this manner, the lens portion itself of the toroidal lens can be prevented from being greatly twisted by torsional stress.
[0130]
Hereinafter, “correction of the inclination of the scanning line” will be described with reference to FIG.
12, the toroidal lens denoted by reference numeral 618 in FIG.
For example, when the scanning line of the photosensitive drum 601 by the optical scanning has an “inclination”, this inclination is caused to rotate around the optical axis in a state where the toroidal lens 1201 “abuts in a plane perpendicular to the optical axis”. Correct by adjusting.
[0131]
As shown in FIG. 12, each of the toroidal lenses 1201 and the like face each of the photoconductor drums 601 to 604 and are provided on the housing bottom surface 1200 (which is a “base (claim 15)” common to the toroidal lenses) in the optical axis direction. The projections 1211 projecting toward the photosensitive drum at the center in the main scanning direction are engaged with the recesses 1213 on the housing bottom surface 1200 side, and are positioned in the main scanning direction (longitudinal direction). You.
[0132]
The toroidal lens 1201 and the like are pressed by the first leaf spring 1215 against the eccentric cams 1204 and 1205 provided so as to abut on the “one side surface” of the flange portion 1202 at both ends, and are positioned in the sub-scanning direction (claim). Item 19), the lower surface is pressed against the housing reference surface 1212 by the second leaf spring 1214 and positioned and held in the optical axis direction.
[0133]
One eccentric cam 1205 is screw-fixed in an adjusted state as a reference, and the other eccentric cam 1204 is for adjustment and is rotatable by a pulse motor 1207 via a pair of bevel gears 1206. Thus, the toroidal lens 1201 and the like are initialized with the eccentric cam 1205 for reference in the sub-scanning direction while the lower surface of the flange portion is in contact with the housing reference surface 1212, and are tilted. Is adjusted by an eccentric cam 1204 for adjustment (Claim 20), and a sub-scanning inclination due to a deviation between optical scanning units or an inclination of the axis of the photosensitive drum is detected from a recorded image on the transfer belt, and also over time. I am able to make corrections.
[0134]
In the example being described, in order to match multiple colors based on the black image, in the optical scanning device that writes the black image, all the eccentric cams that come into contact with the toroidal lens 1201 (corresponding to the photosensitive drum 601) are fixed by screws. And
[0135]
The reference eccentric cam 1205 can be used for correction of the above-mentioned "registration position in the sub-scanning direction" by providing a pulse motor in the same manner as the adjustment cam 1204 so as to be rotatable.
[0136]
With reference to FIG. 13, correction of “scanning line bending” will be described.
In the image forming apparatus shown in FIG. 6, as described above, the light beams that are incident on the same deflecting / reflecting surface and deflected so as to optically scan different photosensitive drums intersect at the deflecting / reflecting surface position in the sub-scanning direction. Therefore, they are inclined with respect to a plane orthogonal to the rotation axis of the polygon mirror, and therefore, the trajectory of the scanning line does not become a straight line but bends in the sub-scanning direction from the center to the periphery.
[0137]
The bending of the scanning line is also caused by an axis shift between the fθ lens and the toroidal lens which form the imaging means. In the example in the description, the curvature of the scanning line is corrected by “curving the toroidal lens 1201 and the like in a direction opposite to the curvature of the scanning line” so that the scanning line is straight on the photosensitive drum.
[0138]
The toroidal lens 1201 will be described as an example with reference to FIGS. As shown in FIG. 14A, the toroidal lens 1201 is supported on the housing reference surface 1212 by flange portions 1202 at both ends (the numbers in parentheses correspond to the reference numerals in FIG. 6), and the cross section in FIG. As shown in the figure, a "holding method in which the lens portion does not have any restricted portions in the sub-scanning direction" is adopted.
[0139]
As shown in FIG. 13, both ends of a shape memory metal plate 1208 curved in an arch shape are joined to one of the rib portions of the toroidal lens 1201.
As shown in FIG. 12, a thin film resistor 1209 is attached to the outer surface of the shape memory metal plate 1208, and the temperature of the shape memory metal plate 1208 can be changed by controlling the current flowing to the thin film resistor 1209. It has become. The shape memory metal plate 1208 can “change the curvature arbitrarily depending on the temperature”, and the amount of curvature of the toroidal lens 1201 can be adjusted by applying the stress of expansion and contraction due to the change in the curvature to the toroidal lens 1201 in the main scanning direction. .
[0140]
That is, when the shape memory metal plate 1208 is extended (shrinked), the toroidal lens 1201 warps so as to be convex (concave) toward the shape memory metal plate 1208. If the curvature of the shape memory metal plate 1208 is stored in advance so that a stress is applied in either direction at a low temperature, even if the temperature is lower than room temperature, the focal line in the sub-scanning direction will be bent in the scanning line on the photoconductor. Can be corrected by curving so as to cancel out.
[0141]
That is, the shape memory metal plate 1208 and the thin film resistor 1209 constitute "stress generating means (claim 21).
[0142]
If the direction in which the scanning line bends due to a change in the environmental temperature is uniform, the direction in which the toroidal lens 1201 and the like warp can be set in advance in accordance with the direction, so that the direction can be effectively set without using a thin film resistor. Bending caused by warpage can also be reduced.
[0143]
Further, it is also possible to provide a shape memory metal plate on both outer surfaces of the rib portion in the sub-scanning direction of the toroidal lens 1201 and the like, and cancel the bending of the scanning line by the balance between the shape memory metal plates.
[0144]
In the same configuration as described above, the curvature may be expanded and contracted by attaching a piezoelectric element to an arch-shaped plate material (in this case, it is not necessary to be a shape memory metal plate), and at least an arbitrary amount in the main scanning direction of the toroidal lens may be provided. If a tensile or compressive stress is applied between the two points, the effect of correcting the scanning line bending is the same as described above.
[0145]
FIG. 11 shows an example of an image forming apparatus equipped with the image forming unit described above. In this figure, the four photosensitive drums 601 to 604 in FIG.
[0146]
Taking the photoconductor drum 901 (photoconductor drum on which a black image is written) at the left end in FIG. 11 as an example, a charging charger 902 that charges the photoconductor drum 901 at high pressure and an optical scanning device 900 are provided around the photoconductor drum 901. A developing roller 903 for attaching a "charged toner" to the written electrostatic latent image to make it visible, a toner cartridge 904 for supplying toner to the developing roller 903, and scraping off toner remaining on the photosensitive drum after transfer A cleaning case 905 to be stored is arranged.
[0147]
As described above, a plurality of lines, that is, five lines in the example being described, are optically scanned by the multi-beam method on the photosensitive drum 901 by scanning per one deflecting reflection surface of the polygon mirror to write an image.
[0148]
The four photosensitive drums 901 and their peripheral devices are arranged in the moving direction of the transfer belt 906, and yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the transfer belt 906 at the same timing, and are superimposed. Form a color image.
[0149]
The recording paper (recording medium on the sheet) on which the color image is transferred and fixed is fed from a paper feed tray 907 by a paper feed roller 908, sent out by a registration roller pair 909 at the timing of recording start, and transferred. The color image is transferred from the belt 906, the color image is fixed by the fixing roller 910, and is discharged onto the discharge tray 911 by the discharge roller 912.
[0150]
In the example described above, as shown in FIG. 6, a registration shift is detected from an image recorded on the transfer belt 605, and based on the detection result, a light emitting source that emits a light beam for writing a head line is selected. However, the present invention is not limited to this. For example, “the position of the light beam in the sub-scanning direction in the optical scanning device may be detected” and the light emitting source for the first line may be selected.
[0151]
A “sensor unit” for detecting the position of the light beam in the sub-scanning direction is indicated by reference numeral 400 in FIG. The sensor unit 400 is provided for each photoconductor drum, but has the same configuration. This sensor unit is shown in FIG.
[0152]
The sensor unit has two pin photodiodes 401 and 402 having “a linear light receiving surface that is long in one direction”. The pin photodiode 401 is provided with the longitudinal direction of the light receiving surface parallel to the sub-scanning direction, and the pin photodiode 402 is provided with the longitudinal direction of the light receiving surface inclined with respect to the sub-scanning direction. The sensor unit is provided for each photosensitive drum, is mounted on a common substrate 403 as shown in FIG. 12, and is provided “outside the writing area” in the optical path from the toroidal lens 1201 and the like to the photosensitive drum 601 and the like. . The substrate 403 is fixed to the lower side surface of the housing bottom 1200 on the reference side in the tilt adjustment of the toroidal lens 1201 and the like by screws 406.
[0153]
Returning to FIG. 4, the light spots LD-1, LD-2, LD-3, LD-4, and LD-5 are "scanned by a predetermined pitch" in the sub-scanning direction (the vertical direction in the figure). Therefore, the detection time differences t1 to t5 between the pin photodiodes 401 and 402 are different from each other, and when the sub-scanning position is shifted, this time uniformly expands and contracts.
[0154]
Therefore, a preset time difference: t0By selecting a light-emitting source that emits a light beam that forms a light spot closest to the above, it is possible to minimize the displacement of the leading line and maintain the interval between the writing sections. The sensor units may be provided at both ends in the main scanning direction, and the inclination of the scanning line may be detected together with the detection of the displacement in the sub-scanning direction.
[0155]
By the way, the housing for holding the optical element of the optical scanning device is often made of “a material having a relatively large coefficient of thermal expansion” such as aluminum die-casting. As shown, the housing bottom surface 1200 is warped about the fastening portions 1218 at both ends as a fulcrum.
[0156]
When the housing bottom surface 1200 is warped in this manner, the columns 1216 and 1217, etc., which are implanted on the housing bottom surface 1200 and support the return mirrors 112 and 114 (615 and 636 in FIG. 6), also fall, and the reflection angle shifts. However, at this time, since the reflecting surfaces of the folding mirrors 112 and 114 are opposed to each other, even if the reflection angles are shifted as described above, the directions of the shifts are reversed by the turning mirrors 112 and 114 to cancel each other. Therefore, it is possible to effectively reduce the variation of the light beam arrival position due to the warpage of the housing bottom surface 1200.
[0157]
However, since the deviation of the arrival position of the light beam can be detected as the deviation of the scanning line in the sub-scanning direction, the folding mirror does not have to be configured as described above. The light may be guided to the toroidal lens by one folding mirror.
[0158]
Further, in the example described above, the convex surface of the toroidal lens is directed toward the photosensitive drum, but the concave surface may be directed toward the photosensitive drum.
[0159]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a novel optical scanning device and a new image forming apparatus can be realized. As described above, the optical scanning device of the present invention can effectively correct the periodic fluctuation of the scanning line pitch due to the low frequency component, the registration deviation when performing color image formation, or the bending or inclination of the scanning line, Image writing can be realized.
[0160]
Therefore, the image forming apparatus of the present invention using such an optical scanning device can effectively reduce unevenness in image density due to uneven scanning line pitch, color shift in color image formation, color change, etc. Can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of an optical scanning device (showing a portion of one image forming unit shown in FIG. 6 that optically scans one photosensitive drum).
FIG. 2 is a diagram for explaining a possible mirror as an optical axis deflecting means.
FIG. 3 is a diagram showing another example of the optical axis deflecting means.
FIG. 4 is a diagram for explaining a sensor unit that detects a shift of a scanning line in a sub-scanning direction.
FIG. 5 is a diagram for explaining a relationship between a writing position and a transfer position with respect to a photosensitive drum.
FIG. 6 is a diagram illustrating an image forming unit according to an embodiment of the image forming apparatus.
FIG. 7 is a diagram for explaining the invention described in claim 7;
FIG. 8 is a diagram for explaining the invention described in claim 1;
FIG. 9 is a block diagram of a circuit for driving a movable mirror.
FIG. 10 is a block diagram of a circuit for selecting a light emitting source of the semiconductor laser array.
FIG. 11 is a diagram for describing an embodiment of an image forming apparatus.
FIG. 12 is a diagram for explaining correction of the inclination of a scanning line.
FIG. 13 is a diagram for explaining correction of scanning line bending.
FIG. 14 is a diagram for explaining a holding state of the toroidal lens in the imaging unit.
FIG. 15 is a diagram for explaining the warpage of the bottom surface of the housing in the optical scanning device and its influence.
[Explanation of symbols]
101 semiconductor laser array
106 cylinder lens
107, 108 optical axis deflecting means
100 polygon mirror
109 ° fθ lens
110 ° toroidal lens
112, 114 fold mirror

Claims (24)

光源手段からの光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された光ビームを結像手段により感光体ドラム上に結像し、上記感光体ドラムを光走査する光走査装置において、
光源手段から偏向手段に至る光路中に、光ビームを副走査方向に、光走査の周期に比してゆっくりと微小振動させる光軸偏向手段を有することを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that deflects the light beam from the light source means by the deflecting means, forms the deflected light beam on the photosensitive drum by the imaging means, and optically scans the photosensitive drum;
An optical scanning device, comprising: an optical axis deflecting unit that slightly vibrates a light beam in a sub-scanning direction slowly in a sub-scanning direction in comparison with an optical scanning period in an optical path from a light source unit to a deflecting unit.
請求項1記載の光走査装置において、
光軸偏向手段が、副走査方向に揺動する振動モードを有する可動ミラーであることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1,
An optical scanning device, wherein the optical axis deflecting means is a movable mirror having a vibration mode that swings in the sub-scanning direction.
請求項2記載の光走査装置において、
光軸偏向手段である可動ミラーが、複数の振動モードを有することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 2,
An optical scanning device, wherein a movable mirror serving as an optical axis deflecting unit has a plurality of vibration modes.
請求項1〜3の任意の1に記載の光走査装置において、
光軸偏向手段が、振動の位相を調節する位相可変手段を備えることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
An optical scanning device, wherein the optical axis deflecting means includes a phase varying means for adjusting a phase of the vibration.
請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置において、
光軸偏向手段が、振動の振幅を調節する振幅可変手段を備えることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
An optical scanning device, wherein the optical axis deflecting means includes amplitude varying means for adjusting the amplitude of vibration.
請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装置において、
光源手段が複数の発光源を有し、光走査による画像記録を開始する副走査方向の先頭ラインを光走査する光ビームの発光源を切り換える選択手段を備えることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 5,
An optical scanning device comprising: a light source unit having a plurality of light emitting sources; and a selecting unit that switches a light emitting source of a light beam that optically scans a first line in a sub-scanning direction in which image recording by optical scanning is started.
光源手段からの光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された光ビームを結像手段により感光体ドラム上に結像し、上記感光体ドラムを光走査して潜像を形成し、上記潜像を現像して得られる画像を感光体ドラム上から転写体へ転写する方式の画像形成装置において、
光源手段が複数の発光源を有し、光走査による感光体ドラムへの書き込み位置から転写体への転写位置へ感光体ドラムが回転する時間に応じて、光走査による画像記録を開始する副走査方向の先頭ラインを光走査する光ビームの発光源を切り換える選択手段を有することを特徴とする画像形成装置。
The light beam from the light source means is deflected by the deflecting means, the deflected light beam is imaged on the photosensitive drum by the image forming means, and the photosensitive drum is optically scanned to form a latent image. In an image forming apparatus of a system for transferring an image obtained by developing
Sub-scanning in which the light source means has a plurality of light-emitting sources, and starts image recording by optical scanning according to the time during which the photosensitive drum rotates from a writing position on the photosensitive drum by optical scanning to a transfer position on a transfer body. An image forming apparatus comprising: a selection unit that switches a light source of a light beam that optically scans a leading line in a direction.
光源手段からの光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された光ビームを結像手段により感光体ドラム上に結像し、上記感光体ドラムを光走査して潜像を形成し、上記潜像を現像して得られる画像を感光体ドラム上から転写体へ転写する方式の画像形成装置において、
光走査による感光体ドラムへの書き込み位置から転写体への転写位置へ感光体ドラムが回転する時間を、同一画像記録プロセス内で微小変動させることを特徴とする画像形成装置。
The light beam from the light source means is deflected by the deflecting means, the deflected light beam is imaged on the photosensitive drum by the image forming means, and the photosensitive drum is optically scanned to form a latent image. In an image forming apparatus of a system for transferring an image obtained by developing
An image forming apparatus, wherein a time required for a photosensitive drum to rotate from a writing position on a photosensitive drum by optical scanning to a transfer position on a transfer body is minutely changed within the same image recording process.
請求項7または8記載の画像形成装置において、
光走査による感光体ドラムへの書き込み位置を、感光体ドラムの回転周期に対応する周波数で副走査方向に振動させることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 7, wherein
An image forming apparatus, wherein a writing position on a photosensitive drum by optical scanning is vibrated in a sub-scanning direction at a frequency corresponding to a rotation cycle of the photosensitive drum.
請求項9記載の画像形成装置において、
感光体ドラム中心と感光体ドラムの回転軸との偏心量に応じて、書き込み位置の副走査方向における振動の振幅を調整することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 9,
An image forming apparatus, wherein the amplitude of vibration of a writing position in the sub-scanning direction is adjusted according to the amount of eccentricity between the center of the photosensitive drum and the rotation axis of the photosensitive drum.
請求項9記載の画像形成装置において、
感光体ドラムの回転方向における基準位置を検出する検出手段を備え、この検出手段による検出信号に同期して、書き込み位置の副走査方向における振動の位相を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 9,
An image forming apparatus comprising: detecting means for detecting a reference position in a rotation direction of a photosensitive drum, and controlling a phase of a vibration of a writing position in a sub-scanning direction in synchronization with a detection signal from the detecting means.
請求項7または8記載の画像形成装置において、
光走査による感光体ドラムへの書き込み位置を、転写体を移動させる駆動軸の回転周期に対応する周波数で、副走査方向に振動させることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 7, wherein
An image forming apparatus, wherein a writing position on a photosensitive drum by optical scanning is vibrated in a sub-scanning direction at a frequency corresponding to a rotation cycle of a drive shaft for moving a transfer body.
請求項7または8記載の画像形成装置において、
転写体に転写された画像により、同一画像内で変動する副走査方向のピッチ変動を検出する検出手段を備え、光走査による感光体ドラムへの書き込み位置を、上記ピッチ変動に対応した周期で副走査方向に振動させることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 7, wherein
Detecting means for detecting a pitch fluctuation in the sub-scanning direction which fluctuates in the same image based on the image transferred to the transfer body; An image forming apparatus that vibrates in a scanning direction.
請求項12または13記載の画像形成装置において、
転写体の、移動方向における基準位置を検出する検出手段を備え、この検出手段による検出信号に同期して、光走査による感光体ドラムへの書き込み位置の副走査方向における振動の位相を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 12, wherein
Detecting means for detecting a reference position of the transfer body in the moving direction, and controlling a phase of vibration in a sub-scanning direction of a writing position on the photosensitive drum by optical scanning in synchronization with a detection signal from the detecting means. An image forming apparatus comprising:
複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行う光走査装置において、
結像手段の一部を構成する結像素子を、各感光体ドラムに対向する配置位置に保持する、上記各結像素子に共通の基体を有し、
上記基体が、各感光体ドラムから等距離に形成された当接面を備え、上記当接面内で上記結像素子の姿勢を保持することを特徴とする光走査装置。
Each light beam from a plurality of light source means is deflected by a deflecting means, and each deflected light beam is imaged on a photosensitive drum corresponding to each light beam by a plurality of image forming means, and is simultaneously formed on each photosensitive drum. In an optical scanning device that performs optical scanning,
An imaging element constituting a part of the imaging means is held at a position facing each photosensitive drum, and has a common base for each of the imaging elements,
An optical scanning device, wherein the base has an abutment surface formed at an equal distance from each of the photosensitive drums, and holds the attitude of the imaging element within the abutment surface.
請求項15記載の光走査装置において、
結像手段の一部を構成する結像素子が、レンズ部と、このレンズ部の主走査方向における両端に形成されて基体の当接面に当接するフランジ部を備え、
上記レンズ部に、副走査方向における位置規制手段を持たないことを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 15,
An imaging element constituting a part of the imaging means includes a lens portion, and a flange portion formed at both ends of the lens portion in the main scanning direction and abutting against a contact surface of the base,
An optical scanning device, wherein the lens unit has no position regulating means in the sub-scanning direction.
請求項16記載の光走査装置において、
結像素子の副走査断面積を、フランジ部において最小としたことを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 16,
An optical scanning device, wherein a sub-scanning cross-sectional area of an imaging element is minimized at a flange portion.
請求項15または16または17記載の光走査装置において、
結像素子が、射出成形による樹脂レンズで、各結像素子のゲート部の方向を揃えて配設されることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 15, 16 or 17,
An optical scanning device, wherein the imaging elements are resin lenses formed by injection molding, and the directions of gate portions of the respective imaging elements are aligned.
請求項15〜18の任意の1に記載の光走査装置において、
各結像素子を当接面内で副走査方向に突き当てる位置決め手段を有し、これら位置決め手段による各結像素子の副走査方向の突き当て方向を揃えたことを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 15 to 18,
An optical scanning device comprising positioning means for abutting each imaging element in a sub-scanning direction within a contact surface, wherein the abutting directions of the imaging elements in the sub-scanning direction by these positioning means are aligned.
請求項15〜19の任意の1に記載の光走査装置において、
各結像素子を当接面内で副走査方向に突き当てる位置決め手段を備え、且つ、突き当て部位を可変としたことを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 15 to 19,
An optical scanning device comprising positioning means for abutting each imaging element in a sub-scanning direction within a contact surface, and having a variable abutting portion.
複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行う光走査装置において、
結像手段の一部を構成する結像素子を、各感光体ドラムに対向して配置し、
上記結像素子の副走査方向における少なくとも一方の辺に、主走査方向における引張り応力または圧縮応力を付与する応力発生手段を設け、結像素子の副走査方向における反り量を可変としたことを特徴とする光走査装置。
Each light beam from a plurality of light source means is deflected by a deflecting means, and each deflected light beam is imaged on a photosensitive drum corresponding to each light beam by a plurality of image forming means, and is simultaneously formed on each photosensitive drum. In an optical scanning device that performs optical scanning,
An imaging element that constitutes a part of the imaging means is arranged to face each photosensitive drum,
A stress generating means for applying a tensile stress or a compressive stress in the main scanning direction is provided on at least one side in the sub-scanning direction of the imaging element, and the amount of warpage of the imaging element in the sub-scanning direction is made variable. Optical scanning device.
請求項21記載の光走査装置において、
応力発生手段が、結像素子と一体的に配備されていることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 21,
An optical scanning device, wherein the stress generating means is provided integrally with the imaging element.
複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を現像して得られる画像を各感光体ドラム上から共通の転写体へ順次転写し、上記転写体に転写された各画像により、各画像のレジストずれを検出手段で検出する方式の画像形成装置において、
結像手段の一部を構成する結像素子を、各々の感光体ドラムに対向して配置するとともに、検出手段により検出されたレジストずれに基づき、上記結像素子の副走査方向における傾き量を調整することを特徴とする画像形成装置。
Each light beam from a plurality of light source means is deflected by a deflecting means, and each deflected light beam is imaged on a photosensitive drum corresponding to each light beam by a plurality of image forming means, and is simultaneously formed on each photosensitive drum. An optical scanning is performed to form a latent image, and an image obtained by developing the latent image is sequentially transferred from each photosensitive drum to a common transfer member. In the image forming apparatus of the system of detecting the registration deviation of the detection means,
Image forming elements constituting a part of the image forming means are arranged so as to face each of the photosensitive drums, and the amount of tilt of the image forming elements in the sub-scanning direction is determined based on the registration error detected by the detecting means. An image forming apparatus characterized by adjusting.
複数の光源手段からの各光ビームを偏向手段により偏向し、偏向された各光ビームを複数の結像手段により各光ビームに対応した感光体ドラムに結像させ、各感光体ドラム上に同時に光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を現像して得られる画像を各感光体ドラム上から共通の転写体へ順次転写し、上記転写体に転写された各画像により、各画像のレジストずれを検出手段で検出する方式の画像形成装置において、
結像手段の一部を構成する結像素子を、各々の感光体ドラムに対向して配置し、検出手段により検出されたレジストずれに基づき、結像素子の副走査方向における反り量を調整することを特徴とする画像形成装置。
Each light beam from a plurality of light source means is deflected by a deflecting means, and each deflected light beam is imaged on a photosensitive drum corresponding to each light beam by a plurality of image forming means, and is simultaneously formed on each photosensitive drum. An optical scanning is performed to form a latent image, and an image obtained by developing the latent image is sequentially transferred from each photosensitive drum to a common transfer member. In the image forming apparatus of the system of detecting the registration deviation of the detection means,
An image forming element constituting a part of the image forming means is arranged to face each photosensitive drum, and the amount of warping of the image forming element in the sub-scanning direction is adjusted based on the registration error detected by the detecting means. An image forming apparatus comprising:
JP2002193652A 2002-07-02 2002-07-02 Optical scanning apparatus and image forming apparatus Expired - Fee Related JP4146177B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002193652A JP4146177B2 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US10/609,577 US7532227B2 (en) 2002-07-02 2003-07-01 Optical scanner and image forming apparatus
US11/451,486 US7525561B2 (en) 2002-07-02 2006-06-13 Optical scanner and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002193652A JP4146177B2 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008137168A Division JP2008282021A (en) 2008-05-26 2008-05-26 Optical scanner and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004037757A true JP2004037757A (en) 2004-02-05
JP4146177B2 JP4146177B2 (en) 2008-09-03

Family

ID=31702566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002193652A Expired - Fee Related JP4146177B2 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4146177B2 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005250319A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Ricoh Co Ltd Light source apparatus, optical scanner, image forming apparatus and color image forming apparatus
JP2005262555A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Canon Inc Image forming apparatus and color image forming apparatus using it
JP2005351981A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Canon Inc Rotating polygon mirror driving apparatus, method of controlling the same and program
JP2007047428A (en) * 2005-08-10 2007-02-22 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2007298624A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Mems device
JP2008012905A (en) * 2006-06-09 2008-01-24 Canon Inc Optical scanner
JP2008262213A (en) * 2003-08-12 2008-10-30 Fujitsu Ltd Micro-oscillation element and method for driving the same
US7499204B2 (en) 2007-07-09 2009-03-03 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus, control method thereof, and image forming apparatus
US7511869B2 (en) 2006-12-20 2009-03-31 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning device
JP2016130812A (en) * 2015-01-15 2016-07-21 コニカミノルタ株式会社 Optical scanner and optical scanning method
US10207357B2 (en) 2014-04-09 2019-02-19 Ihi Corporation Friction stir welding device
US10634903B2 (en) 2016-09-30 2020-04-28 Seiko Epson Corporation Optical device unit and image display apparatus
CN113074630A (en) * 2021-03-03 2021-07-06 天津科技大学 Imaging quality detection device and method for laser scanning system of laser printer

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008262213A (en) * 2003-08-12 2008-10-30 Fujitsu Ltd Micro-oscillation element and method for driving the same
JP2005250319A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Ricoh Co Ltd Light source apparatus, optical scanner, image forming apparatus and color image forming apparatus
JP4481689B2 (en) * 2004-03-17 2010-06-16 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP2005262555A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Canon Inc Image forming apparatus and color image forming apparatus using it
JP2005351981A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Canon Inc Rotating polygon mirror driving apparatus, method of controlling the same and program
JP2007047428A (en) * 2005-08-10 2007-02-22 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2007298624A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Mems device
JP2008012905A (en) * 2006-06-09 2008-01-24 Canon Inc Optical scanner
US7511869B2 (en) 2006-12-20 2009-03-31 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning device
US7499204B2 (en) 2007-07-09 2009-03-03 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus, control method thereof, and image forming apparatus
US10207357B2 (en) 2014-04-09 2019-02-19 Ihi Corporation Friction stir welding device
JP2016130812A (en) * 2015-01-15 2016-07-21 コニカミノルタ株式会社 Optical scanner and optical scanning method
US10634903B2 (en) 2016-09-30 2020-04-28 Seiko Epson Corporation Optical device unit and image display apparatus
CN113074630A (en) * 2021-03-03 2021-07-06 天津科技大学 Imaging quality detection device and method for laser scanning system of laser printer
CN113074630B (en) * 2021-03-03 2023-03-03 天津科技大学 Imaging quality detection device and method for laser scanning system of laser printer

Also Published As

Publication number Publication date
JP4146177B2 (en) 2008-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7532227B2 (en) Optical scanner and image forming apparatus
US7450274B2 (en) Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and beam positioning method
US7068296B2 (en) Optical scanning device for reducing a dot position displacement at a joint of scanning lines
JP4909653B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US6932271B2 (en) Optical scan module, optical scanner, optical scan method, image generator and image reader
US8111276B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus with a center adjusting mechanism
JP4634881B2 (en) Optical scanning device and image forming device
JP4830470B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP4146177B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4219631B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2005037575A (en) Optical scanner and color image forming apparatus
JP2004279947A (en) Optical scanner and image forming device
US20070019269A1 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP4349756B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4965142B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4420271B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5447783B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus provided with the optical scanning device
JP4598286B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008282021A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP2008009073A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP4903455B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2004279955A (en) Optical scanner and image forming device
JP4369665B2 (en) Optical scanning device and image forming device
JP2005037629A (en) Image forming apparatus
JP4365722B2 (en) Method for manufacturing light scanning device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080325

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080526

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080617

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130627

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees