JP2005119313A - Color-image formation device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a color-image formation device which has a simple structure and a less jitter or misregistration. <P>SOLUTION: The color-image formation device has two or more sets consisting of a scan optical device and an image carrier corresponding to the former. The light fluxes emitted from each scan optical device are introduced onto the image carrier surfaces corresponding to each one. The image carrier surfaces are scanned with the light fluxes. Then, the image with different color light are formed on the image carrier surfaces. Following the above steps, the color images are formed by the images formed on the two or more image carrier surfaces with the color-image formation device. In the case the wave length of the two or more light fluxes are different, each scanning commencement timing for the two or more scan optical devices makes the start-position for writing the image in the scanning range on the light-flux image carrier surfaces differ each other and is controlled so that the central positions in the scanning range on the light-flux image carrier surface are consistent each other. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はカラー画像形成装置に関する。ここで、カラー画像形成装置は、偏向された光束によって像担持体を走査して画像情報を記録するようにした、例えばカラー電子写真プロセスを有するレーザービームプリンター(LBP)やデジタル複写機等として用いられる。   The present invention relates to a color image forming apparatus. Here, the color image forming apparatus is used as, for example, a laser beam printer (LBP) having a color electrophotographic process, a digital copying machine, or the like that scans an image carrier with a deflected light beam to record image information. It is done.

従来よりレーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる走査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)より成る光偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体(感光ドラム)面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a scanning optical device used in an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine, a light beam modulated and emitted from a light source means according to an image signal is deflected by, for example, a rotating polygon mirror. The image is periodically deflected by a detector, focused on a photosensitive recording medium (photosensitive drum) surface by an imaging optical system having fθ characteristics, and image recording is performed by optically scanning the surface (see FIG. Patent Document 1).

図6は従来の走査光学装置の要部概略図である。   FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of a conventional scanning optical apparatus.

同図において光源手段81から出射した発散光束はコリメーターレンズ82により略平行光束とされ、絞り83によって該光束を制限して副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ84に入射する。シリンドリカルレンズ84に入射した略平行光束のうち主走査面内においてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副走査面内においては集束して回転多面鏡(ポリゴンミラー)から成る光偏向器85の偏向面(反射面)85a1にほぼ線像として結像している。   In the figure, a divergent light beam emitted from a light source means 81 is made into a substantially parallel light beam by a collimator lens 82, and the light beam is limited by a diaphragm 83 and is incident on a cylindrical lens 84 having a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction. Out of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 84, the light beam exits as it is in the state of a substantially parallel light beam in the main scanning plane. In the sub-scanning plane, the light beam is focused and formed as a substantially linear image on the deflection surface (reflection surface) 85a1 of the optical deflector 85 formed of a rotating polygon mirror (polygon mirror).

そして光偏向器85の偏向面85a1で偏向反射された光束をfθ特性を有する走査光学素子(fθレンズ)86を介して被走査面としての感光ドラム面88上に導光し、該光偏向器85を矢印85a方向に回転させることによって、該感光ドラム面88上を矢印88a方向(主走査方向)に光走査して画像情報の記録を行なっている。   The light beam deflected and reflected by the deflecting surface 85a1 of the optical deflector 85 is guided to a photosensitive drum surface 88 as a surface to be scanned through a scanning optical element (fθ lens) 86 having fθ characteristics, and the optical deflector. By rotating 85 in the direction of arrow 85a, image information is recorded by optically scanning the photosensitive drum surface 88 in the direction of arrow 88a (main scanning direction).

このような走査光学装置においては画像の書き出し位置を正確に制御する為に例えば画像信号を書き出す直前に光偏向器85により偏向された光束の一部を走査光学素子86、ビーム・ディテクタ(BD)ミラー95、そしてスリット91を介してビーム・ディテクタ(BD)センサー92に入射させている。そしてBDセンサー92からの出力信号を用いて感光ドラム面上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
特開2001−174732号公報
In such a scanning optical apparatus, in order to accurately control the image writing position, for example, a part of the light beam deflected by the optical deflector 85 immediately before writing the image signal is scanned with the scanning optical element 86 and the beam detector (BD). The light is incident on a beam detector (BD) sensor 92 through a mirror 95 and a slit 91. The output signal from the BD sensor 92 is used to adjust the timing of the scanning start position for image recording on the photosensitive drum surface.
JP 2001-174732 A

近年、電子写真プロセスを有する画像形成装置の高速化、高解像化に伴ない、前述の走査光学装置に複数の発光部を有するマルチビームレーザーを採用したマルチビーム走査光学装置や、高速のカラー画像形成に対応すべく図7に示すように前述の走査光学装置を複数個同時に使用し、各々異なる感光ドラム面上に各色毎に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置に用いられる走査光学装置、及びこれらを組合わせ更なる高速化を図ったもの等が求められている。   In recent years, with the increase in speed and resolution of an image forming apparatus having an electrophotographic process, a multi-beam scanning optical apparatus employing a multi-beam laser having a plurality of light emitting units in the above-described scanning optical apparatus, and a high-speed color As shown in FIG. 7, a plurality of scanning optical devices as described above are used at the same time, and scanning is used for a tandem type color image forming device that records image information for each color on different photosensitive drum surfaces. There is a demand for optical devices, and combinations thereof that further increase the speed.

図7において111,112,113,114は各々走査光学装置、121,122,123,124は各々像担持体としての感光ドラム、131,132,133,134は各々現像器、141は搬送ベルトである。   7, 111, 112, 113, and 114 are scanning optical devices, 121, 122, 123, and 124 are photosensitive drums as image carriers, 131, 132, 133, and 134 are developing units, and 141 is a conveyor belt. is there.

またこのような走査光学装置は生産性やコストも重要であり、走査光学素子(fθレンズ)をプラスチック成形より製作し、倍率色収差を補償していない安価で簡易な構成の走査光学素子を用いることが主流となっている。   In addition, productivity and cost are also important for such a scanning optical device, and the scanning optical element (fθ lens) is manufactured by plastic molding, and a scanning optical element having a low-cost and simple configuration that does not compensate for lateral chromatic aberration is used. Has become the mainstream.

しかしながら複数の発光部を有するマルチビームレーザーからの光束により最終的な画像を形成するマルチビーム走査光学装置では、
(1)マルチビームレーザーから出射される複数の光束間の初期波長ズレ
(2)環境変化に伴なうマルチビームレーザーのモードホッピングによる波長ズレ
(3)環境変化によるプラスチックレンズの屈折率変動
等により、複数の光束間で倍率変化を生じ画像劣化に繋がっている。図6にマルチビームレーザーのAレーザーに対してBレーザーの光源波長(光源から出射される光束の波長)が変化した場合の画像領域、及び画像の書き出し検知位置における光束の結像位置のズレを示す。尚、図6においてはAレーザー及びBレーザーの各々の光束の結像点のみを、A点及びB点で示してある。
However, in a multi-beam scanning optical device that forms a final image with a light beam from a multi-beam laser having a plurality of light emitting units,
(1) Initial wavelength deviation between multiple light beams emitted from a multi-beam laser
(2) Wavelength deviation due to mode hopping of multi-beam lasers accompanying environmental changes
(3) Due to the change in the refractive index of the plastic lens due to environmental changes, a magnification change occurs between a plurality of light beams, leading to image degradation. FIG. 6 shows the image region when the light source wavelength of the B laser (the wavelength of the light beam emitted from the light source) changes with respect to the A laser of the multi-beam laser, and the deviation of the image formation position of the light beam at the image writing detection position Show. In FIG. 6, only the image forming points of the light beams of the A laser and the B laser are indicated by points A and B, respectively.

このような倍率変化(波長変動)時の被走査面上での結像位置ズレは、実際の画像においては図8に示すように画像左端側ではほとんどジッターが生じず、逆に画像右端側では大きなジッターとなり画像劣化の原因となる。これは上記の如く走査開始位置側で画像の書き出し位置のタイミングを制御している(同期をとっている)からである。   As shown in FIG. 8, in the actual image, there is almost no jitter on the left end side of the image when the magnification is changed (wavelength variation). Large jitter results in image degradation. This is because the timing of the image writing position is controlled (synchronized) on the scanning start position side as described above.

つまり、図6に示す従来の走査光学装置においては、BDセンサー92で検出される検出用光束は、被走査面上で走査される光束と共通のfθレンズ86に斜めに入射し、AレーザーとBレーザーから出射する光束の波長が異なる場合には、結像位置に被走査面上の走査開始位置とほぼ等しいズレが生じる。このため、各々の光束の一部をBDセンサーで検出し、この検出信号に基づいて走査タイミングを制御すると、走査開始位置では上記波長の違いによる結像位置のズレは補正されて、各々の光束の走査開始位置を揃えることができる。しかしながら、走査終了位置では逆に大きなジッターが生じるものである。   That is, in the conventional scanning optical apparatus shown in FIG. 6, the detection light beam detected by the BD sensor 92 is incident on the fθ lens 86 obliquely with the light beam scanned on the surface to be scanned, When the wavelengths of the light beams emitted from the B laser are different, the image formation position is displaced substantially equal to the scanning start position on the surface to be scanned. For this reason, when a part of each light beam is detected by the BD sensor and the scanning timing is controlled based on this detection signal, the deviation of the imaging position due to the difference in wavelength is corrected at the scanning start position, and each light beam is corrected. The scanning start positions can be aligned. However, a large jitter is generated at the scanning end position.

またタンデムタイプのカラー画像形成装置における走査光学装置においても同様であり、複数の走査光学装置間において倍率変化を生じると図9に示すように画像中央部から画像右端側にかけて各色間のレジストレーションずれ(色ずれ)が大きくなり画像劣化の原因となる。尚、図9においてはB(ブラック)とC(シアン)における色ズレを示しているが、他色間の色ズレの場合も同様である。   The same applies to a scanning optical device in a tandem type color image forming apparatus. When a change in magnification occurs between a plurality of scanning optical devices, registration shifts between colors from the center of the image to the right end of the image as shown in FIG. (Color misregistration) increases and causes image degradation. In FIG. 9, the color misregistration in B (black) and C (cyan) is shown, but the same applies to the color misregistration between other colors.

本発明の目的は、倍率色収差の補正を行なっていないプラスチック成形レンズを走査光学素子に用いた場合においても、複数の発光部間から出射される複数の光束間の初期波長差(波長ズレ)や環境変化により生じる該複数の光束間の倍率変化(倍率ズレ)に起因するジッターを低減することのできるマルチビーム走査光学装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an initial wavelength difference (wavelength shift) between a plurality of light beams emitted from a plurality of light emitting portions even when a plastic molded lens that is not corrected for lateral chromatic aberration is used for a scanning optical element. An object of the present invention is to provide a multi-beam scanning optical apparatus capable of reducing jitter caused by a change in magnification (magnification deviation) between the plurality of light beams caused by an environmental change.

本発明の更なる目的は、タンデムタイプのカラー画像形成装置における複数の走査光学装置間の光束の初期波長差や環境変化により生じる該複数の走査光学装置間の倍率変化に起因する各色間のレジストレーションずれ(色ずれ)を低減し、簡易な構成でレジストレーションずれの少ないカラー画像形成装置を提供することにある。   It is a further object of the present invention to provide a resist between colors resulting from a change in magnification between a plurality of scanning optical devices caused by an initial wavelength difference of a light beam between a plurality of scanning optical devices or an environmental change in a tandem type color image forming apparatus. It is an object of the present invention to provide a color image forming apparatus that reduces misregistration (color misregistration) and has a simple configuration and little registration misalignment.

請求項1の発明のカラー画像形成装置は、
走査光学装置とそれに対応する像担持体との組を複数有し、各走査光学装置から出射された光束を各々対応する像担持体面上に導光し、該光束で該像担持体面上を走査して、該像担持体面に異なった色光の画像を形成し、該複数の像担持体面上に形成した画像よりカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
前記複数の走査光学装置における各々の走査開始タイミングは、前記複数の光束の波長が相違していた場合に、前記光束の像担持体面上における走査範囲の画像書き出し位置は互いに異ならせ、
且つ、該光束の像担持体面上における走査範囲の中心位置が互いに一致するように制御されていることを特徴としている。
The color image forming apparatus of the invention of claim 1
There are a plurality of sets of scanning optical devices and corresponding image carriers, and light beams emitted from the respective scanning optical devices are guided onto the corresponding image carrier surfaces, and the image beams are scanned with the light beams. Then, in a color image forming apparatus that forms images of different color lights on the surface of the image carrier, and forms a color image from images formed on the surfaces of the plurality of image carriers.
Each scanning start timing in the plurality of scanning optical devices, when the wavelength of the plurality of light beams are different, the image writing position of the scanning range on the image carrier surface of the light beam is different from each other,
In addition, the center position of the scanning range on the image carrier surface of the light beam is controlled so as to coincide with each other.

請求項2の発明は請求項1の発明において、
前記カラー画像形成装置は、検出用光束を集光して同期検出手段に導く検出用光学素子を有し、
前記複数の走査光学装置の各々は、走査光学系を備えており、
該検出用光学素子に向かう複数の光束は、前記走査光学系を通過しておらず、
該検出用光学素子の光学面は該検出用光束に対して正対しており、
前記複数の走査光学装置の各々において、前記像担持体面における主走査方向の走査幅の中心位置に入射する光束の主光線と前記走査光学系の光軸が一致していることを特徴としている。
The invention of claim 2 is the invention of claim 1,
The color image forming apparatus has a detection optical element that condenses the detection light flux and guides it to the synchronous detection means,
Each of the plurality of scanning optical devices includes a scanning optical system,
A plurality of light beams traveling toward the detection optical element does not pass through the scanning optical system,
The optical surface of the detection optical element faces the detection light beam,
Each of the plurality of scanning optical devices is characterized in that the principal ray of the light beam incident on the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface of the image carrier coincides with the optical axis of the scanning optical system.

請求項3の発明は請求項1又は2の発明において、
前記各々の走査光学装置の光源手段は、互いに独立に変調された複数の光束を出射する複数の発光部を有することを特徴としている。
The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2, wherein
The light source means of each of the scanning optical devices has a plurality of light emitting portions that emit a plurality of light beams modulated independently of each other.

請求項4の発明は請求項3の発明において、
前記同期検出手段は前記複数の発光部から出射された複数の光束に対して各々主走査方向の走査開始タイミングを制御することを特徴としている。
The invention of claim 4 is the invention of claim 3,
The synchronization detection means controls the scanning start timing in the main scanning direction for each of the plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units.

請求項5の発明は請求項1乃至4の何れか1項の発明において、
前記検出用光学素子はアナモフィックレンズより成ることを特徴としている。
The invention of claim 5 is the invention of any one of claims 1 to 4,
The detection optical element is formed of an anamorphic lens.

請求項6の発明は請求項1乃至5の何れか1項の発明において、
前記走査光学系は屈折光学素子と回折光学素子とを有していることを特徴としている。
The invention of claim 6 is the invention of any one of claims 1 to 5,
The scanning optical system includes a refractive optical element and a diffractive optical element.

請求項7の発明のカラー画像形成装置は、
走査光学装置とそれに対応する像担持体との組を複数有し、各走査光学装置から出射された光束を各々対応する像担持体面上に導光し、該光束で該像担持体面上を走査して、該像担持体面に異なった色光の画像を形成し、該複数の像担持体面上に形成した画像よりカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
前記カラー画像形成装置は、検出用光束を集光して同期検出手段に導く検出用光学素子を有し、
前記複数の走査光学装置の各々は、走査光学系を備えており、
該検出用光学素子に向かう複数の光束は、前記走査光学系を通過しておらず、
該検出用光学素子の光学面は該検出用光束に対して正対しており、
前記複数の走査光学装置の各々において、前記像担持体面における主走査方向の走査幅の中心位置に入射する光束の主光線と前記走査光学系の光軸が一致しており、
前記複数の走査光学装置における各々の走査開始タイミングは、前記複数の光束の波長が相違していた場合に、該光束の像担持体面上における走査範囲の中心位置が互いに一致するように制御されていることを特徴としている。
The color image forming apparatus of the invention of claim 7
There are a plurality of sets of scanning optical devices and corresponding image carriers, and light beams emitted from the respective scanning optical devices are guided onto the corresponding image carrier surfaces, and the image beams are scanned with the light beams. Then, in a color image forming apparatus that forms images of different color lights on the surface of the image carrier, and forms a color image from images formed on the surfaces of the plurality of image carriers.
The color image forming apparatus has a detection optical element that condenses the detection light flux and guides it to the synchronous detection means,
Each of the plurality of scanning optical devices includes a scanning optical system,
A plurality of light beams traveling toward the detection optical element does not pass through the scanning optical system,
The optical surface of the detection optical element faces the detection light beam,
In each of the plurality of scanning optical devices, the principal ray of the light beam incident on the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface of the image carrier coincides with the optical axis of the scanning optical system,
The scanning start timings of the plurality of scanning optical devices are controlled so that the center positions of the scanning ranges on the image carrier surface of the light beams coincide with each other when the wavelengths of the light beams are different. It is characterized by being.

請求項8の発明は請求項7の発明において、
前記各々の走査光学装置の光源手段は、互いに独立に変調された複数の光束を出射する複数の発光部を有することを特徴としている。
The invention of claim 8 is the invention of claim 7,
The light source means of each of the scanning optical devices has a plurality of light emitting portions that emit a plurality of light beams modulated independently of each other.

請求項9の発明は請求項8の発明において、
前記同期検出手段は前記複数の発光部から出射された複数の光束に対して各々主走査方向の走査開始タイミングを制御することを特徴としている。
The invention of claim 9 is the invention of claim 8,
The synchronization detection means controls the scanning start timing in the main scanning direction for each of the plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units.

請求項10の発明は請求項7乃至9の何れか1項の発明において、
前記検出用光学素子はアナモフィックレンズより成ることを特徴としている。
The invention of claim 10 is the invention of any one of claims 7 to 9,
The detection optical element is formed of an anamorphic lens.

請求項11の発明は請求項7乃至10の何れか1項の発明において、
前記走査光学系は屈折光学素子と回折光学素子とを有していることを特徴としている。
The invention of claim 11 is the invention of any one of claims 7 to 10,
The scanning optical system includes a refractive optical element and a diffractive optical element.

本発明のマルチビーム走査光学装置において、複数の光束の波長が相違していた場合に、各々の光束の被走査面上における走査範囲の中心位置が互いに一致するよう走査開始タイミングを制御するためには、光検出器(BDセンサー)によって被走査面における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において主走査方向の走査開始タイミングを制御するように構成すれば良い。このことは、光検出器(BDセンサー)と被走査面における主走査方向の走査幅の中心位置とが、光学的に等価な状態となっていることを意味する。   In the multi-beam scanning optical apparatus of the present invention, when the wavelengths of a plurality of light beams are different, the scanning start timing is controlled so that the center positions of the scanning ranges of the light beams on the scanned surface coincide with each other. May be configured to control the scanning start timing in the main scanning direction at a position corresponding to or near the center of the scanning width in the main scanning direction on the surface to be scanned by the photodetector (BD sensor). This means that the photodetector (BD sensor) and the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface to be scanned are in an optically equivalent state.

また、本発明のカラー画像形成装置に用いられるおのおのの走査光学装置において、光検出器(BDセンサー)によって被走査面における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において主走査方向の走査開始タイミングを制御することも、光検出器(BDセンサー)と被走査面における主走査方向の走査幅の中心位置とを、光学的に等価な状態とすることによって達成される。   In each scanning optical apparatus used in the color image forming apparatus of the present invention, scanning in the main scanning direction is performed at or near the center of the scanning width in the main scanning direction on the surface to be scanned by the photodetector (BD sensor). Control of the start timing is also achieved by bringing the photodetector (BD sensor) and the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface to be scanned into an optically equivalent state.

上記のように光検出器と被走査面における主走査方向の走査幅の中心位置とが等価な状態を具体的に実現するには、検出用光束を集光して光検出器(BDセンサー)に導く検出用光学素子を、その光学面が検出用光束に対して正対するように配置すれば良い。これは、一般的に被走査面における主走査方向の走査幅の中心位置に入射する光束の主光線と、走査光学系(fθレンズ)との光軸が一致するため、この光束と光検出器(BDセンサー)に入射する光束を光学的に等価な状態とするためである。   In order to specifically realize the state in which the photodetector and the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface to be scanned are equivalently realized as described above, the light beam for detection is condensed and the photodetector (BD sensor). The detection optical element that guides the light beam may be arranged so that its optical surface faces the detection light beam. This is because, in general, the principal ray of the light beam incident on the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface to be scanned matches the optical axis of the scanning optical system (fθ lens). This is because the light beam incident on the (BD sensor) is optically equivalent.

本発明において、検出用光学素子の光学面が検出用光束に対して正対するとは、光検出器(BDセンサー)によって検出される時の光束の主光線と検出用光学素子の光軸とがほぼ一致することを言う。ここで、「光検出器によって検出される時」と表現しているのは、光検出器に入射する光束は走査されており、常に光束の主光線と検出用光学素子の光軸とが一致しているわけではないからである。換言すれば、走査された光束の主光線が、検出用光学素子の光軸と一致する状態が存在すると表現することもできる。   In the present invention, the fact that the optical surface of the detection optical element faces the detection light beam means that the principal ray of the light beam when detected by the photodetector (BD sensor) and the optical axis of the detection optical element. Say almost matching. Here, the expression “when detected by the photodetector” means that the luminous flux incident on the photodetector is scanned, and the principal ray of the luminous flux always coincides with the optical axis of the detection optical element. It is not because I am doing it. In other words, it can be expressed that there exists a state in which the principal ray of the scanned light beam coincides with the optical axis of the detection optical element.

本発明によれば前述の如く倍率色収差の補正を行なっていないプラスチック成形レンズを走査光学素子に用いた場合においても、複数の発光部間から出射される複数の光束間の初期波長差(波長ズレ)や環境変化により生じる該複数の光束間の倍率変化(倍率ズレ)に起因するジッターを低減することのできるマルチビーム走査光学装置を達成することができる。   According to the present invention, even when a plastic molded lens that has not been corrected for chromatic aberration of magnification as described above is used for a scanning optical element, the initial wavelength difference (wavelength shift) between a plurality of light beams emitted from a plurality of light emitting portions. And a multi-beam scanning optical device that can reduce jitter caused by a change in magnification (magnification deviation) between the plurality of light beams caused by environmental changes.

更に本発明によれば前述の如くタンデムタイプのカラー画像形成装置における複数の走査光学装置間の光束の初期波長差や環境変化により生じる該複数の走査光学装置間の倍率変化に起因する各色間のレジストレーションずれ(色ずれ)を低減し、簡易な構成でレジストレーションずれの少ないカラー画像形成装置を達成することができる。   Further, according to the present invention, as described above, the tandem type color image forming apparatus has a difference between the colors caused by the change in magnification between the plurality of scanning optical devices caused by the initial wavelength difference between the plurality of scanning optical devices and the environmental change. Registration color shift (color shift) can be reduced, and a color image forming apparatus with a simple configuration and less registration shift can be achieved.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1のマルチビーム走査光学装置の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。   FIG. 1 is a sectional view (main scanning sectional view) of the main part in the main scanning direction of the multi-beam scanning optical apparatus according to the first embodiment of the present invention.

同図において1は光源手段(光源)であり、複数の発光部(本実施例ではAレーザーとBレーザーの2つ)を有するマルチ半導体レーザー(マルチビームレーザー)より成り、各々独立に光変調された複数の光束を出射している。   In the figure, reference numeral 1 denotes a light source means (light source), which is composed of a multi-semiconductor laser (multi-beam laser) having a plurality of light emitting portions (in this embodiment, two of an A laser and a B laser), and is individually optically modulated. A plurality of luminous fluxes are emitted.

2は第1の光学素子としてのコリメーターレンズ(第1のレンズ)であり、光源手段1から出射された複数の光束を略平行光束に変換している。3は開口絞りであり、通過光束(光量)を制限している。4は第2の光学素子としてのシリンドリカルレンズ(第2のレンズ)であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り3を通過した複数の光束を副走査断面内で後述する光偏向器5の偏向面(反射面)5a1にほぼ線像として結像させている。   Reference numeral 2 denotes a collimator lens (first lens) as a first optical element, which converts a plurality of light beams emitted from the light source means 1 into substantially parallel light beams. Reference numeral 3 denotes an aperture stop, which limits a passing light beam (light quantity). Reference numeral 4 denotes a cylindrical lens (second lens) as a second optical element, which has a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction, and allows a plurality of light beams that have passed through the aperture stop 3 to fall within the sub-scanning section. An image is formed almost as a line image on a deflection surface (reflection surface) 5a1 of an optical deflector 5 to be described later.

尚、コリメーターレンズ2、及びシリンドリカルレンズ4等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。   Each element such as the collimator lens 2 and the cylindrical lens 4 constitutes one element of the incident optical system.

5は偏向素子(偏向手段)としての、例えばポリゴンミラー(回転多面鏡)より成る光偏向器であり、モーター等の駆動手段(不図示)により図中矢印5a方向に一定速度で回転している。   Reference numeral 5 denotes an optical deflector composed of, for example, a polygon mirror (rotating polygonal mirror) as a deflecting element (deflecting means), and is rotated at a constant speed in the direction of arrow 5a by a driving means (not shown) such as a motor. .

6はfθ特性を有する第3の光学素子としての走査光学素子(走査光学系)であり、屈折光学素子61と回折光学素子62とを有している。屈折光学素子61は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する単一のプラスチック製のトーリックレンズより成っている。回折光学素子62は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチック製の長尺の回折素子より成っている。この長尺の回折素子62は射出成形により製作されたプラスチック製であるが、ガラス基盤の上にレプリカで回折格子を製作しても同等の効果が得られる。   Reference numeral 6 denotes a scanning optical element (scanning optical system) as a third optical element having an fθ characteristic, and includes a refractive optical element 61 and a diffractive optical element 62. The refractive optical element 61 is composed of a single plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The diffractive optical element 62 is made of a long plastic diffractive element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The long diffractive element 62 is made of plastic manufactured by injection molding, but the same effect can be obtained even if a diffraction grating is manufactured as a replica on a glass substrate.

本実施例ではポリゴンミラー5の回転軸と被走査面8との中点から該ポリゴンミラー5側にトーリックレンズ61、該被走査面8側に回折光学素子62を配している。これらの光学素子は共に上述の如く主走査方向と副走査方向とに異なるパワーを有しており、ポリゴンミラー5からの偏向光束を被走査面8に結像させると共にポリゴンミラーの偏向面の倒れを補正している。   In the present embodiment, a toric lens 61 is disposed on the polygon mirror 5 side from a midpoint between the rotation axis of the polygon mirror 5 and the surface to be scanned 8, and a diffractive optical element 62 is disposed on the surface to be scanned 8. Both of these optical elements have different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction as described above, and form an image of the deflected light beam from the polygon mirror 5 on the scanned surface 8 and tilt the deflection surface of the polygon mirror. Is corrected.

被走査面8は、このマルチビーム走査光学装置を電子写真プリンタに適応した場合には、感光ドラム面に相当する。以下、符号8を感光ドラム面と記す。   The scanned surface 8 corresponds to a photosensitive drum surface when the multi-beam scanning optical apparatus is applied to an electrophotographic printer. Hereinafter, reference numeral 8 is referred to as a photosensitive drum surface.

7は同期検出用光学素子(検出用光学素子)であり、主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチック材料で製作されたアナモフィックレンズより成っている。本実施例におけるアナモフィックレンズ7のレンズ面(光学面)は感光ドラム面8上の主走査方向の走査開始タイミング(走査のタイミング 同期タイミング)を制御するためのポリゴンミラー5からの複数の光束(同期検出用光束)73に対して、正対を含むほぼ正対して配置されており、該同期検出用光束73を主走査断面内及び副走査断面内において、共にスリット71近傍に結像させている。   Reference numeral 7 denotes an optical element for synchronization detection (detection optical element), which comprises an anamorphic lens made of a plastic material having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. In the present embodiment, the lens surface (optical surface) of the anamorphic lens 7 has a plurality of light beams (synchronized) from the polygon mirror 5 for controlling the scanning start timing (scanning timing synchronization timing) in the main scanning direction on the photosensitive drum surface 8. The detection light flux 73 is arranged almost in a straight line including the front, and the synchronous detection light flux 73 is imaged in the vicinity of the slit 71 in both the main scanning section and the sub-scanning section. .

尚、アナモフィックレンズ7のレンズ面が同期検出用光束(検出用光束)73に対して正対しているとは、前述の如く光検出器(BDセンサー)72によって検出される時の光束の主光線とアナモフィックレンズ7の光軸とがほぼ一致することを言う。   Incidentally, the fact that the lens surface of the anamorphic lens 7 is directly opposed to the synchronous detection light beam (detection light beam) 73 means that the principal ray of the light beam when detected by the photodetector (BD sensor) 72 as described above. And the optical axis of the anamorphic lens 7 substantially coincide with each other.

75は折り返しミラー(以下、「BDミラー」と記す。)であり、感光ドラム面8上の主走査方向の走査開始タイミングを調整する為の同期検出用光束73を後述するBDセンサー72側へ反射させている。71はスリットであり、感光ドラム面8と等価な位置に配置されている。74は結像手段としてのビーム・ディテクタ(BD)レンズであり、BDミラー75とBDセンサー72とを共役な関係にする為のものであり、BDミラー75の面倒れを補正している。72は同期検出手段(光検出器)であり、BDセンサー(光センサー)を有している。   Reference numeral 75 denotes a folding mirror (hereinafter referred to as “BD mirror”), which reflects a synchronous detection light beam 73 for adjusting the scanning start timing in the main scanning direction on the photosensitive drum surface 8 toward the BD sensor 72 described later. I am letting. Reference numeral 71 denotes a slit, which is disposed at a position equivalent to the photosensitive drum surface 8. Reference numeral 74 denotes a beam detector (BD) lens as an imaging means for making the BD mirror 75 and the BD sensor 72 have a conjugate relationship, and corrects the surface tilt of the BD mirror 75. Reference numeral 72 denotes synchronization detection means (light detector), which has a BD sensor (light sensor).

本実施例における同期検出手段72は感光ドラム面8における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において、複数の発光部から出射された複数の光束に対して各々主走査方向の走査開始タイミングを制御している。   In this embodiment, the synchronization detection means 72 starts scanning in the main scanning direction with respect to a plurality of light beams emitted from a plurality of light emitting sections at or near the center of the scanning width in the main scanning direction on the photosensitive drum surface 8. The timing is controlled.

つまり、本実施例において、走査開始タイミングは、複数の光束の波長が相違していた場合に、各々の光束の被走査面8上における走査範囲の中心位置が互いに一致するよう制御される。このことはBDセンサー72と被走査面8における主走査方向の走査幅の中心位置とが、光学的に等価な状態となるよう構成される。   That is, in this embodiment, the scanning start timing is controlled so that the center positions of the scanning ranges on the scanned surface 8 of the respective light beams coincide with each other when the wavelengths of the plurality of light beams are different. This is configured such that the BD sensor 72 and the center position of the scanning width in the main scanning direction on the scanned surface 8 are in an optically equivalent state.

尚、光束の波長とは、例えば発光スペクトルの中心波長、もしくは発光スペクトル分布の中心波長のことを意味する。   The wavelength of the light beam means, for example, the center wavelength of the emission spectrum or the center wavelength of the emission spectrum distribution.

本実施例において画像情報に応じてマルチ半導体レーザー1から光変調され出射した2本の発散光束(同図では1本の光束のみ図示)はコリメーターレンズ2によって略平行光束に変換され、開口絞り3によって該光束を制限して(光束の光量を制限して)シリンドリカルレンズ4に入射する。シリンドリカルレンズ4に入射した2本の略平行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器(ポリゴンミラー)5の偏向面5a1にほぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像している。そして光偏向器5の偏向面5a1で偏向された2本の光束はトーリックレンズ61と回折光学素子62とを介して感光ドラム面8上にスポット状に結像され、該光偏向器5を矢印5a方向に回転させることによって、該感光ドラム面8上を矢印8a方向(主走査方向)に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面8上に画像記録を行なっている。   In this embodiment, two divergent light beams modulated and emitted from the multi-semiconductor laser 1 in accordance with image information (only one light beam is shown in the figure) are converted into substantially parallel light beams by the collimator lens 2, and the aperture stop The light beam is limited by 3 (the light amount of the light beam is limited) and enters the cylindrical lens 4. Of the two substantially parallel light beams incident on the cylindrical lens 4, the light exits as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam converges to form a substantially linear image (a linear image longitudinal in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a1 of the optical deflector (polygon mirror) 5. Then, the two light beams deflected by the deflecting surface 5a1 of the optical deflector 5 are spot-formed on the photosensitive drum surface 8 through the toric lens 61 and the diffractive optical element 62, and the optical deflector 5 is moved to the arrow. By rotating in the direction 5a, the photosensitive drum surface 8 is optically scanned in the direction of the arrow 8a (main scanning direction) at a constant speed. As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 8 as a recording medium.

このとき本実施例においてはポリゴンミラー5で反射偏向された2本の同期検出用光束73を同期検出用光学素子7、BDミラー75、スリット71、そしてBDレンズ74を介してBDセンサー72に導光している。そしてBDセンサー72からの出力信号を検知して得られた主走査方向の2本のBD信号(同期信号)を用いて、感光ドラム面8における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において、主走査方向の走査開始タイミング(同期タイミング)を制御している。   At this time, in this embodiment, the two synchronous detection light beams 73 reflected and deflected by the polygon mirror 5 are guided to the BD sensor 72 through the synchronous detection optical element 7, the BD mirror 75, the slit 71, and the BD lens 74. Is shining. Then, using two BD signals (synchronization signals) in the main scanning direction obtained by detecting the output signal from the BD sensor 72, the position corresponding to the center of the scanning width in the main scanning direction on the photosensitive drum surface 8 or the vicinity thereof. , The scanning start timing (synchronization timing) in the main scanning direction is controlled.

本実施例では上記の如くプラスチック材料で単独成形したアナモフィックレンズ7を、そのレンズ面が同期検出用光束73に対し、正対を含むほぼ正対するよう配置している。これにより図1に示すように、例えばマルチ半導体レーザー1を構成するAレーザーに対するBレーザーの光源波長が変化しても主走査方向の同期検出(書き出し同期信号)のタイミングは変化しない。また環境変化により同期検出用光学素子7の屈折率が変化しても上記と同様に同期検出のタイミングは変化しない。尚、図1においてはAレーザー及びBレーザーの各々の光束の結像点のみを、A点及びB点で示してある。   In the present embodiment, the anamorphic lens 7 formed of a plastic material alone as described above is arranged so that the lens surface thereof faces the synchronization detecting light beam 73 almost directly including the facing. As a result, as shown in FIG. 1, for example, even if the light source wavelength of the B laser with respect to the A laser constituting the multi-semiconductor laser 1 is changed, the timing of synchronization detection (write synchronization signal) in the main scanning direction does not change. Even if the refractive index of the optical element 7 for synchronization detection changes due to an environmental change, the timing of synchronization detection does not change as described above. In FIG. 1, only the image forming points of the light beams of the A laser and the B laser are indicated by points A and B, respectively.

一方、上記の如く本実施例では感光ドラム面8における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において、主走査方向の走査開始タイミングを制御しているので、画像領域においてはAレーザーに対してBレーザーの光源波長が変化すると、該感光ドラム面8上における光束の到達位置(結像位置)は走査光学素子6の光軸上のみ一致し、その他の位置においては該光軸を挟み対称に倍率変化が生じる。尚、環境変化による走査光学素子6の屈折率変化の場合も同様である。   On the other hand, in the present embodiment, the scanning start timing in the main scanning direction is controlled at or near the center of the scanning width in the main scanning direction on the photosensitive drum surface 8 as described above. On the other hand, when the light source wavelength of the B laser changes, the arrival position (image formation position) of the light beam on the photosensitive drum surface 8 coincides only on the optical axis of the scanning optical element 6, and the optical axis is sandwiched at other positions. A magnification change occurs symmetrically. The same applies to the case where the refractive index of the scanning optical element 6 changes due to environmental changes.

即ち、本実施例では波長変化や環境変化による屈折率変化に対し、同期検出のタイミングは変化せず、かつ画像領域上の結像位置は走査光学素子6の光軸に対して対称に変化するため、図2に示すように画像の書き出し側と画像の書き終わり側で倍率変化量を振り分けることができる。即ち、本実施例における走査開始タイミングは、複数の光束の波長が互いに相違していた場合に、各々の光束の被走査面8上における走査範囲の画像書き出し位置が互いに異なるように制御されている。これによりジッター量を半減させることができる。   That is, in this embodiment, the timing of synchronous detection does not change with respect to the refractive index change due to wavelength change or environmental change, and the imaging position on the image area changes symmetrically with respect to the optical axis of the scanning optical element 6. Therefore, as shown in FIG. 2, the amount of magnification change can be distributed between the image writing side and the image writing end side. That is, the scanning start timing in this embodiment is controlled so that the image writing positions of the scanning ranges of the respective light beams on the scanned surface 8 are different when the wavelengths of the plurality of light beams are different from each other. . Thereby, the amount of jitter can be halved.

このように本実施例では上述の如く感光ドラム面8における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において同期検出手段72により主走査方向の走査開始タイミングを制御し、またアナモフィックレンズ7をそのレンズ面が同期検出光束73に対し、正対を含むほぼ正対するように配置することにより、倍率色収差の補正を行なわない安価なプラスチック成形レンズを走査光学素子に用いた場合においても、波長ズレ(初期波長差)や環境変化による倍率ズレ(倍率変化)に起因するマルチ走査光学装置のジッターを低減させることができる。   As described above, in this embodiment, the scanning start timing in the main scanning direction is controlled by the synchronization detecting means 72 at the position corresponding to or near the center of the scanning width in the main scanning direction on the photosensitive drum surface 8 as described above, and the anamorphic lens 7 is moved. By disposing the lens surface so that it substantially faces the sync detection light beam 73 including the correct face, even when an inexpensive plastic molded lens that does not correct the lateral chromatic aberration is used for the scanning optical element, the wavelength shift. It is possible to reduce jitter of the multi-scanning optical apparatus due to (initial wavelength difference) and magnification shift (magnification change) due to environmental changes.

尚、本実施例では走査光学素子を屈折光学素子と回折光学素子とから構成したが、これに限らず屈折光学素子のみから構成しても前述の実施例1と同様の効果を得ることができる。   In this embodiment, the scanning optical element is composed of a refractive optical element and a diffractive optical element. However, the present invention is not limited to this, and the same effect as in the first embodiment can be obtained even if it is composed of only a refractive optical element. .

また本実施例では同期検出用光学素子をアナモフィックレンズより構成したが、シリンドリカルレンズより構成しても本発明は前述の実施例1と同様に適用することができる。   In this embodiment, the synchronization detecting optical element is constituted by an anamorphic lens. However, even if it is constituted by a cylindrical lens, the present invention can be applied in the same manner as in the first embodiment.

図3は本発明の実施例2のカラー画像形成装置の要部概略図である。   FIG. 3 is a schematic view of the essential portions of a color image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

本実施例において前述の実施例1と異なる点は走査光学装置を4個並べ、各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置より構成したことと、各走査光学装置の光源手段をシングルビームレーザーより構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例1と略同様である。   This embodiment differs from the first embodiment described above in that four scanning optical devices are arranged, and each of them is constituted by a tandem type color image forming apparatus that records image information on a photosensitive drum surface that is an image carrier. In addition, the light source means of each scanning optical device is composed of a single beam laser. Other configurations and optical actions are substantially the same as those in the first embodiment.

即ち、同図において11,12,13,14は各々走査光学装置、21,22,23,24は各々像担持体としての感光ドラム、31,32,33,34は各々現像器、41は搬送ベルトである。   That is, 11, 12, 13, and 14 are scanning optical devices, 21, 22, 23, and 24 are photosensitive drums as image carriers, 31, 32, 33, and 34 are developing units, and 41 is a transporter. It is a belt.

本実施例におけるカラー画像形成装置は走査光学装置(11,12,13,14)を4個並べ、各々がC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各色に対応し、各々平行して感光ドラム21,22,23,24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。   The color image forming apparatus in this embodiment has four scanning optical devices (11, 12, 13, 14) arranged in each of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) colors. Correspondingly, image signals (image information) are recorded on the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 in parallel, and a color image is printed at high speed.

本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く4つの走査光学装置11,12,13,14により各々の変調信号に基づいた光束を用いて潜像を各々対応する感光ドラム21,22,23,24面上に形成している。例えばC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の潜像を対応する感光ドラム21,22,23,24面上に形成し、その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。   As described above, the color image forming apparatus according to this embodiment uses the light beams based on the respective modulation signals by the four scanning optical devices 11, 12, 13, and 14, and the corresponding photosensitive drums 21, 22, 23, It is formed on the 24th surface. For example, latent images of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) are formed on the corresponding photosensitive drums 21, 22, 23, and 24, and then multiple-transferred onto a recording material. One full color image is formed.

このようなカラー画像形成装置はカラー画像を白黒と同様、高速に印字することが可能であるが、各色において走査光学素子を共用していないため、各色間の走査線位置(レジストレーション)がズレやすく、色ズレを生じやすいという問題点がある。   Such a color image forming apparatus can print a color image at high speed as in the case of black and white. However, since the scanning optical element is not shared for each color, the scanning line position (registration) between the colors is shifted. It is easy to cause color misregistration.

そこで本実施例においてはタンデムタイプのカラー画像形成装置に使用される各走査光学装置において、前述の実施例1と同様に感光ドラム面における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において同期検出手段により主走査方向の走査開始タイミングを制御している。   Therefore, in this embodiment, in each scanning optical apparatus used in the tandem type color image forming apparatus, as in the first embodiment, synchronization is performed at the position corresponding to the center of the scanning width in the main scanning direction on the photosensitive drum surface or in the vicinity thereof. The detection means controls the scanning start timing in the main scanning direction.

つまり、光検出器(BDセンサー)と被走査面における主走査方向の走査幅の中心位置とが、光学的に等価な状態となるように構成している。このため、本実施例では、プラスチック材料で単独成形した同期検出用光学素子(アナモフィックレンズ)をそのレンズ面が同期検出用光束に対し、正対を含むほぼ正対するように配置している。   That is, the optical detector (BD sensor) and the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface to be scanned are configured to be in an optically equivalent state. For this reason, in this embodiment, the optical element for synchronization detection (anamorphic lens), which is independently molded with a plastic material, is arranged so that the lens surface thereof is almost directly opposed to the light beam for synchronization detection.

これにより本実施例では前述の実施例1と同様に、例えば4個の走査光学装置間の光源波長が変化しても同期検出のタイミングは変化しない。また環境変化により同期検出用光学素子の屈折率が変化しても上記と同様に同期検出のタイミングは変化しない。   As a result, in the present embodiment, as in the first embodiment described above, for example, the timing of synchronization detection does not change even if the light source wavelength between four scanning optical devices changes. Even if the refractive index of the optical element for synchronization detection changes due to environmental changes, the timing of synchronization detection does not change as described above.

一方、上記の如く本実施例では感光ドラム面における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において、主走査方向の走査開始タイミングを制御しているので、画像領域においては4個の走査光学装置間の光源波長が変化すると、該感光ドラム面上における光束の到達位置(結像位置)は走査光学素子の光軸上のみ一致し、その他の位置においては該光軸を挟み対称に倍率変化が生じる。尚、環境変動による走査光学素子の屈折率変化の場合も同様である。   On the other hand, in this embodiment, since the scanning start timing in the main scanning direction is controlled at or near the position corresponding to the center of the scanning width in the main scanning direction on the photosensitive drum surface as described above, four scans are performed in the image area. When the light source wavelength between the optical devices changes, the arrival position (imaging position) of the light beam on the surface of the photosensitive drum coincides only on the optical axis of the scanning optical element, and in other positions, the magnification is symmetrical with respect to the optical axis. Change occurs. The same applies to the change in the refractive index of the scanning optical element due to environmental fluctuations.

即ち、本実施例では波長変化や環境変化による屈折率変化に対し、同期検出のタイミングは変化せず、かつ画像領域上の結像位置は走査光学素子の光軸に対して対称に変化するため、図4に示すように画像の書き出し側と画像の書き終わり側で各色の倍率変化量を振り分けることができる。即ち、本実施例における4つの走査光学装置11,12,13,14の各々の走査開始タイミングは、該4つの走査光学装置11,12,13,14から射出した光束の波長が互いに相違していた場合に、各々の光束の被走査面8上における走査範囲の画像書き出し位置が互いに異なるように制御されている。これにより色ズレ量を半減させることができる。尚、図4においてはB(ブラック)とC(シアン)における色ズレを示しているが、他色間の色ズレの場合も同様である。   That is, in this embodiment, the timing of synchronization detection does not change with respect to the refractive index change due to the wavelength change or the environment change, and the imaging position on the image area changes symmetrically with respect to the optical axis of the scanning optical element. As shown in FIG. 4, the magnification change amount of each color can be distributed between the image writing side and the image writing end side. That is, the scanning start timing of each of the four scanning optical devices 11, 12, 13, and 14 in the present embodiment is different from each other in the wavelengths of the light beams emitted from the four scanning optical devices 11, 12, 13, and 14. In this case, the image writing positions in the scanning range on the surface to be scanned 8 of each light flux are controlled to be different from each other. Thereby, the amount of color misregistration can be halved. In FIG. 4, color misregistration in B (black) and C (cyan) is shown, but the same applies to color misregistration between other colors.

このように本実施例では上述の如くタンデムタイプのカラー画像形成装置に使用される走査光学装置において、感光ドラム面における主走査方向の走査幅の中心相当位置もしくはその近傍において同期検出手段により主走査方向の走査開始タイミングを制御し、またアナモフィックレンズを、そのレンズ面が同期検出光束に対し、正対を含むほぼ正対するよう配置することにより、倍率色収差の補正を行なわない安価なプラスチック成形レンズを走査光学素子に用いた場合においても、波長ズレや環境変化による倍率ズレに起因するカラー画像の色ズレを低減させることができる。   As described above, in this embodiment, in the scanning optical apparatus used in the tandem type color image forming apparatus as described above, the main scanning is performed by the synchronization detection means at or near the center of the scanning width in the main scanning direction on the photosensitive drum surface. An inexpensive plastic molded lens that does not correct lateral chromatic aberration by controlling the scanning start timing in the direction and arranging the anamorphic lens so that its lens surface faces the sync detection light beam almost directly including the correct face. Even when used in a scanning optical element, it is possible to reduce color misregistration of a color image due to wavelength misalignment or magnification misalignment due to environmental changes.

尚、本実施例のカラー画像形成装置に使用される走査光学装置を例えば前述の実施例1のマルチビーム走査光学装置に代えて、該カラー画像形成装置を構成しても良い。これによれば更なる高速、高精細に対応可能なカラー画像形成装置を実現することができる。   The color image forming apparatus may be configured by replacing the scanning optical apparatus used in the color image forming apparatus of this embodiment with, for example, the multi-beam scanning optical apparatus of Embodiment 1 described above. According to this, it is possible to realize a color image forming apparatus that can cope with higher speed and higher definition.

図5は本発明の実施例3のマルチビーム走査光学装置の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を付している。   FIG. 5 is a sectional view (main scanning sectional view) of the principal part in the main scanning direction of the multi-beam scanning optical apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those shown in FIG.

本実施例において前述の実施例1と異なる点は同期検出用光学素子を走査光学素子を構成する屈折光学素子とプラスチック射出成形で一体成形したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例1と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。   In this embodiment, the difference from the first embodiment described above is that the synchronization detecting optical element is integrally formed with the refractive optical element constituting the scanning optical element by plastic injection molding. Other configurations and optical actions are substantially the same as those in the first embodiment, and the same effects are obtained.

即ち、同図において17は一体型光学素子であり、同期検出用光学素子としてのアナモフィックレンズと屈折光学素子としてのトーリックレンズとをプラスチック射出成形で一体成形している。これにより本実施例では同期検出用光学素子と屈折光学素子との空間的な干渉が無くなるため、より画像領域に近い位置で走査位置の検出を行なうことができ、さらなるジッターの低減が可能となる。   That is, in the figure, reference numeral 17 denotes an integrated optical element, in which an anamorphic lens as a synchronous detection optical element and a toric lens as a refractive optical element are integrally formed by plastic injection molding. As a result, in this embodiment, since there is no spatial interference between the synchronization detecting optical element and the refractive optical element, the scanning position can be detected at a position closer to the image area, and the jitter can be further reduced. .

尚、本実施例では同期検出用光学素子と屈折光学素子とを一体成形したが、これに限らず、例えば同期検出用光学素子と第2の光学素子としてのシリンドリカルレンズとをプラスチック射出成形により一体成形しても良く、あるいは同期検出用光学素子、屈折光学素子、そしてシリンドリカルレンズをプラスチック射出成形で一体成形しても良い。また本実施例を前述の実施例2のカラー画像形成装置に適用しても良い。   In this embodiment, the synchronous detection optical element and the refractive optical element are integrally molded. However, the present invention is not limited to this. For example, the synchronous detection optical element and the cylindrical lens as the second optical element are integrally formed by plastic injection molding. Alternatively, the optical element for synchronization detection, the refractive optical element, and the cylindrical lens may be integrally formed by plastic injection molding. In addition, this embodiment may be applied to the color image forming apparatus of the second embodiment described above.

本発明の実施例1のマルチビーム走査光学装置の要部概略図1 is a schematic view of the main part of a multi-beam scanning optical apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1による出力サンプルであり、主走査方向のジッターの様子を示す説明図Explanatory drawing which is the output sample by Example 1 of this invention, and shows the mode of the jitter of a main scanning direction 本発明の実施例1のカラー画像形成装置の要部概略図1 is a schematic diagram of a main part of a color image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例2による出力サンプルであり、主走査方向のジッターの様子を示す説明図Explanatory drawing which is the output sample by Example 2 of this invention, and shows the mode of the jitter of a main scanning direction 本発明の実施例3のマルチビーム走査光学装置の要部概略図Schematic view of essential parts of a multi-beam scanning optical apparatus according to a third embodiment of the present invention. 従来の走査光学装置の主走査方向の要部断面図Sectional view of the main part of the conventional scanning optical device in the main scanning direction 従来のマルチビーム走査光学装置の要部概略図Schematic diagram of main parts of a conventional multi-beam scanning optical device マルチビーム走査光学装置において2光束間の倍率ズレによりジッターが生じた場合の出力画像を示す説明図Explanatory drawing which shows an output image when a jitter arises by the magnification gap between two light beams in a multi-beam scanning optical device カラー画像形成装置の走査光学系において各色間の倍率ズレにより色ズレが生じた場合の出力画像を示す説明図Explanatory drawing showing an output image when a color shift occurs due to a magnification shift between colors in the scanning optical system of the color image forming apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1 光源手段(マルチ半導体レーザー)
2 第1の光学素子(コリメーターレンズ)
3 開口絞り
4 第2の光学素子(シリンドリカルレンズ)
5 偏向素子(ポリゴンミラー)
6 走査光学素子
7 同期検出用光学素子
61 屈折光学素子(トーリックレンズ)
62 回折光学素子
8 被走査面(感光ドラム面)
71 スリット
72 同期検出手段
73 同期検出用光束
74 結像手段
75 折り返しミラー
17 一体型光学素子
11,12,13,14 走査光学装置
21,22,23,24 像担持体(感光ドラム)
31,32,33,34 現像器
41 搬送ベルト
1 Light source means (multi-semiconductor laser)
2 First optical element (collimator lens)
3 Aperture stop 4 Second optical element (cylindrical lens)
5 Deflection element (polygon mirror)
6 Scanning optical element 7 Synchronous detection optical element 61 Refraction optical element (toric lens)
62 Diffractive optical element 8 Scanned surface (photosensitive drum surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 71 Slit 72 Synchronous detection means 73 Synchronous detection light beam 74 Imaging means 75 Folding mirror 17 Integrated optical element 11, 12, 13, 14 Scanning optical device 21, 22, 23, 24 Image carrier (photosensitive drum)
31, 32, 33, 34 Developer 41 Transport belt

Claims (11)

走査光学装置とそれに対応する像担持体との組を複数有し、各走査光学装置から出射された光束を各々対応する像担持体面上に導光し、該光束で該像担持体面上を走査して、該像担持体面に異なった色光の画像を形成し、該複数の像担持体面上に形成した画像よりカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
前記複数の走査光学装置における各々の走査開始タイミングは、前記複数の光束の波長が相違していた場合に、前記光束の像担持体面上における走査範囲の画像書き出し位置は互いに異ならせ、
且つ、該光束の像担持体面上における走査範囲の中心位置が互いに一致するように制御されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
There are a plurality of sets of scanning optical devices and corresponding image carriers, and light beams emitted from the respective scanning optical devices are guided onto the corresponding image carrier surfaces, and the image beams are scanned with the light beams. Then, in a color image forming apparatus that forms images of different color lights on the surface of the image carrier, and forms a color image from images formed on the surfaces of the plurality of image carriers.
Each scanning start timing in the plurality of scanning optical devices, when the wavelength of the plurality of light beams are different, the image writing position of the scanning range on the image carrier surface of the light beam is different from each other,
In addition, the color image forming apparatus is controlled so that the center positions of the scanning ranges of the light beams on the surface of the image carrier coincide with each other.
前記カラー画像形成装置は、検出用光束を集光して同期検出手段に導く検出用光学素子を有し、
前記複数の走査光学装置の各々は、走査光学系を備えており、
該検出用光学素子に向かう複数の光束は、前記走査光学系を通過しておらず、
該検出用光学素子の光学面は該検出用光束に対して正対しており、
前記複数の走査光学装置の各々において、前記像担持体面における主走査方向の走査幅の中心位置に入射する光束の主光線と前記走査光学系の光軸が一致していることを特徴とする請求項1に記載のカラー画像形成装置。
The color image forming apparatus has a detection optical element that condenses the detection light flux and guides it to the synchronous detection means,
Each of the plurality of scanning optical devices includes a scanning optical system,
A plurality of light beams traveling toward the detection optical element does not pass through the scanning optical system,
The optical surface of the detection optical element faces the detection light beam,
In each of the plurality of scanning optical devices, a principal ray of a light beam incident on a center position of a scanning width in a main scanning direction on the surface of the image carrier coincides with an optical axis of the scanning optical system. Item 2. The color image forming apparatus according to Item 1.
前記各々の走査光学装置の光源手段は、互いに独立に変調された複数の光束を出射する複数の発光部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のカラー画像形成装置。   3. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the light source unit of each of the scanning optical devices includes a plurality of light emitting units that emit a plurality of light beams modulated independently of each other. 前記同期検出手段は前記複数の発光部から出射された複数の光束に対して各々主走査方向の走査開始タイミングを制御することを特徴とする請求項3に記載のカラー画像形成装置。   The color image forming apparatus according to claim 3, wherein the synchronization detecting unit controls the scanning start timing in the main scanning direction for each of the plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units. 前記検出用光学素子はアナモフィックレンズより成ることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。   The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the detection optical element includes an anamorphic lens. 前記走査光学系は屈折光学素子と回折光学素子とを有していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。   6. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the scanning optical system includes a refractive optical element and a diffractive optical element. 走査光学装置とそれに対応する像担持体との組を複数有し、各走査光学装置から出射された光束を各々対応する像担持体面上に導光し、該光束で該像担持体面上を走査して、該像担持体面に異なった色光の画像を形成し、該複数の像担持体面上に形成した画像よりカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
前記カラー画像形成装置は、検出用光束を集光して同期検出手段に導く検出用光学素子を有し、
前記複数の走査光学装置の各々は、走査光学系を備えており、
該検出用光学素子に向かう複数の光束は、前記走査光学系を通過しておらず、
該検出用光学素子の光学面は該検出用光束に対して正対しており、
前記複数の走査光学装置の各々において、前記像担持体面における主走査方向の走査幅の中心位置に入射する光束の主光線と前記走査光学系の光軸が一致しており、
前記複数の走査光学装置における各々の走査開始タイミングは、前記複数の光束の波長が相違していた場合に、該光束の像担持体面上における走査範囲の中心位置が互いに一致するように制御されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
There are a plurality of sets of scanning optical devices and corresponding image carriers, and light beams emitted from the respective scanning optical devices are guided onto the corresponding image carrier surfaces, and the image beams are scanned with the light beams. Then, in a color image forming apparatus that forms images of different color lights on the surface of the image carrier, and forms a color image from images formed on the surfaces of the plurality of image carriers.
The color image forming apparatus has a detection optical element that condenses the detection light flux and guides it to the synchronous detection means,
Each of the plurality of scanning optical devices includes a scanning optical system,
A plurality of light beams traveling toward the detection optical element does not pass through the scanning optical system,
The optical surface of the detection optical element faces the detection light beam,
In each of the plurality of scanning optical devices, the principal ray of the light beam incident on the center position of the scanning width in the main scanning direction on the surface of the image carrier coincides with the optical axis of the scanning optical system,
The scanning start timings of the plurality of scanning optical devices are controlled so that the center positions of the scanning ranges on the image carrier surface of the light beams coincide with each other when the wavelengths of the light beams are different. A color image forming apparatus.
前記各々の走査光学装置の光源手段は、互いに独立に変調された複数の光束を出射する複数の発光部を有することを特徴とする請求項7に記載のカラー画像形成装置。   8. The color image forming apparatus according to claim 7, wherein the light source means of each of the scanning optical devices has a plurality of light emitting portions that emit a plurality of light beams modulated independently of each other. 前記同期検出手段は前記複数の発光部から出射された複数の光束に対して各々主走査方向の走査開始タイミングを制御することを特徴とする請求項8に記載のカラー画像形成装置。   9. The color image forming apparatus according to claim 8, wherein the synchronization detecting unit controls scanning start timing in the main scanning direction for each of the plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units. 前記検出用光学素子はアナモフィックレンズより成ることを特徴とする請求項7乃至9の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。   The color image forming apparatus according to claim 7, wherein the detection optical element includes an anamorphic lens. 前記走査光学系は屈折光学素子と回折光学素子とを有していることを特徴とする請求項7乃至10の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。   The color image forming apparatus according to claim 7, wherein the scanning optical system includes a refractive optical element and a diffractive optical element.
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JP2009157269A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006215483A (en) * 2005-02-07 2006-08-17 Ricoh Co Ltd Optical scanner, method of detecting of reference luminous flux, and image forming apparatus
JP4673078B2 (en) * 2005-02-07 2011-04-20 株式会社リコー Optical scanning apparatus and image forming apparatus
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