JP2005265904A - Optical scanner and color image forming apparatus using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置に関し、特に各色間の走査線ずれを抑えてカラー画像情報等を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。 The present invention relates to an optical scanning device and a color image forming apparatus using the optical scanning device, and more particularly, to record color image information or the like while suppressing deviation of scanning lines between colors, for example, a laser beam printer having an electrophotographic process or digital copying. And an image forming apparatus such as a multifunction printer (multifunction printer).
従来よりレーザービームプリンター（ＬＢＰ）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等に用いられる光走査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）等の光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学素子（結像素子）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。 Conventionally, in an optical scanning device used for a laser beam printer (LBP), a digital copying machine, a multifunction printer, or the like, a light beam modulated and emitted from a light source means in accordance with an image signal, for example, a rotating polygon mirror (polygon mirror) or the like Are periodically deflected by an optical deflector, and focused on a photosensitive recording medium (photosensitive drum) surface by a scanning optical element (imaging element) having fθ characteristics, and the surface is optically scanned. Image recording is performed.
図１１はこの種の従来の光走査装置に要部概略図である。同図において光源手段111から出射した発散光束はコリメータレンズ112により略平行光束とされ、絞り113によって該光束（光量）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114に入射している。シリンドリカルレンズ114に入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副走査断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115の偏向面（反射面）115ａにほぼ線像として結像している。そして光偏向器115の偏向面115ａで偏向反射された光束はｆθ特性を有する走査光学素子（ｆθレンズ）116を介して被走査面としての感光ドラム面117上に導光し、該光偏向器115を矢印S方向に回転させることによって、該感光ドラム面117上を矢印E方向に光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面117上に画像記録を行なっている。 FIG. 11 is a schematic view of the main part of a conventional optical scanning apparatus of this type. In the same figure, the divergent light beam emitted from the light source means 111 is made into a substantially parallel light beam by the collimator lens 112, and the light beam (light quantity) is limited by the stop 113 and is incident on the cylindrical lens 114 having a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction. doing. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 114, the light beam exits as it is in a substantially parallel light beam in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam is converged and formed as a substantially linear image on the deflecting surface (reflecting surface) 115a of the optical deflector 115 composed of a rotating polygon mirror (polygon mirror). The light beam deflected and reflected by the deflecting surface 115a of the optical deflector 115 is guided to a photosensitive drum surface 117 as a scanned surface via a scanning optical element (fθ lens) 116 having fθ characteristics, and the optical deflector. By rotating 115 in the direction of arrow S, the photosensitive drum surface 117 is optically scanned in the direction of arrow E. As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 117 as a recording medium.
図１２は図１１に示した光走査装置を複数用い、かつ共通の光偏向器を用いて画像を形成する画像形成装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図１３は図１２に示した画像形成装置により各々異なる感光ドラム面上に各色毎の画像情報を記録し、カラー画像を形成するカラー画像形成装置の要部概略図である。 FIG. 12 is a sectional view (sub-scanning sectional view) of the principal part in the sub-scanning direction of an image forming apparatus that uses a plurality of optical scanning devices shown in FIG. 11 and forms an image using a common optical deflector, and FIG. FIG. 13 is a schematic diagram of a main part of a color image forming apparatus that records image information for each color on different photosensitive drum surfaces by the image forming apparatus shown in FIG. 12 to form a color image.
図１２、図１３において90は光走査装置、18BK，18C，18M，18Yは各々像担持体としての感光ドラム、3BK，3C，3M，3Yは各々現像器、2BK，2C，2M，2Yは各々1次帯電器、4BK，42C，4M，4Yは各々クリーニング、21は給紙板、22は給紙ローラ、23は中間転写ベルト、24は転写ローラ、25は定着器、26はレジ検出手段、27は排紙ローラである。 12 and 13, reference numeral 90 denotes an optical scanning device, 18BK, 18C, 18M, and 18Y each represent a photosensitive drum as an image carrier, 3BK, 3C, 3M, and 3Y each represent a developing unit, and 2BK, 2C, 2M, and 2Y each represent Primary charger, 4BK, 42C, 4M and 4Y are each cleaned, 21 is a paper feed plate, 22 is a paper feed roller, 23 is an intermediate transfer belt, 24 is a transfer roller, 25 is a fixing device, 26 is a register detection means, 27 Is a paper discharge roller.
図１２、図１３における画像形成装置は上記の光走査装置により４本の光束が走査され、各々がB（ブラック）、C（シアン）、M（マゼンタ）、Y（イエロー）の各色に対応し、各々並行して感光ドラム1BK，１C，１M，１Y面上に画像信号を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。 The image forming apparatus in FIGS. 12 and 13 is scanned with four light beams by the above-described optical scanning device, and each corresponds to each color of B (black), C (cyan), M (magenta), and Y (yellow). In parallel, image signals are recorded on the photosensitive drums 1BK, 1C, 1M, and 1Y, respectively, and a color image is printed at high speed.
このようなカラー画像形成装置では複数の走査線を重ね合わせ画像形成を行うため、特に各色間の走査線ずれ（以下「レジストレーションずれ」とも称す。）を少なくすることが重要である。この走査線ずれを調整（補正）する方法としては、例えば転写ベルト23上を精度良く搬送している転写材に各レジストレーション検出画像（以下「レジスト検出画像」とも称す。）シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを形成し、各レジスト検出画像の位置をレジ検出手段26で検出し、該検出された信号に基づいて電気的に調整する方法がある。 In such a color image forming apparatus, since a plurality of scanning lines are overlapped to form an image, it is particularly important to reduce scanning line misalignment between colors (hereinafter also referred to as “registration misalignment”). As a method for adjusting (correcting) this scanning line deviation, for example, each registration detection image (hereinafter also referred to as “registration detection image”) cyan, magenta, yellow on a transfer material conveyed on the transfer belt 23 with high accuracy. There is a method in which black is formed, the position of each resist detection image is detected by the registration detection means 26, and the adjustment is performed electrically based on the detected signal.
しかしながらこの走査線ずれを電気的に調整することは非常に難しく、かつコストの点からもコスト高になるという問題点があった。そのため特に走査線湾曲、走査線傾き等の副走査方向のレジストレーション補正は光学系による補正が一般的である。 However, there is a problem that it is very difficult to electrically adjust the shift of the scanning line and the cost is high. Therefore, in particular, registration correction in the sub-scanning direction such as scanning line curvature and scanning line inclination is generally performed by an optical system.
この走査線湾曲や走査線傾き等を光学系で補正する光走査装置は種々と提案されている（例えば特許文献１，２，３参照）。 Various optical scanning devices that correct the scanning line curvature, the scanning line inclination, and the like with an optical system have been proposed (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).
特許文献１においては３枚設けた反射ミラーのうち、反射面の相対角度が９０°とされたミラー対以外の反射ミラーを回転、移動させることで走査線傾きを補正している。また走査線湾曲については平行平面ガラスを光偏向器の近傍と感光ドラムの近傍にそれぞれ配置し、該走査線湾曲を相殺することにより補正を行っている。 In Patent Document 1, among the three reflecting mirrors provided, the scanning line inclination is corrected by rotating and moving a reflecting mirror other than the mirror pair whose reflecting surface has a relative angle of 90 °. Further, the scanning line curve is corrected by arranging parallel plane glasses in the vicinity of the optical deflector and in the vicinity of the photosensitive drum, and canceling the scanning line curve.
特許文献２、３においては結像光学系と被走査面との間に設けた複数の平面ミラーのうち、最も被走査面側の平面ミラー(最終平面ミラー)を撓ませることにより走査線湾曲を補正している。
しかしながら、これらのミラーによる走査線湾曲調整や走査線傾き調整等においては、調整による主走査方向のレジストレーションの悪化への対応が十分考慮されていなかった。 However, in the scanning line curve adjustment and the scanning line inclination adjustment using these mirrors, the countermeasure to the deterioration of the registration in the main scanning direction due to the adjustment has not been sufficiently considered.
本発明は走査線湾曲や走査線傾き等を主走査方向のレジストレーションずれを悪化させることなく補正することができる高精細な印字に適したコンパクトな光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置の提供を目的とする。 The present invention provides a compact optical scanning device suitable for high-definition printing capable of correcting scanning line curvature, scanning line inclination, etc. without deteriorating registration deviation in the main scanning direction, and a color image forming apparatus using the same. The purpose is to provide.
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴としている。
The optical scanning device of the invention of claim 1
An optical scanning device having a plurality of scanning optical systems each having an optical deflector for deflecting a light beam emitted from a light source means and an imaging optical system for guiding the light beam deflected by the optical deflector onto a surface to be scanned In
The optical deflector is commonly used for the plurality of scanning optical systems,
In each optical path of the plurality of scanning optical systems, at least one mirror is provided between the imaging optical system and the surface to be scanned, and the position is closest to the surface to be scanned among the at least one mirror. The scanning line curve on the surface to be scanned is adjusted by making the mirror to be concave or convex according to the direction of the surface normal of the mirror.
請求項２の発明の光走査装置は、
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構は該ミラーの両端を支持すると共に、該ミラーの支持点の外側の一点を押圧し、入射光束に対し凹面を形成する機構と、該ミラーの両端の支持点間の一点を押圧し、入射光束に対し凸面を形成する機構のいずれか一方を有し、その押圧位置を支持点に対して互いに等距離の位置としており、
該ミラーベンディング機構を設けた該ミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device according to a second aspect of the present invention comprises:
An optical scanning device having a plurality of scanning optical systems each having an optical deflector for deflecting a light beam emitted from the light source means and an imaging optical system for guiding the light beam deflected by the optical deflector onto a surface to be scanned In
The optical deflector is commonly used for the plurality of scanning optical systems,
In each optical path of the plurality of scanning optical systems, at least one mirror is provided between the imaging optical system and the surface to be scanned, and the position is closest to the surface to be scanned among the at least one mirror. A mirror bending mechanism for bending the mirror is provided on the mirror to be
The mirror bending mechanism supports both ends of the mirror and presses one point outside the support point of the mirror to form a concave surface with respect to the incident light beam and presses one point between the support points at both ends of the mirror. And having either one of the mechanisms for forming a convex surface with respect to the incident light beam, and the pressing positions thereof are equidistant from each other with respect to the support point,
The mirror provided with the mirror bending mechanism has a concave shape or a convex shape corresponding to the direction of the surface normal of the mirror, thereby adjusting the scanning line curvature on the scanned surface. Optical scanning device.
請求項３の発明の光走査装置は、
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構を設けたミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整し、
かつ該ミラーベンディング時の該ミラーの押圧位置を隣接する走査光学系で主走査方向において、該結像光学系の光軸に対して逆方向となるように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減することを特徴としている。
An optical scanning device according to a third aspect of the present invention comprises:
An optical scanning device having a plurality of scanning optical systems each having an optical deflector for deflecting a light beam emitted from the light source means and an imaging optical system for guiding the light beam deflected by the optical deflector onto a surface to be scanned In
The optical deflector is commonly used for the plurality of scanning optical systems,
In each optical path of the plurality of scanning optical systems, at least one mirror is provided between the imaging optical system and the surface to be scanned, and the position is closest to the surface to be scanned among the at least one mirror. A mirror bending mechanism for bending the mirror is provided on the mirror to be
By adjusting the mirror provided with the mirror bending mechanism to a concave shape or a convex shape corresponding to the direction of the surface normal of the mirror, the scanning line curvature on the scanned surface is adjusted,
Further, by setting the pressing position of the mirror at the time of mirror bending to be opposite to the optical axis of the imaging optical system in the main scanning direction in the adjacent scanning optical system, the scanning line curve adjustment is performed. It is characterized by reducing registration deviation in the main scanning direction.
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記複数の走査光学系の最も被走査面側の配置された各々のミラーのうち、その面法線が同一方向のミラーは、同一の形状より成ることを特徴としている。
The invention of claim 4 is the invention of claim 1, 2 or 3,
Among the mirrors arranged on the most scanned surface side of the plurality of scanning optical systems, the mirrors whose surface normals are in the same direction have the same shape.
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、
前記最も被走査面側に配置されたミラーは、前記結像光学系よりも前記被走査面側に近い位置に配置されてい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 mirror disposed closest to the surface to be scanned is disposed at a position closer to the surface to be scanned than the imaging optical system.
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、
前記結像光学系の以降に配置されるミラーの枚数は、各走査光学系において同数であ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 number of mirrors arranged after the imaging optical system is the same in each scanning optical system.
請求項７の発明は請求項２又は３の発明において、
前記走査線湾曲の調整を行う際には、前記複数の走査光学系の光束に対して各々軸上及び最軸外の３像高における照射位置を測定し、該測定された照射位置のデータから各走査光学系の走査線湾曲量を導出し、該導出結果により、前記ミラーベンディング機構により補正される方向に最もその走査線湾曲量が最大の走査光学系を基準の走査光学系とし、他の走査光学系を該ミラーベンディング機構により該基準の走査光学系の走査線湾曲量に一致するように調整することを特徴としている。
The invention of claim 7 is the invention of claim 2 or 3,
When adjusting the scanning line curvature, the irradiation positions at three image heights on the axis and the off-axis are measured for the light beams of the plurality of scanning optical systems, and the measured irradiation position data is used. Deriving the scanning line bending amount of each scanning optical system, and based on the derivation result, the scanning optical system having the largest scanning line bending amount in the direction corrected by the mirror bending mechanism is used as a reference scanning optical system, The scanning optical system is adjusted by the mirror bending mechanism so as to coincide with the scanning line bending amount of the reference scanning optical system.
請求項８の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１乃至７の何れか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体を有することを特徴としている。
The color image forming apparatus according to the invention of claim 8 provides:
Each of the optical scanning devices according to any one of claims 1 to 7 is disposed on a surface to be scanned, and has a plurality of image carriers that form images of different colors.
請求項９の発明は請求項８の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
The invention of claim 9 is the invention of claim 8,
It is characterized by having a printer controller that converts color signals input from an external device into image data of different colors and inputs them to each optical scanning device.
本発明によれば複数の走査光学系の各々の光路中において、最も走査面側のミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、走査線湾曲や走査線曲がり等を主走査方向のレジストレーションずれ（色ずれ）を悪化させることなく補正することができる高精細な印字に適したコンパクトな光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を達成することができる。 According to the present invention, in the optical path of each of the plurality of scanning optical systems, the mirror on the most scanning surface side is formed in a concave shape or a convex shape corresponding to the direction of the surface normal of the mirror, whereby the scanning line A compact optical scanning device suitable for high-definition printing and a color image forming apparatus using the same capable of correcting curvature, scanning line bending, etc. without deteriorating registration shift (color shift) in the main scanning direction 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の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)、図２は図１において光偏向器を挟んで片側の走査光学系（例えばステーションS3,S4）の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図３は本発明の実施例１のカラー画像形成装置の要部概要図である。 FIG. 1 is a sectional view (sub-scanning sectional view) of the principal part in the sub-scanning direction of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a scanning optical system (for example, stations S3 and S4) on one side with the optical deflector in FIG. FIG. 3 is a main part sectional view of the color image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
ここで、主走査方向とは光偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（光偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは光偏向器の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で結像光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。 Here, the main scanning direction indicates a direction perpendicular to the rotation axis of the optical deflector and the optical axis of the imaging optical system (the direction in which the light beam is reflected and deflected (deflected and scanned) by the optical deflector). Indicates a direction parallel to the rotation axis of the optical deflector. The main scanning section indicates a plane parallel to the main scanning direction and including the optical axis of the imaging optical system. The sub-scanning cross section indicates a cross section perpendicular to the main scanning cross section.
図中、10は光走査装置であり、後述する構成より成る4つの走査光学系（以下「ステーション」とも称す。）S1,S2,S3,S4を有している。本実施例における4つのステーションS1,S2,S3,S4の光学特性はすべて同一特性と成るように構成されており、以下１つのステーションについて説明する。 In the figure, reference numeral 10 denotes an optical scanning device, which has four scanning optical systems (hereinafter also referred to as “stations”) S1, S2, S3, and S4 having the configuration described later. The optical characteristics of the four stations S1, S2, S3, and S4 in this embodiment are all configured to be the same, and one station will be described below.
11は光源手段であり、画像信号に応じて光変調された光束を発しており、例えば半導体レーザ等より成っている。尚、光源手段11は複数の発光部(発光点)より構成しても良い。 A light source means 11 emits a light beam that is light-modulated in accordance with an image signal, and is composed of, for example, a semiconductor laser. The light source means 11 may be composed of a plurality of light emitting units (light emitting points).
13は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。 Reference numeral 13 denotes an aperture stop which shapes the beam shape by limiting the passing light beam.
12は変換光学素子（例えばコリメーターレンズ等）であり、光源手段１１から発した光束を略平行光束（もしくは略発散光束もしくは略収束光束）に変換している。 A conversion optical element (for example, a collimator lens) 12 converts a light beam emitted from the light source means 11 into a substantially parallel light beam (or a substantially divergent light beam or a substantially convergent light beam).
14はシリンドリカルレンズ（レンズ系）であり、副走査方向にのみ所定の屈折力（パワー）を有しており、コリメータレンズ12を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器15の偏向面15aの近傍にほぼ線像として一旦結像させている。尚、開口絞り13、コリメータレンズ12、そしてシリンドリカルレンズ14等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。尚、シリンドリカルレンズ14は2つの光源手段11に対して共用して設けたが、それぞれ独立して設けても良い。 A cylindrical lens (lens system) 14 has a predetermined refractive power (power) only in the sub-scanning direction, and deflects the light beam that has passed through the collimator lens 12 within the sub-scanning section by an optical deflector 15 described later. A line image is once formed in the vicinity of the surface 15a. Each element such as the aperture stop 13, the collimator lens 12, and the cylindrical lens 14 constitutes an element of the incident optical system. Although the cylindrical lens 14 is provided in common for the two light source means 11, it may be provided independently.
15は光偏向器であり、各ステーションS1,S2,S3,S4で共通に用いられており、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。 An optical deflector 15 is commonly used in each of the stations S1, S2, S3, and S4, and is composed of, for example, a four-sided polygon mirror (rotating polygon mirror), and driving means such as a motor (not shown) ) At a constant speed in the direction of arrow A in the figure.
尚、本実施例では偏向面が副走査方向に一段のポリゴンミラーを用いたが、これに限らず、例えば二段より成るポリゴンミラーを用いても良い。 In this embodiment, a polygon mirror having a single deflection surface in the sub-scanning direction is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a polygon mirror having two stages may be used.
16は結像光学系であり、主に主走査方向にのみパワーを有するトーリックレンズ16aと、主に副走査方向にパワーを有する長尺トーリックレンズ16bとを有している。尚、トーリックレンズ16aと、長尺トーリックレンズ16bは共に樹脂レンズより構成されている。 An imaging optical system 16 has a toric lens 16a mainly having power only in the main scanning direction and a long toric lens 16b mainly having power in the sub-scanning direction. Both the toric lens 16a and the long toric lens 16b are made of resin lenses.
本実施例では副走査方向のパワーをトーリックレンズ16bの射出面に略集中させており、これにより結像光学系16を構成するレンズの偏心による走査線湾曲の発生を低減している。また結像光学系16はポリゴンミラー15によって反射偏向された画像情報に基づく光束を各々対応する被走査面としての感光ドラム18（18BK，18C，18M，18Y）面上に結像させ、かつ副走査断面内においてポリゴンミラー15の偏向面15aと感光ドラム18面との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。28は同期検出用のレンズ(BDレンズ)、29は同期検出用のセンサー(BDセンサー)である。 In this embodiment, the power in the sub-scanning direction is substantially concentrated on the exit surface of the toric lens 16b, thereby reducing the occurrence of scanning line curvature due to the eccentricity of the lenses constituting the imaging optical system 16. The imaging optical system 16 forms an image on the photosensitive drum 18 (18BK, 18C, 18M, 18Y) surface as a scanning surface corresponding to the light beam based on the image information reflected and deflected by the polygon mirror 15, and the sub optical system 16 By having a conjugate relationship between the deflection surface 15a of the polygon mirror 15 and the surface of the photosensitive drum 18 in the scanning section, a tilt correction function is provided. 28 is a synchronization detection lens (BD lens), and 29 is a synchronization detection sensor (BD sensor).
尚、光源手段11、開口絞り13、コリメータレンズ12、シリンドリカルレンズ14、光偏向器15、そして結像光学系16等の各要素は走査光学系(ステーション)の一要素を構成している。 Each element such as the light source means 11, the aperture stop 13, the collimator lens 12, the cylindrical lens 14, the optical deflector 15, and the imaging optical system 16 constitutes one element of a scanning optical system (station).
17は開口部、18(18BK，18C，18M，18Y)は各々像担持体としての感光ドラムである。19は折り返しミラー、20(20BK，20C，20M，20Y)は各ステーションS1,S2,S3,S4において、最も被走査面18側に配置されたミラー（以下「最終折り返しミラー」とも称す。）であり、結像光学系16よりも感光ドラム18面側に近い位置に配置されている。 Reference numeral 17 denotes an opening, and 18 (18BK, 18C, 18M, 18Y) are photosensitive drums as image carriers. Reference numeral 19 denotes a folding mirror, and 20 (20BK, 20C, 20M, 20Y) are mirrors (hereinafter also referred to as “final folding mirrors”) arranged closest to the scanning surface 18 in each of the stations S1, S2, S3, and S4. In other words, it is disposed closer to the photosensitive drum 18 surface side than the imaging optical system 16.
本実施例では最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yへ入射する光束の方向が隣り合うステーションにおいて互いに異なるように構成している。 In the present embodiment, the directions of the light beams incident on the final folding mirrors 20BK, 20C, 20M, and 20Y are different from each other at adjacent stations.
本実施例における最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yは、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構(湾曲手段)を有し、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状より形成されている。 The final folding mirrors 20BK, 20C, 20M, and 20Y in this embodiment have a mirror bending mechanism (curving means) that curves the mirror, and have a concave shape or a convex shape corresponding to the direction of the surface normal of the mirror. Is formed.
本実施例では各ステーションS1,S2,S3,S4の最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yの面法線が同一方向の最終折り返しミラーを同一の形状より形成しており、例えばステーションS2,S4の最終折り返しミラー20C，20Yを凸面形状、ステーションS1,S3の最終折り返しミラー20BK，20Mを凹面形状より形成している。 In the present embodiment, the final folding mirrors 20BK, 20C, 20M, and 20Y of the final folding mirrors 20BK, 20C, 20M, and 20Y of the stations S1, S2, S3, and S4 are formed with the same shape, for example, the stations S2, S4 The final folding mirrors 20C and 20Y are formed in a convex shape, and the final folding mirrors 20BK and 20M in the stations S1 and S3 are formed in a concave shape.
また本実施例では結像光学系16以降に配置されるミラーの枚数を各々のステーションS1,S2,S3,S4において同数と成るようにしている。尚、本実施例では結像光学系16以降に1枚配置したが、2枚以上であっても良い。 In this embodiment, the number of mirrors arranged after the imaging optical system 16 is the same in each of the stations S1, S2, S3, and S4. In the present embodiment, one sheet is disposed after the imaging optical system 16, but two or more sheets may be provided.
3BK，3C，3M，3Yは各々現像器、2BK，2C，2M，2Yは各々1次帯電器、4BK，42C，4M，4Yは各々クリーニング、21は給紙板、22は給紙ローラ、23は中間転写ベルト、24は転写ローラ、25は定着器、26はレジ検出手段、27は排紙ローラ、LBK，LC，LM，LYは各々光束である。 3BK, 3C, 3M, and 3Y are each a developing unit, 2BK, 2C, 2M, and 2Y are each primary chargers, 4BK, 42C, 4M, and 4Y are each cleaning, 21 is a sheet feeding plate, 22 is a sheet feeding roller, and 23 is An intermediate transfer belt, 24 is a transfer roller, 25 is a fixing device, 26 is a registration detecting means, 27 is a paper discharge roller, and LBK, LC, LM, and LY are light beams.
本実施例におけるカラー画像形成装置は上記の光走査装置10により４本の光束（レーザ光）が走査され、各々がB（ブラック）、C（シアン）、M（マゼンタ）、Y（イエロー）の各色に対応し、各々並行して感光ドラム18BK，18C，18M，18Y面上に画像信号を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。 In the color image forming apparatus in this embodiment, four light beams (laser beams) are scanned by the above-described optical scanning device 10, and each of B (black), C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) is scanned. Corresponding to each color, image signals are recorded on the photosensitive drums 18BK, 18C, 18M, and 18Y in parallel, and color images are printed at high speed.
本実施例においては画像情報に基づいて各々光変調された各光束LBK，LC，LM，LYが各々対応する感光ドラム18BK，18C，18M，18Y面上を照射して潜像を形成する。この潜像は１次帯電器2BK，2C，2M，2Yによって各々一様に帯電している感光ドラム18BK，18C，18M，18Y上に形成されており、現像器4BK，4C，4M，4Yによって各々シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像に可視像化され、中間転写ベルト23上で重ね合わされ、転写材P上に転写ローラ24で転写されることによってカラー画像が形成される。転写材P上に形成されたカラー画像は定着器25によって熱定着されたのち、排紙ローラ27などによって搬送されて装置外に出力される。 In this embodiment, the light beams LBK, LC, LM, and LY, which are each light-modulated based on the image information, irradiate the corresponding photosensitive drums 18BK, 18C, 18M, and 18Y surfaces to form latent images. The latent images are formed on the photosensitive drums 18BK, 18C, 18M, and 18Y that are uniformly charged by the primary chargers 2BK, 2C, 2M, and 2Y, respectively, and are developed by the developing devices 4BK, 4C, 4M, and 4Y. Cyan, magenta, yellow, and black images are visualized, superimposed on the intermediate transfer belt 23, and transferred onto the transfer material P by the transfer roller 24 to form a color image. The color image formed on the transfer material P is heat-fixed by the fixing device 25, and then conveyed by the paper discharge roller 27 and outputted outside the apparatus.
次に本実施例のカラー画像形成装置においてシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色を精度よく合わせるレジストレーションについて説明する。 Next, a description will be given of registration in which four colors of cyan, magenta, yellow, and black are accurately combined in the color image forming apparatus of this embodiment.
本実施例のカラー画像形成装置においてはレジスト検出画像を形成し、これを読み取るためのレジ検出手段26を設けることにより、レジストレーションを調整する機能を有している。 The color image forming apparatus of this embodiment has a function of adjusting registration by forming a registration detection image and providing registration detection means 26 for reading the registration detection image.
まずレジストレーションの検出方法について図４を用いて説明する。 First, a registration detection method will be described with reference to FIG.
同図において転写ベルト23上を精度よく搬送されている転写材Pにレジスト検出画像C1（シアン），M1（マゼンタ），Y1（イエロー），BK1（ブラック）を順に形成する。このレジスト検出画像C1，M1，Y1，BK1は、例えば同図に示すように左右に縦線を形成し、その間を横線でつなぐような画像であるとよい。このようなレジスト検出画像C1，M1，Y1，BK1を４色順に形成することにより、転写材Pの進行方向（矢印）の位置ずれ（先端位置ずれ）、左右方向の位置ずれ（左端位置ずれ）、左右方向の線長が異なる全体倍率ずれ、転写材の進行方向に対して直角にひかれた横線が傾いてしまう走査線傾きずれ、さらにこの横線が湾曲してしまう走査線湾曲(走査線曲がり）などを各検出センサー部26a，26b，26cが各々左端側、中央、右端側に配置されたレジ検出手段26で検出することができる。 In the drawing, resist detection images C1 (cyan), M1 (magenta), Y1 (yellow), and BK1 (black) are sequentially formed on a transfer material P that is conveyed on the transfer belt 23 with high accuracy. The resist detection images C1, M1, Y1, and BK1 are preferably images in which vertical lines are formed on the left and right as shown in FIG. By forming such resist detection images C1, M1, Y1, and BK1 in the order of four colors, the movement direction (arrow) of the transfer material P is shifted in position (tip position shift), and left and right is shifted (left end position shift). , Overall magnification deviations with different line lengths in the left-right direction, scanning line inclination deviations in which horizontal lines drawn at right angles to the moving direction of the transfer material are inclined, and scanning line curvatures in which the horizontal lines are curved (scanning line bending) Or the like can be detected by the registration detecting means 26 arranged on the left end side, the center, and the right end side of each detection sensor unit 26a, 26b, 26c, respectively.
各検出センサー部26a，26b，26cには各々光源26a-1，26b-1，26c-1とレジスト検出画像の位置を検知するための撮像部（CCD等）26a-2，26b-2，26c-2とが設けられており、レジスト検出画像の縦線と横線が基準位置からどの程度ずれているのかを検出することにより、前記のどのずれが生じているのかを切り分けて検出することができる。 Each detection sensor unit 26a, 26b, 26c has a light source 26a-1, 26b-1, 26c-1 and an imaging unit (CCD or the like) 26a-2, 26b-2, 26c for detecting the position of the resist detection image. -2 is provided, and by detecting how much the vertical and horizontal lines of the resist detection image are deviated from the reference position, it is possible to detect and detect which deviation is occurring. .
次にレジストレーションの調整について順に説明する。 Next, registration adjustment will be described in order.
転写材Pの進行方向の位置ずれ（先端位置ずれ）は各色の画像書き出しのタイミングを調整することによって合せることができる。左右方向の位置ずれ（左端位置ずれ）も光束の水平同期信号を発生させ、各色間でずれのないように画像書き出しタイミングを調整して同期をとることにより合せることができる。全体倍率ずれは各色で光束の光変調を行なう変調周波数を変えることにより、倍率補正を行なうことができる。 The positional deviation of the transfer material P in the traveling direction (tip positional deviation) can be adjusted by adjusting the timing of image writing for each color. Misalignment in the left-right direction (left-end misalignment) can also be adjusted by generating a horizontal sync signal of the luminous flux and adjusting the image writing timing so that there is no misalignment between the colors. The overall magnification deviation can be corrected by changing the modulation frequency at which the light beam is modulated for each color.
しかしながら前記走査線傾きずれや走査線湾曲等を画像信号を変えて調整するには、大掛かりでコストの高い構成を必要とする。また画像信号を順に送り出したのでは、この２つのずれを補正することが難しいので、まず画像信号を何ライン分か格納するための大容量のメモリが必要となる。さらにこれを走査線傾きずれ量や走査線湾曲量に合せて送信する画像信号の順序を変えなければいけない。 However, in order to adjust the scanning line tilt deviation, scanning line curvature, etc. by changing the image signal, a large-scale and high-cost configuration is required. Further, if the image signals are sent out in order, it is difficult to correct these two shifts, so that a large-capacity memory for storing several lines of the image signals is required. Further, it is necessary to change the order of image signals to be transmitted in accordance with the scanning line tilt deviation amount and the scanning line bending amount.
このように走査線傾きずれや走査線湾曲等は電気的に調整（補正）することが非常に難しいという問題点があった。 As described above, there is a problem that it is very difficult to electrically adjust (correct) the scan line tilt deviation, the scan line curvature, and the like.
そこで本実施例においては走査線湾曲の調整を上記の如く各々のステーションS1,S2,S3,S4の光路中に配した最も感光ドラム18面に近い最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yに、その形状を湾曲させるミラーベンディング機構を設け、該最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該感光ドラム18面上における走査線湾曲を調整し、また走査線傾きずれの調整を主に副走査方向にパワーを有する長尺トーリックレンズ16bを光軸周りに回転させることにより感光ドラム18面上への光束の照射位置を調整し、各色間の副走査方向のレジストレーションずれを小さく抑えている。 Therefore, in this embodiment, the adjustment of the scanning line curvature is arranged on the final folding mirrors 20BK, 20C, 20M, 20Y closest to the surface of the photosensitive drum 18 arranged in the optical path of each of the stations S1, S2, S3, S4 as described above. The photosensitive drum is provided with a mirror bending mechanism for curving the shape, and the final folding mirrors 20BK, 20C, 20M, and 20Y have a concave shape or a convex shape corresponding to the direction of the surface normal of the mirror. The light beam on the surface of the photosensitive drum 18 is adjusted by rotating the long toric lens 16b having power in the sub-scanning direction around the optical axis to adjust the scanning line curvature on the 18th surface and to adjust the scanning line tilt deviation mainly. Is adjusted so that the registration deviation between the colors in the sub-scanning direction is kept small.
本実施例におけるトーリックレンズ16aと長尺トーリックレンズ16bの形状は各々主走査方向が10次までの関数で表せる非球面形状、トーリックレンズの光軸との交点を原点とし、光軸方向をｘ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をｙ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をｚ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、 In this embodiment, the toric lens 16a and the long toric lens 16b have an aspherical shape in which the main scanning direction can be expressed by a function up to the 10th order. The origin is the intersection with the optical axis of the toric lens, and the optical axis direction is the x axis. When the axis orthogonal to the optical axis in the main scanning section is the y axis and the axis orthogonal to the optical axis in the sub scanning section is the z axis, the bus direction corresponding to the main scanning direction is
（但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ4、Ｂ6、Ｂ8、Ｂ10は非球面係数）
副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方向）と対応する子線方向が、
(Where R is the radius of curvature, and K, B 4 , B 6 , B 8 , and B 10 are aspheric coefficients)
The sub-scanning direction (the direction including the optical axis and orthogonal to the main scanning direction) and the sub-line direction are
ここで r’＝r0（1+D2Y2+ D4Y4+ D6Y6+ D8Y8+ D10Y10）
（但し、ｒ0は光軸上の子線曲率半径、Ｄ2、Ｄ4、Ｄ6 、Ｄ8 、Ｄ10は非球面係数）
本実施例における各レンズのレンズデータを表１に示す。
Where r '= r 0 (1 + D 2 Y 2 + D 4 Y 4 + D 6 Y 6 + D 8 Y 8 + D 10 Y 10 )
(Where r 0 is the radius of curvature on the optical axis on the optical axis, and D 2 , D 4 , D 6 , D 8 and D 10 are aspherical coefficients)
Table 1 shows lens data of each lens in this example.
本実施例における各ステーションS1,S2,S3,S4においてはコストダウンや騒音低減のために薄肉ポリゴンミラーを使用するために複数ステーションS1,S2,S3,S4の光路分離のため副走査方向に所定の角度をつけて各光束を入射させる、いわゆる斜入射光学系(以下「副走査斜入射光学系」とも称す。)の構成を用いている。副走査斜入射光学系はスポット回転や走査線湾曲が問題となるが、本実施例においては走査領域全域で副走査倍率を均一化し、長尺トーリックレンズ16bを副走査方向に偏心させることで、これらの問題点を解決し、設計上は走査線湾曲量を略０としている。 In each of the stations S1, S2, S3, and S4 in the present embodiment, a thin polygon mirror is used for cost reduction and noise reduction. A so-called oblique incidence optical system (hereinafter also referred to as “sub-scanning oblique incidence optical system”) in which each light beam is incident at an angle of is used. In the sub-scanning oblique incidence optical system, spot rotation and scanning line curve are problematic, but in this embodiment, the sub-scanning magnification is made uniform in the entire scanning region, and the long toric lens 16b is decentered in the sub-scanning direction. These problems are solved, and the scanning line bending amount is set to substantially zero in design.
次に具体的なレジストレーションずれの調整について説明する。 Next, specific adjustment of registration deviation will be described.
尚、本実施例の光走査装置及びカラー画像形成装置におけるレジストレーション調整は走査線湾曲、走査線傾き、片倍率等の光学的に補正するものは各光学部材を光学箱に取り付ける際に初期調整として実施し、書き出し位置、全体倍率等はレジ検出手段により検出を行い電気的に補正を行うことを前提としている。 The registration adjustment in the optical scanning apparatus and color image forming apparatus of this embodiment is an initial adjustment when each optical member is attached to the optical box for optical correction such as scanning line curvature, scanning line inclination, and half magnification. It is assumed that the writing position, overall magnification, etc. are detected by the registration detecting means and are electrically corrected.
本実施例においては最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yへ入射する光束の方向が隣り合うステーションで互いに異なることになるので凹面もしくは凸面の１方向のみの調整機構を考えた場合には、隣り合うステーションでミラーベンディング機構によるミラーの湾曲方向を異ならせればよい。 In this embodiment, since the directions of the light beams incident on the final folding mirrors 20BK, 20C, 20M, and 20Y are different from each other at adjacent stations, when considering an adjustment mechanism in only one direction of the concave surface or the convex surface, What is necessary is just to change the bending direction of the mirror by a mirror bending mechanism in a suitable station.
具体的なミラーベンディング機構としては図５(A),(B)に示すような構成を採ることが考えられる。尚、同図(A),(B)において、51は押圧部、52は調整ビス、53は支持点、矢印Aは押圧位置である
同図(B)のミラーベンディング機構はミラー(最終折り返しミラー)20の両端を支持すると共に、該ミラー20の支持点53の外側の一点を押圧し、入射光束に対し凹面を形成しており、同図(A)はミラー20の両端の支持点53間の１点を押圧し、入射光束に対し凸面を形成している。本実施例では押圧位置を支持点53に対して互いに等距離の位置とすることにより、ミラー形状を略同一にしている。尚、ここで等距離の位置とはミラーの長さの±１０%以内のことである。
As a specific mirror bending mechanism, it is conceivable to adopt a configuration as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B). In FIGS. 7A and 7B, 51 is a pressing portion, 52 is an adjustment screw, 53 is a support point, and arrow A is a pressing position. The mirror bending mechanism in FIG. ) Supports both ends of 20 and presses one point outside the support point 53 of the mirror 20 to form a concave surface with respect to the incident light beam. FIG. 1 is pressed to form a convex surface with respect to the incident light beam. In this embodiment, the mirror positions are made substantially the same by making the pressing positions equidistant from each other with respect to the support point 53. Here, the equidistant position is within ± 10% of the length of the mirror.
このような構成を用いた場合にはミラー20をベンディングさせた際の該ミラー20の最大変位点と結像光学系16の光軸と該ミラー20の交点とが一致せず、かつ最大変位点の左右の形状が異なるために走査線湾曲の補正にともない片倍率、走査線傾き等が発生することとなる。ここで発生する片倍率、走査線傾き自体は図６(A),(B),(C)に示す調整により補正することは可能である。 When such a configuration is used, the maximum displacement point of the mirror 20 when the mirror 20 is bent does not coincide with the intersection of the optical axis of the imaging optical system 16 and the mirror 20, and the maximum displacement point Since the left and right shapes are different from each other, a half magnification, a scan line inclination, and the like are generated as the scan line curvature is corrected. The half magnification and the scanning line inclination itself generated here can be corrected by adjustment shown in FIGS. 6 (A), (B), and (C).
しかしながら、この場合には中間像高に残存する全体倍率ずれが大きくなる。 However, in this case, the overall magnification deviation remaining at the intermediate image height increases.
尚、図６(A),(B),(C)は各々各調整項目の敏感度及びその調整方法を示した図であり、同図(A)は片倍率調整として長尺トーリックレンズ16bを主走査方向へシフトさせたときの調整敏感度及び調整方法を示した図、同図(B)は走査線傾き調整として長尺トーリックレンズ16bを光軸周り回転させたときの調整敏感度及び調整方法を示した図、同図(C)は照射位置調整として長尺トーリックレンズ16bを副走査方向へシフトさせたときの調整敏感度及び調整方法を示した図である。 FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams showing the sensitivity of each adjustment item and the adjustment method, respectively, and FIG. 6A shows a long toric lens 16b as a single magnification adjustment. Adjustment sensitivity and adjustment method when shifted in the main scanning direction, (B) shows adjustment sensitivity and adjustment when the long toric lens 16b is rotated around the optical axis as the scanning line tilt adjustment FIG. 10C is a diagram showing the adjustment sensitivity when the long toric lens 16b is shifted in the sub-scanning direction as the irradiation position adjustment.
そこで本実施例においては図７(B)に示すようにミラーの押圧位置Hを隣接するステーションが主走査方向において、結像光学系の光軸に対して逆方向と成るように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減している。尚、図７(A),(B)は各々ミラーベンディン機構の配置とその際の主走査方向のレジストレーションの残差を示した図である。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7B, the pressing position H of the mirror is set so that the adjacent station is opposite to the optical axis of the imaging optical system in the main scanning direction. The registration deviation in the main scanning direction due to the scanning line curve adjustment is reduced. FIGS. 7A and 7B are views showing the arrangement of the mirror bending mechanism and the registration residual in the main scanning direction at that time.
同図(A)は各ステーションで同量の走査線湾曲を補正した場合に生じる像高ずれを片倍率調整後、画像クロック変調により全体倍率調整を行った後の残差を４ステーション重ねたものであり、押圧位置Hを全て同じ側に設定している。この場合には同図(A)に示すように各ステーション間の像高ずれが非常に大きくなってしまうことが分る。 Figure (A) shows the image height deviation that occurs when the same amount of scanning line curvature is corrected at each station, after adjusting the single magnification, and then overlaying the residuals after adjusting the overall magnification by image clock modulation for 4 stations. The pressing positions H are all set on the same side. In this case, it can be seen that the image height deviation between the stations becomes very large as shown in FIG.
本実施例においては図７(B)に示すようにミラーの押圧位置Hを隣接するステーションで主走査方向において、結像光学系の光軸に対して逆方向と成るように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを有効に低減している。 In this embodiment, as shown in FIG. 7B, by setting the pressing position H of the mirror in the main scanning direction at the adjacent station so as to be opposite to the optical axis of the imaging optical system, Registration deviation in the main scanning direction due to scanning line curve adjustment is effectively reduced.
このように本実施例では上記の如く配置上、ミラーの中央部にテンションをかけて、該ミラーを変形させることができない場合には図５(B)に示すように支持点外を押圧することで凹面を形成し、また図５(A)に示すように支持点内の支持点近傍位置を押圧することで凸面を形成し、かつそのミラーの押圧位置Hを隣接するステーションで主走査方向において結像光学系の光軸に対して逆向きとなるように設定することで全て同じ側にテンションをかけて湾曲させるよりも走査線湾曲調整に伴う主走査方向のレジずれを有効に低減することができる。 As described above, in this embodiment, when the mirror cannot be deformed by applying tension to the center of the mirror due to the arrangement as described above, the outside of the support point is pressed as shown in FIG. 5 (B). 5A, and a convex surface is formed by pressing the position near the support point in the support point as shown in FIG. 5A, and the pressing position H of the mirror is set in the main scanning direction at the adjacent station. By setting it to be opposite to the optical axis of the imaging optical system, it is possible to effectively reduce the registration deviation in the main scanning direction associated with the scanning line curve adjustment, rather than bending all the same side with tension. Can do.
次に具体的な調整手順について図８を用いて説明する。 Next, a specific adjustment procedure will be described with reference to FIG.
図８は本実施例の調整手順のブロック図である。本実施例では大きく分けて測定、走査線調整、確認といった段階を経て調整を実施する。まず、結像光学系16を構成するトーリックレンズ（G１）16aを固定し、調整する長尺トーリックレンズ(G２)16bを板バネで仮止めをする。仮止めの後、各ステーションS1,S2,S3,S4のピント測定、軸上及び最軸外の3像高における照射位置を測定し、該測定された照射位置のデータ(信号)から各ステーションS1,S2,S3,S4の走査線湾曲、走査線傾き、走査線高さ、片倍率を算出し、走査線の調整のフローに入る。各調整の順番としては走査線湾曲、片倍率、走査線傾き、走査線高さの順で調整する。この順番で調整するのは先に述べたようにミラーベンディング機構により走査線湾曲調整を行うことにより片倍率及び走査線傾きが発生するため、その分を補正するためにこの順番としている。 FIG. 8 is a block diagram of the adjustment procedure of this embodiment. In the present embodiment, the adjustment is roughly performed through the steps of measurement, scanning line adjustment, and confirmation. First, the toric lens (G1) 16a constituting the imaging optical system 16 is fixed, and the long toric lens (G2) 16b to be adjusted is temporarily fixed with a leaf spring. After temporary fixing, the focus measurement of each station S1, S2, S3, S4, the irradiation position at the three image heights on the axis and off-axis are measured, and each station S1 from the data (signal) of the measured irradiation position , S2, S3, S4, the scanning line curve, the scanning line inclination, the scanning line height, and the half magnification are calculated, and the scanning line adjustment flow is entered. As the order of each adjustment, adjustment is performed in the order of scanning line curvature, half magnification, scanning line inclination, and scanning line height. As described above, the adjustment is performed in this order because the half magnification and the scanning line inclination are generated by performing the scanning line curve adjustment by the mirror bending mechanism.
まず走査線湾曲の調整についてはミラーベンディング機構により補正される方向に最もその走査線湾曲量が最大のステーションを基準のステーションとし、他のステーションをミラーベンディング機構により該基準のステーションの走査線湾曲量に一致するように調整を行う。 First, regarding the adjustment of the scanning line curvature, the station having the largest scanning line curvature in the direction corrected by the mirror bending mechanism is set as the reference station, and the other stations are set as the scanning line curvature amount of the reference station by the mirror bending mechanism. Make adjustments to match
走査線湾曲の調整後、片倍率、走査線傾き、走査線高さをそれぞれ長尺トーリックレンズ16bの主走査方向へのシフト、主走査方向の光軸周りの回転、副走査方向へのシフトにより順に調整を行っていく。全調整終了の後、再度測定を行い確認し所定の規格内に収まっていれば長尺トーリックレンズ16bを接着固定し、ミラーベンディング機構の調整ビスを封印して調整完了となり、規格を満たさない場合には再度走査線調整を行うこととなる。 After adjusting the scanning line curvature, the half magnification, the scanning line inclination, and the scanning line height are shifted by the long toric lens 16b in the main scanning direction, rotated around the optical axis in the main scanning direction, and shifted in the sub scanning direction, respectively. Make adjustments in order. After all adjustments are completed, re-measure and check, and if it is within the specified standard, the long toric lens 16b is adhered and fixed, the adjustment screw of the mirror bending mechanism is sealed, and the adjustment is completed. In this case, the scanning line adjustment is performed again.
尚、長尺トーリックレンズ16bの接着固定に関しては、仮止め時に紫外線硬化樹脂等をレンズの接着面に塗布した上で仮止めし、調整終了後紫外線照射により固着させることが好ましい。 As for the adhesion and fixation of the long toric lens 16b, it is preferable that the ultraviolet curable resin or the like is applied to the adhesion surface of the lens at the time of temporary fixing, and then temporarily fixed, and then fixed by ultraviolet irradiation after the adjustment is completed.
また長尺トーリックレンズ16bを副走査方向の光軸を中心として回動させることでも走査線湾曲を補正することが可能ではあるが、本実施例においては、いわゆる副走査斜入射光学系を採用しているため、この方法ではスポットの劣化（スポットの回転）が大きく、本実施例のようなミラーベンディングによる調整の方がスポットの劣化が小さく有効である。 Although it is possible to correct the scanning line curvature by rotating the long toric lens 16b about the optical axis in the sub-scanning direction, this embodiment employs a so-called sub-scanning oblique incidence optical system. Therefore, in this method, spot deterioration (spot rotation) is large, and adjustment by mirror bending as in this embodiment is effective because the spot deterioration is small.
本実施例では前述の如くミラーベンディング機構を有する折り返しミラー20を結像光学系16よりも感光ドラム18面側に近い位置に配置している。これにより調整による結像性能の悪化は光偏向器15側に配置した場合よりも小さくすることができる。 In this embodiment, as described above, the folding mirror 20 having the mirror bending mechanism is arranged at a position closer to the photosensitive drum 18 surface side than the imaging optical system 16. As a result, the deterioration of the imaging performance due to the adjustment can be made smaller than when it is arranged on the optical deflector 15 side.
また本実施例においては前述の如く結像光学系16以降に配置されるミラーの枚数を各々の走査光学系S1,S2,S3,S4において同数となるように設定している。これにより結像光学系16を構成する樹脂レンズの成形による反りによる走査線湾曲を各被走査面上で、その湾曲方向が同じにすることができ、調整量を低減でき、有効である。また結像光学系16の成形時に発生する反り等による走査線湾曲の方向を揃えることができ、これにより走査線湾曲調整量を低減できるため他の結像性能等への影響を低減することができる。 In the present embodiment, as described above, the number of mirrors arranged after the imaging optical system 16 is set to be the same in each of the scanning optical systems S1, S2, S3, and S4. Thus, the scanning line curvature due to the warp due to the molding of the resin lens constituting the imaging optical system 16 can be made the same in the curved direction on each scanned surface, and the adjustment amount can be reduced, which is effective. In addition, it is possible to align the direction of the scanning line curve due to warpage or the like that occurs during molding of the imaging optical system 16, thereby reducing the amount of adjustment of the scanning line curve, thereby reducing the influence on other imaging performance and the like. it can.
尚、本実施例ではステーションS1,S3の最終折り返しミラー20BK,20Mのミラー形状を凹面形状、ステーションS2,S4の最終折り返しミラー20C,20Yのミラー形状を凸面形状としたが、その逆の構成（例えば最終折り返しミラー20BK,20Mのミラー形状を凸面形状、最終折り返しミラー20C,20Yのミラー形状を凹面形状）でもよく、また被走査面上における走査線湾曲を調整することができれば、特にその形状は特定しない。 In this embodiment, the mirror shape of the final folding mirrors 20BK and 20M of the stations S1 and S3 is a concave shape, and the mirror shape of the final folding mirrors 20C and 20Y of the stations S2 and S4 is a convex shape. For example, the mirror shape of the final folding mirrors 20BK and 20M may be a convex shape, and the mirror shape of the final folding mirrors 20C and 20Y may be a concave shape). If the scanning line curvature on the scanned surface can be adjusted, Not specified.
また本実施例は最終折り返しミラーに予め形状を設定したミラーを用いても良く、またはミラーベンディング機構でミラーの形状を設定した後は、ミラーベンディング機構を取り除くようにして光走査装置を構成しても良い。 In this embodiment, a mirror whose shape is set in advance may be used as the final folding mirror, or after setting the shape of the mirror with the mirror bending mechanism, the optical scanning device is configured by removing the mirror bending mechanism. Also good.
図９は本発明の実施例２の副走査断面図である。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. 9 is a sub-scan sectional view of Embodiment 2 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と異なる点は光偏向器15を挟んで左右で最終折り返しミラー81,82,83,84への光束の入射方向を互いに異ならせて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と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。 即ち、本実施例では光偏向器15を挟んで左右で最終折り返しミラー81,82,83,84への光束の入射方向が異なることから、ミラーベンディング機構による最終折り返しミラー81,82,83,84の湾曲方向を光偏向器15を挟んで左右で異ならせれば良いことに成る。 This embodiment is different from the first embodiment in that the incident directions of the light beams to the final folding mirrors 81, 82, 83, 84 are different from each other with the optical deflector 15 in between. Other configurations and optical actions are substantially the same as those in the first embodiment, and the same effects are obtained. That is, in this embodiment, since the incident direction of the light beam to the final folding mirrors 81, 82, 83, 84 is different on the left and right with the optical deflector 15 in between, the final folding mirrors 81, 82, 83, 84 by the mirror bending mechanism are different. It is sufficient to make the bending direction of the left and right different from each other with the optical deflector 15 in between.
即ち、本実施例ではステーションS3,S4の最終折り返しミラー83,84のミラー形状を凸面形状、ステーションS1,S2の最終折り返しミラー81,82のミラー形状を凹面形状とすることにより、感光ドラム18面上における走査線湾曲を調整し、かつミラーの押圧位置を隣接するステーションで主走査方向において、結像光学系16の光軸に対して逆方向になるように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減している。 That is, in this embodiment, the mirror shape of the final folding mirrors 83 and 84 of the stations S3 and S4 is a convex shape, and the mirror shape of the final folding mirrors 81 and 82 of the stations S1 and S2 is a concave shape, so that the surface of the photosensitive drum 18 Adjusting the scanning line curve above and adjusting the scanning line curve by setting the mirror pressing position in the main scanning direction to be opposite to the optical axis of the imaging optical system 16 at the adjacent station This reduces the registration deviation in the main scanning direction.
尚、最終折り返しミラーを湾曲させたときの被走査面における走査線湾曲の方向は、該最終折り返しミラーに入射する光束の入射方向により一意的にきまる。したがって上記実施例１,２に示した構成に限らず、例えば各ステーションにおいて最終折り返しミラーへの光束の入射方向を揃えておけば、該最終折り返しミラーを湾曲させる方向も統一することができ、これにより調整機構や調整を簡易化することができる。 Note that the direction of the scanning line curve on the surface to be scanned when the final folding mirror is curved is uniquely determined by the incident direction of the light beam incident on the final folding mirror. Therefore, the configuration is not limited to the configuration shown in the first and second embodiments. For example, if the incident direction of the light beam to the final folding mirror is aligned in each station, the direction of bending the final folding mirror can be unified. Thus, the adjustment mechanism and adjustment can be simplified.
［カラー画像形成装置］
図１０は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、複数の光束に対し１つの光偏向器を共用する光走査装置で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である。
[Color image forming apparatus]
FIG. 10 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The present embodiment is a tandem type color image forming apparatus that records image information on a photosensitive drum surface, which is an image carrier, with an optical scanning device that shares one optical deflector for a plurality of light beams.
図１０において、６０はカラー画像形成装置、１０は実施形態１、２に示したいずれかの構成を有する光走査装置、６１，６２，６３，６４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、６７は搬送ベルトである。 In FIG. 10, 60 is a color image forming apparatus, 10 is an optical scanning device having any one of the configurations shown in the first and second embodiments, 61, 62, 63 and 64 are photosensitive drums as image carriers, Reference numerals 32, 33, and 34 denote developing units, and 67 denotes a conveyance belt.
図１０において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器６５からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ６６によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、光走査装置１０に入力される。そして、光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム６１，６２，６３，６４の感光面が主走査方向に走査される。 In FIG. 10, the color image forming apparatus 60 receives R (red), G (green), and B (blue) color signals from an external device 65 such as a personal computer. These color signals are converted into C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) image data (dot data) by a printer controller 66 in the apparatus. These image data are input to the optical scanning device 10. The optical scanning device emits light beams 41, 42, 43, and 44 that are modulated in accordance with each image data, and the photosensitive surfaces of the photosensitive drums 61, 62, 63, and 64 are subjected to main scanning by these light beams. Scanned in the direction.
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置１０からの複数の光束、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６１，６２，６３，６４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 according to this embodiment corresponds to a plurality of light beams from the optical scanning device 10, each corresponding to C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black). Image signals (image information) are recorded on the photosensitive drums 61, 62, 63, and 64, and a color image is printed at high speed.
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く１つの光走査装置１０により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム６１，６２，６３，６４面上に形成している。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。 In the color image forming apparatus according to this embodiment, as described above, a single optical scanning device 10 uses a light beam based on each image data to convert each color latent image onto the corresponding photosensitive drums 61, 62, 63, and 64. Is formed. Thereafter, a single full color image is formed by multiple transfer onto a recording material.
前記外部機器６５としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。 As the external device 65, for example, a color image reading device including a CCD sensor may be used. In this case, the color image reading apparatus and the color image forming apparatus 60 constitute a color digital copying machine.
１０ 光走査装置
１１ 光源手段
１２ 光束変換素子
１３ 開口絞り
１４ シリンドリカルレンズ
１５ 光偏向器
１６ 結像光学系
１６ａ トーリックレンズ
１６ｂ 長尺トーリックレンズ
１８（18BK,18C,18M,18Y） 像担持体（感光ドラム）
１９ 折り返しミラー
２０(20BK，20C，20M，20Y) 最終折り返しミラー
Ｓ１，Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４ 走査光学系(ステーション)
２ＢＫ,２Ｃ,２Ｍ,２Ｙ １次帯電器
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ＢＫ 現像器
４ＢＫ,４２Ｃ,４Ｍ,４Ｙ クリーニング
２６ レジ検出手段
３１、３２、３３、３４ 現像器
４１，４２，４３，４４ 光ビーム
６１，６２，６３，６４ 感光ドラム
６５ 外部機器
６６ プリンタコントローラ
６７ 搬送ベルト
６０ カラー画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical scanning device 11 Light source means 12 Light beam conversion element 13 Aperture stop 14 Cylindrical lens 15 Optical deflector 16 Imaging optical system 16a Toric lens 16b Long toric lens 18 (18BK, 18C, 18M, 18Y) Image carrier (photosensitive drum) )
19 Folding mirror 20 (20BK, 20C, 20M, 20Y) Final folding mirror S1, S2, S3, S4 Scanning optical system (station)
2BK, 2C, 2M, 2Y Primary charger 3Y, 3M, 3C, 3BK Developer 4BK, 42C, 4M, 4Y Cleaning 26 Registration detection means 31, 32, 33, 34 Developer 41, 42, 43, 44 Light beam 61, 62, 63, 64 Photosensitive drum 65 External device 66 Printer controller 67 Conveying belt 60 Color image forming apparatus
Claims (9)
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device having a plurality of scanning optical systems each having an optical deflector for deflecting a light beam emitted from the light source means and an imaging optical system for guiding the light beam deflected by the optical deflector onto a surface to be scanned In
The optical deflector is commonly used for the plurality of scanning optical systems,
In each optical path of the plurality of scanning optical systems, at least one mirror is provided between the imaging optical system and the surface to be scanned, and the position is closest to the surface to be scanned among the at least one mirror. An optical scanning device characterized in that a scanning line curve on the surface to be scanned is adjusted by forming a mirror to be concave or convex corresponding to the direction of the surface normal of the mirror.
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構は該ミラーの両端を支持すると共に、該ミラーの支持点の外側の一点を押圧し、入射光束に対し凹面を形成する機構と、該ミラーの両端の支持点間の一点を押圧し、入射光束に対し凸面を形成する機構のいずれか一方を有し、その押圧位置を支持点に対して互いに等距離の位置としており、
該ミラーベンディング機構を設けた該ミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device having a plurality of scanning optical systems each having an optical deflector for deflecting a light beam emitted from a light source means and an imaging optical system for guiding the light beam deflected by the optical deflector onto a surface to be scanned In
The optical deflector is commonly used for the plurality of scanning optical systems,
In each optical path of the plurality of scanning optical systems, at least one mirror is provided between the imaging optical system and the surface to be scanned, and the position is closest to the surface to be scanned among the at least one mirror. A mirror bending mechanism for bending the mirror is provided on the mirror to be
The mirror bending mechanism supports both ends of the mirror and presses one point outside the support point of the mirror to form a concave surface with respect to the incident light beam and presses one point between the support points at both ends of the mirror. And having either one of the mechanisms for forming a convex surface with respect to the incident light beam, and the pressing positions thereof are equidistant from each other with respect to the support point,
The mirror provided with the mirror bending mechanism has a concave shape or a convex shape corresponding to the direction of the surface normal of the mirror, thereby adjusting the scanning line curvature on the scanned surface. Optical scanning device.
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構を設けたミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整し、
かつ該ミラーベンディング時の該ミラーの押圧位置を隣接する走査光学系で主走査方向において、該結像光学系の光軸に対して逆方向となるように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減することを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device having a plurality of scanning optical systems each having an optical deflector for deflecting a light beam emitted from the light source means and an imaging optical system for guiding the light beam deflected by the optical deflector onto a surface to be scanned In
The optical deflector is commonly used for the plurality of scanning optical systems,
In each optical path of the plurality of scanning optical systems, at least one mirror is provided between the imaging optical system and the surface to be scanned, and the position is closest to the surface to be scanned among the at least one mirror. A mirror bending mechanism for bending the mirror is provided on the mirror to be
By adjusting the mirror provided with the mirror bending mechanism to a concave shape or a convex shape corresponding to the direction of the surface normal of the mirror, the scanning line curvature on the scanned surface is adjusted,
Further, by setting the pressing position of the mirror at the time of mirror bending to be opposite to the optical axis of the imaging optical system in the main scanning direction in the adjacent scanning optical system, the scanning line curve adjustment is performed. An optical scanning device characterized by reducing registration deviation in a main scanning direction.
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