JP2005309336A - 光走査方法・光走査装置および画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光源からの光ビームを光偏向器により偏向させ、偏向された光ビームを走査結像光学系により被走査面上に光スポットとして集光させて光走査を行い、被走査面上における、走査線の傾きと走査線の曲がりとのうちの少なくとも一方を補正するために、偏向された光ビームの光路を機械的に微小変化させるとともに、上記光路の微小変化に伴う被走査面上における光スポットの主走査方向の位置偏差を画像信号の印加タイミングの調整により補正して光走査を行う。
【選択図】 図1
Description
勿論、モノクロ画像を画像形成する場合でも、走査線の曲がりや傾きは無いに越したことはない。
この場合には、光路屈曲ミラーの極値で反射された光線の、被走査面における到達点の前後の像高で、位置偏差の像高に対する補正量が極値を取るようにするのが良い。
上において「偏向された光ビームの光路を機械的に微小変化させる。」の意味するところは、請求項1に関連して上に述べたところと同じである。
最初に説明する例は、図1における光路屈曲ミラー227の「姿勢を調整」する方法である。図2は、この調整方法を模式的に示している。図2(a)において、符号102は被走査面を示す。被走査面102は実態的には図1の感光体102であるが、図2(a)においては説明の簡単のために平面的に図示している。
図4において、符号102は被走査面(実体的には感光体102)、符号227は光路屈曲ミラーを示す。図4(a)に示すように、光路屈曲ミラー227の長手方向(主走査方向)の両端部をA2、C2、中央部をB2とし、長手方向両端部A2、C2と中央部B2とに、鏡面に直交する方向に「互いに逆向きの力」を作用させて光路屈曲ミラー227を撓ませる。すると、図4(b)に示す如く、光路屈曲ミラー227により反射される光ビームは、光路屈曲ミラー227の撓みに応じて副走査方向へ変化する。これにより、被走査面102における走査線SLは図4(a)に示す如く湾曲するが、光路屈曲ミラー227の撓み量を調整することにより、走査線SLの湾曲の程度を変化させることができるので、このことを利用して「走査線の曲がり」を補正することができる。
例えば、図6は、光路屈曲ミラー227を姿勢調整(端部A側を支点とする回動調整)することにより走査線の傾きを補正した状態を示している。光路屈曲ミラー227は姿勢調整前には破線で示す状態にあるが、実線で示す状態へ姿勢を調整することにより、走査線の傾きを調整している。なお、図6において「走査結像光学系」とあるのは、光偏向器以降において光路屈曲ミラー227に至る光路上の光学系(第1レンズ218、第2レンズ220等)をまとめて模式的に示すものである。
位置偏差の補正量を「画素ごと」に設定すれば、各画素に応じて光スポットを適正な位置(走査線の傾きに起因する位置偏差を完全に補正した状態)に補正することができる。しかしながら、実用上からは必ずしもこのような完全な補正は必要ではなく、有効光走査領域を複数の領域に分割して、例えば、図8(b)に示すように、各領域では補正量を領域に応じた一定値とし、全体として、図8(a)の位置偏差を階段状に近似するような補正を行うようにしても良いし、あるいは、図8(c)に示すように、位置偏差の補正量を折れ線的に変化させて位置偏差を近似するような補正を行っても良い。
図10〜図12を参照すると、図10において、画素クロック生成回路10は高周波クロック生成回路11、カウンタ12、比較回路13及び画素クロック制御回路14を有する。高周波クロック生成回路11は画素クロックPCLKの基準となる高周波クロックVCLKを生成する。画素クロックPCLKは「画像信号のクロック」である。
図1に即して説明したのは、この図14に示す画像形成装置のうち「感光体102に光走査を行う部分」である。
図1に即して説明したように、この画像形成装置においては、各感光体101〜104は、2本の光ビームによりマルチ光ビーム光走査される。
この画像形成装置は「レーザプリンタ」である。レーザプリンタ100は、被走査面の実体をなす潜像担持体111として「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ112、現像装置113、転写ローラ114、クリーニング装置115が配設されている。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。更に、レーザ光の光ビームLBにより光走査を行う光走査装置117が設けられ、帯電ローラ112と現像装置113との間で「光書込による露光」を行うようになっている。
実施例用に「シングルビーム走査方式の光走査装置」を試作した。光偏向器から被走査面に至る光路上には、図1に示した光走査装置と同様に2枚の光路屈曲ミラーを配し、走査線の傾き・曲がりを補正するのに「被走査面に近い光路屈曲ミラー」を傾けあるいは撓めて湾曲させるようにする。
「ミラー回動後位置ずれ」とあるのは、光路屈曲ミラーMRの姿勢調整を行って走査線の傾きを補正した後の位置偏差である。この位置偏差の情況を、図17に曲線17Bで示す。この位置偏差には走査結像光学系に固有の位置偏差が含まれている。
「補正後位置ずれ」とあるのは、補正により「走査線の傾きを補正したことに起因して生じた位置偏差」を補正した後の光スポットの位置偏差を表す。図17に曲線17Dでこれを示す。曲線17Dは、走査結像光学系に固有の位置偏差である曲線17Aと実質的に合致しており、これから、上記補正により「走査線の傾きを補正したことに起因して生じた位置偏差」が極めて良好に補正されたことが分かる。
図19における曲線19A(ミラーたわませ前)は、走査結像光学系に固有の位置偏差(走査線の曲がりを補正する前)である。
「ミラーたわませ後位置ずれ」は、光路屈曲ミラーMRを撓ませて走査線の曲がりを補正した後の位置偏差である。この位置偏差の情況を図19に曲線19Bで示す。この位置偏差には走査結像光学系に固有の位置偏差が含まれている。
「補正後位置ずれ」とあるのは、補正により「走査線の曲がりを補正したことに起因して生じた位置偏差」を補正した後の光スポットの位置偏差を表す。図19に曲線19Dでこれを示す。曲線19Dは、走査結像光学系に固有の位置偏差である曲線19Aと実質的に合致しており、これから、上記補正により「走査線の傾きを補正したことに起因して生じた位置偏差」が極めて良好に補正されたことが分かる。
210 シリンドリカルレンズ
218 第1レンズ
224 光路屈曲ミラー
220 第2レンズ
102 感光体
Claims (34)
- 光源からの光ビームを光偏向器により偏向させ、偏向された光ビームを走査結像光学系により被走査面上に光スポットとして集光させて光走査を行う光走査方法において、
被走査面上における、走査線の傾きと走査線の曲がりとのうちの少なくとも一方を補正するために、偏向された光ビームの光路を機械的に微小変化させるとともに、上記光路の微小変化に伴う、被走査面上における光スポットの主走査方向の位置偏差を画像信号の印加タイミングの調整により補正して光走査を行うことを特徴とする光走査方法。 - 請求項1記載の光走査方法において、
走査線の傾きを補正するために、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上の光学素子の姿勢を調整して光ビームの光路を微小変化させることを特徴とする光走査方法。 - 請求項2記載の光走査方法において、
光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上のレンズの姿勢を調整して光ビームの光路を微小変化させることを特徴とする光走査方法。 - 請求項2または3記載の光走査方法において、
光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上の光路屈曲ミラーの姿勢を調整して光ビームの光路を微小変化させることを特徴とする光走査方法。 - 請求項4記載の光走査方法において、
1以上の光路屈曲ミラーの姿勢の調整を、光スポットの主走査方向の位置偏差の、像高に対する特性が極値を1つ持つように行うことを特徴とする光走査方法。 - 請求項1〜5の任意の1に記載の光走査方法において、
走査線の曲がりを補正するために、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうちの1以上を変形して光ビームの光路を微小変化させることを特徴とする光走査方法。 - 請求項6記載の光走査方法において、
光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上のレンズを主走査方向に変形して光ビームの光路を微小変化させることを特徴とする光走査方法。 - 請求項6または7記載の光走査方法において、
光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上の光路屈曲ミラーを主走査方向に撓ませて光ビームの光路を微小変化させることを特徴とする光走査方法。 - 請求項8記載の光走査方法において、
1つの光路屈曲ミラーを主走査方向に撓ませて光ビームの光路を微小変化させ、上記主走査方向に撓められた光路屈曲ミラーの鏡面形状における極値の数:n(≧1)に対し、光スポットの主走査方向の位置偏差が像高に対して(n+1)個の極値を持つように、上記光路屈曲ミラーを撓めることを特徴とする光走査方法。 - 請求項1〜9の任意の1に記載の光走査方法において、
光スポットの主走査方向の位置偏差の、像高に対する補正量を、
被走査面上における、走査線の傾きの補正量、もしくは、走査線の曲がりの補正量、または走査線の傾きおよび走査線の曲がりの補正量に対応させて決定することを特徴とする光走査方法。 - 請求項1〜10の任意の1に記載の光走査方法において、
光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、画像信号のクロックの位相シフトにより行うことを特徴とする光走査方法。 - 請求項1〜10の任意の1に記載の光走査方法において、
光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、画像信号のクロックの周波数を変化させることにより行うことを特徴とする光走査方法。 - 請求項1〜12の任意の1に記載の光走査方法において、
光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、有効光走査幅が所定の幅となるように行うことを特徴とする光走査方法。 - 請求項1〜13の任意の1に記載の光走査方法において、
光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、主走査方向における光スポットの間隔が等間隔的となるように行うことを特徴とする光走査方法。 - 請求項1〜14の任意の1に記載の光走査方法において、
有効光走査領域を複数領域に分割し、光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を各領域ごとに設定し、個々の領域内では同一の調整を行うことを特徴とする光走査方法。 - 1以上の光源からの光ビームを1以上の光偏向器により偏向させ、偏向された光ビームを1以上の走査結像光学系により1以上の被走査面へ光スポットとして集光させ、上記1以上の被走査面を光走査する光走査装置を用い、1以上の被走査面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像として可視化し、得られたトナー像をシート状記録媒体に転写・定着して画像形成を行う画像形成方法において、
1以上の被走査面に対して、請求項1〜15の任意の1に記載の光走査方法による光走査を行うことを特徴とする画像形成方法。 - 請求項16記載の画像形成方法において、
光源および被走査面が2以上であって、各被走査面に形成される静電潜像が互いに異なる色のトナー画像として可視化され、各色トナー画像が同一のシート状記録媒体上へ互いに重ね合わせて転写・定着されてカラー画像が形成され、
各被走査面に対する光走査の走査線の形状が互いに実質的に同一と成るように、且つ、光スポットの主走査方向における位置偏差を実質的に同一に補正することを特徴とする画像形成方法。 - 1以上の光源からの光ビームを1以上の光偏向器により偏向させ、偏向された光ビームを1以上の走査結像光学系により1以上の被走査面へ光スポットとして集光させ、上記1以上の被走査面を光走査する光走査装置において、
1以上の被走査面における、走査線の傾きもしくは走査線の曲がり、または走査線の傾きと走査線の曲がりとを補正する走査線補正手段と、
この走査線補正手段による補正に起因する、光スポットの主走査方向における位置偏差を補正する位置偏差補正手段とを有し、
上記走査線補正手段は、走査線の傾きもしくは走査線の曲がり、または走査線の傾きと走査線の曲がりとを補正するため、偏向された光ビームの光路を機械的に微小変化させ、
上記位置偏差補正手段は、光スポットの主走査方向の位置偏差を、画像信号の印加タイミングの調整により補正することを特徴とする光走査装置。 - 請求項18記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、走査線の傾きを補正するために、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうちの、1以上の光学素子の姿勢を調整するように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項19記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、走査線の傾きを補正するために、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上のレンズの姿勢を調整して光ビームの光路を微小変化させるように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項19または20記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、走査線の傾きを補正するために、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上の光路屈曲ミラーの姿勢を調整して光ビームの光路を微小変化させるように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項21記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、1以上の光路屈曲ミラーの姿勢の調整を、光スポットの主走査方向の位置偏差の像高に対する特性が、極値を1つ持つように行うことを特徴とする光走査装置。 - 請求項18〜22の任意の1に記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、走査線の曲がりを補正するために、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうちの1以上を変形して、光ビームの光路を微小変化させるように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項23記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上のレンズを主走査方向に変形して、光ビームの光路を微小変化させるように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項23または24記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、光偏向器から被走査面に至る光路中に設けられた光学素子のうち、1以上の光路屈曲ミラーを主走査方向に撓ませて光ビームの光路を微小変化させるように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項25記載の光走査装置において、
走査線補正手段が、1つの光路屈曲ミラーを主走査方向に撓ませて光ビームの光路を微小変化させ、上記主走査方向に撓められた光路屈曲ミラーの鏡面形状における極値の数:n(≧1)に対し、光スポットの主走査方向の位置偏差が、像高に対して(n+1)個の極値を持つように、上記光路屈曲ミラーを撓めるように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項18〜26の任意の1に記載の光走査装置において、
位置偏差補正手段における光スポットの主走査方向の位置偏差の、像高に対する補正量が、走査線補正手段による走査線の傾きの補正量、もしくは、走査線の曲がりの補正量、または走査線の傾きおよび走査線の曲がりの補正量に対応させて決定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項18〜27の任意の1に記載の光走査装置において、
位置偏差補正手段が、光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、画像信号のクロックの位相シフトにより行うことを特徴とする光走査装置。 - 請求項18〜27の任意の1に記載の光走査装置において、
位置偏差補正手段が、光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、画像信号のクロックの周波数を変化させることにより行うことを特徴とする光走査装置。 - 請求項18〜29の任意の1に記載の光走査装置において、
位置偏差補正手段が、光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、有効光走査幅が所定の幅となるように行うことを特徴とする光走査装置。 - 請求項18〜30の任意の1に記載の光走査装置において、
位置偏差補正手段が、光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための、画像信号の印加タイミングの調整を、主走査方向における光スポットの間隔が等間隔的となるように行うことを特徴とする光走査装置。 - 請求項18〜31の任意の1に記載の光走査装置において、
位置偏差補正手段による位置偏差補正が、有効光走査領域を複数領域に分割し、光スポットの主走査方向の位置偏差を補正するための画像信号の印加タイミングの調整を領域ごとに設定し、個々の領域内では同一の調整を行うように設定されていることを特徴とする光走査装置。 - 1以上の光源からの光ビームを1以上の光偏向器により偏向させ、偏向された光ビームを1以上の走査結像光学系により1以上の被走査面へ光スポットとして集光させ、上記1以上の被走査面を光走査する光走査装置を用い、1以上の被走査面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像として可視化し、得られたトナー像をシート状記録媒体に転写・定着して画像形成を行う画像形成装置において、
光走査装置として、請求項18〜32の任意の1に記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項33記載の画像形成装置において、
光源および被走査面が2以上であって、各被走査面に形成される静電潜像が互いに異なる色のトナー画像として可視化され、各色トナー画像が同一のシート状記録媒体上へ互いに重ね合わせて転写・定着されてカラー画像が形成され、
各被走査面における走査線の形状が互いに実質的に同一と成るように走査線補正を行い、且つ、各被走査面における光スポットの主走査方向の位置偏差の補正が実質的に同じになるように位置偏差補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
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