JP2006215483A - Optical scanner, method of detecting of reference luminous flux, and image forming apparatus - Google Patents

Optical scanner, method of detecting of reference luminous flux, and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006215483A
JP2006215483A JP2005030695A JP2005030695A JP2006215483A JP 2006215483 A JP2006215483 A JP 2006215483A JP 2005030695 A JP2005030695 A JP 2005030695A JP 2005030695 A JP2005030695 A JP 2005030695A JP 2006215483 A JP2006215483 A JP 2006215483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
optical
light
light beam
scanned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005030695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4673078B2 (en
Inventor
Migaku Amada
天田  琢
Yoshiaki Hayashi
善紀 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2005030695A priority Critical patent/JP4673078B2/en
Publication of JP2006215483A publication Critical patent/JP2006215483A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4673078B2 publication Critical patent/JP4673078B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner capable of reducing the positional displacement of dots between a plurality of light beams (luminous fluxes). <P>SOLUTION: In the case of an optical system in which the luminous flux made incident on a scanning optical system 15 is "a divergent luminous flux" in a main scanning cross section, the light spot distance e(-') between two light spots can be increased by dislocating a synchronization detection sensor 18 from a position optically equivalent to a face to be scanned 16 in the direction where the sensor 18 moves away from a polygon mirror 14. Namely, the relation e(-')>e1>e(-) is established. Further, the positional relation of the two light spots approaches the relation ¾e1-e(-')¾≈¾e2-e(-')¾, (where e1-e(-)'<0 and e2-e(-)'>0), and "the overall bad impression of a picture" of an outputted picture on a recording medium is reduced by the coincidence of centers of the optical scanning widths of the two laser beams. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光走査を行う光走査装置、該光走査装置を用いた基準光束の検出方法、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device that performs optical scanning, a method for detecting a reference light beam using the optical scanning device, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a plotter having the optical scanning device.

光源側からの発散性又は収束性をもつ光束を、回転多面鏡等の光偏向器を用いて光走査する光走査装置においては、上記光偏向器の各反射面の回転軸からの距離が互いに異なっている(形状誤差がある)場合には、上記形状誤差による反射点位置ばらつきに起因して、いわゆる「縦線揺らぎ」が発生する。
これによる画像品質劣化を低減するため、特許第3466370号公報には、同期検知センサの受光面を結像位置からずらして配置することを特徴とする1ビーム走査装置が開示されている。
In an optical scanning device that optically scans a light beam having divergence or convergence from the light source side using an optical deflector such as a rotary polygon mirror, the distances from the rotation axes of the reflecting surfaces of the optical deflector are mutually different. If they are different (there is a shape error), so-called “vertical line fluctuation” occurs due to the reflection point position variation due to the shape error.
In order to reduce image quality deterioration due to this, Japanese Patent No. 3466370 discloses a one-beam scanning device characterized in that the light receiving surface of the synchronization detection sensor is shifted from the imaging position.

特許第3466370号公報Japanese Patent No. 3466370

[2ビーム走査装置に関して]
光走査装置は光プリンタ等に関連して広く知られている。光走査装置の光源は一般に半導体レーザであって、発散性の光束を発するので、この光束を以降の光学系に適合しやすい光束にするためにカップリングレンズが用いられる。
このようなカップリングレンズとしては、従来より、半導体レーザからの発散性の光束を平行光束化するコリメートレンズが知られている。
近年では、光走査の高速化、高密度化を図るため、光源数(すなわち走査する光束数)を複数とした「マルチビーム走査方式」が一般的になってきている。
マルチビーム走査を達成する方法として、(1)複数の発光点を有するマルチビーム半導体レーザを用いる方法や、(2)複数の半導体レーザから出射された光束をビーム合成プリズム等のビーム合成手段を用いて合成する方法等が従来から提案されてきた。
(2)の変形例として、ビーム合成手段を用いずに、2つの光ビームを直接光偏向器に対して、ある開き角を有して入射させる方式等も実用化されている。
[Regarding the two-beam scanning device]
Optical scanning devices are widely known in connection with optical printers and the like. Since the light source of the optical scanning device is generally a semiconductor laser and emits a divergent light beam, a coupling lens is used to make this light beam easily compatible with the subsequent optical system.
Conventionally known as such a coupling lens is a collimating lens that converts a divergent light beam from a semiconductor laser into a parallel light beam.
In recent years, in order to increase the speed and density of optical scanning, the “multi-beam scanning method” in which the number of light sources (that is, the number of light beams to be scanned) is plural has become common.
As a method for achieving multi-beam scanning, (1) a method using a multi-beam semiconductor laser having a plurality of light emitting points, and (2) a beam combining means such as a beam combining prism for light beams emitted from a plurality of semiconductor lasers. Conventionally, methods for synthesizing these have been proposed.
As a modification of (2), a system in which two light beams are directly incident on the optical deflector with a certain opening angle without using beam combining means has been put into practical use.

また、カップリングレンズとして、半導体レーザからの発散光束を発散性もしくは収束性の光束に変換するものの利用が意図されている。このようなカップリングレンズにより、例えば収束光束にカップリングされた光束を光走査に用いると、従来fθレンズとして知られている走査結像レンズのパワーを小さくでき、薄肉化できるので、走査結像レンズをプラスチックで成形加工するような場合に有利である。
光源側からの光束を偏向させる光偏向器としては、偏向反射面により光源側からの光束を反射させ、上記偏向反射面を等速回転させることにより反射光束を等角速度的に偏向させるものが広く用いられている。
このような光偏向器に対し、主走査断面において異なる開き角を有する、すなわち互いに非平行な2つの光ビームを入射させた場合、偏向反射面における2つの光ビームの反射点は、光偏向器の回転に伴い移動する。
カップリングレンズにより「発散性もしくは収束性の光束」にカップリングされた光束を用いる光走査装置の場合、上記のような2つの光ビームの反射点位置ずれに起因して、光走査における2つの光ビームの書き出し位置と書き込み終了位置ずれが発生してしまう。
Further, it is intended to use a coupling lens that converts a divergent light beam from a semiconductor laser into a divergent or convergent light beam. With such a coupling lens, for example, when a light beam coupled to a convergent light beam is used for optical scanning, the power of a conventional scanning imaging lens known as an fθ lens can be reduced and the thickness can be reduced. This is advantageous when the lens is molded with plastic.
As an optical deflector for deflecting a light beam from the light source side, there is a wide variety of optical deflectors that reflect the light beam from the light source side by a deflecting reflection surface and deflect the reflected light beam at a constant angular velocity by rotating the deflection reflection surface at a constant speed. It is used.
When two light beams having different opening angles in the main scanning section, that is, non-parallel to each other, are incident on such an optical deflector, the reflection point of the two light beams on the deflecting reflection surface is the optical deflector. It moves with the rotation.
In the case of an optical scanning device that uses a light beam coupled to a “divergent or convergent light beam” by a coupling lens, the two scanning points in the optical scanning are caused by the positional deviation of the reflection points of the two light beams as described above. A deviation between the writing position of the light beam and the writing end position occurs.

[タンデム式カラー画像形成装置に関して]
近年、走査光学系の光学素子にはプラスチック材料が多く使われている。走査光学系においては、主走査方向に長い形状の光学素子が多く、保持方法によっては走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれとなる。また、光学素子のハウジングへの取り付け誤差も走査面上での副走査対応方向への走査位置ずれとなり、無視できない大きさになる場合が多い。
更に、複数の走査手段を持つ画像形成装置においては、走査手段を保持固定しているハウジング間の温度偏差により、各走査手段毎に走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なってしまう。
一方、複数の光ビームを単一の偏向器に入射させて走査し、光学素子を副走査方向に重ね合わせて配置する方式(同一の光学ハウジング内に全ての走査手段を保持する方式)においても、前記走査光学系の形状誤差、取付誤差、同一ハウジング内での温度分布の影響により、各感光体での走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なってしまう。
[Regarding Tandem Color Image Forming Apparatus]
In recent years, plastic materials are often used for optical elements of scanning optical systems. In the scanning optical system, there are many optical elements that are long in the main scanning direction, and depending on the holding method, the scanning position shifts in the sub-scanning corresponding direction such as scanning line inclination and scanning line bending. Further, the mounting error of the optical element to the housing is also a shift in the scanning position in the sub-scanning corresponding direction on the scanning surface, and often has a size that cannot be ignored.
Further, in an image forming apparatus having a plurality of scanning means, scanning in the sub-scanning corresponding direction such as scanning line inclination and scanning line bending for each scanning means due to temperature deviation between housings holding and fixing the scanning means. The amount of displacement is different.
On the other hand, in a system in which a plurality of light beams are incident on a single deflector to scan and optical elements are superposed in the sub-scanning direction (a system in which all scanning means are held in the same optical housing) Due to the shape error, mounting error of the scanning optical system, and temperature distribution within the same housing, the amount of scan position deviation in the sub-scanning corresponding direction such as scan line tilt and scan line bending on each photoconductor differs. End up.

タンデム型のフルカラー画像形成装置においては、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に対応して4つの感光体ドラムを転写ベルトの搬送面に沿って並設し、ビーム走査装置により各感光体ドラムに対応して設けられたビームを走査して、該感光体ドラム周面に静電潜像を形成すると共に該当する色のトナーで顕像化し、これを転写ベルトによって搬送されるシート上に順次転写して多色画像を形成するようになっている。
このため、各色毎にばらばらの副走査対応方向の走査位置ずれが生じてしまうと画質の低下、色ずれなどを引き起こす。
このような出力画像品質劣化を抑制するための1つの手段として、経時的、温度変化に伴う走査線傾きを補正する方法があるが、そのためには、走査線傾きの程度(絶対値、又はステーション間の相対値)を把握する必要がある。上記走査線傾きを検出する手段として、種々の検知センサが提案されている。このような検知センサの多くは、その受光面を光ビームが走査する(横切る)時間を検出・計測し、その検出結果を「長さ」に換算する構成を採用している。
In the tandem type full-color image forming apparatus, four photosensitive drums corresponding to each of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) are arranged along the transfer belt conveyance surface. The beam scanning device scans the beam provided corresponding to each photosensitive drum, and forms an electrostatic latent image on the peripheral surface of the photosensitive drum and visualizes it with toner of the corresponding color. Are sequentially transferred onto a sheet conveyed by a transfer belt to form a multicolor image.
For this reason, if the scanning position shift in the sub-scanning corresponding direction is different for each color, the image quality is deteriorated and the color shift is caused.
As one means for suppressing such output image quality degradation, there is a method of correcting the scanning line inclination with the temperature change over time, and for that purpose, the degree of the scanning line inclination (absolute value or station) It is necessary to grasp the relative value). Various detection sensors have been proposed as means for detecting the scanning line inclination. Many of such detection sensors employ a configuration in which the time during which the light beam scans (crosses) the light receiving surface is detected and measured, and the detection result is converted to “length”.

上述のように、カップリングレンズにより「発散性もしくは収束性の光束」にカップリングされた光束を用いる光走査装置の場合、光走査における2つの光ビームの書き出し位置と書き込み終了位置の位置ずれ、すなわち2つの光ビーム間のドット位置ずれが発生してしまう。
このような光走査装置を露光手段として用いた画像形成装置による出力画像は、品質が低下しやすい。
また、上述のように、経時、温度変化に伴う走査線傾きを検出するために、光走査装置内に検知センサが備えられることが多い。しかしながら上記検知用センサは、走査線傾き量(すなわち走査位置又は光ビーム位置)そのものを検出するのではなく、検知用センサ受光面を光ビームが走査する(横切る)時間を計測し、それを「長さ」に換算している。
そのため、検知用センサの配置が不適切である場合には、走査時間を高精度に計測できたとしても、走査距離(すなわち光ビームの位置)を正確に求められない虞があった。
As described above, in the case of an optical scanning device that uses a light beam coupled to a “divergent or convergent light beam” by a coupling lens, the positional deviation between the writing position and the writing end position of the two light beams in the optical scanning, That is, a dot position shift between the two light beams occurs.
The quality of an output image from an image forming apparatus using such an optical scanning device as an exposure unit is likely to deteriorate.
In addition, as described above, a detection sensor is often provided in the optical scanning device in order to detect a scanning line inclination accompanying a temperature change with time. However, the detection sensor does not detect the scanning line tilt amount (i.e., the scanning position or the light beam position) itself, but measures the time when the light beam scans (crosses) the light receiving surface of the detection sensor. It is converted into “length”.
Therefore, when the arrangement of the detection sensors is inappropriate, there is a possibility that the scanning distance (that is, the position of the light beam) cannot be obtained accurately even if the scanning time can be measured with high accuracy.

本発明は、複数の光ビーム(光束)間のドット位置ずれを低減可能な光走査装置の提供、光ビームの走査位置(すなわち走査線傾き)を高精度に検出することが可能な光走査装置の提供、高品位な画像出力が可能な画像形成装置の提供、複数の光ビーム間のドット位置ずれ、光ビームの走査位置を高精度に検出することが可能な基準光束の検出方法の提供を、その主な目的とする。   The present invention provides an optical scanning device capable of reducing dot position deviation between a plurality of light beams (light beams), and an optical scanning device capable of detecting a scanning position (that is, a scanning line inclination) of the light beam with high accuracy. Provision of an image forming apparatus capable of high-quality image output, provision of a reference light beam detection method capable of detecting a dot position shift between a plurality of light beams and a scanning position of a light beam with high accuracy , Its main purpose.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、光源から出射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置において、上記光偏向器に入射する上記複数の光束の光特性に応じて、これらの光束の光走査幅の中心が合致するように、上記基準光束検出手段の位置をずらすことを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an optical deflector having a deflection reflection surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source, and a light beam deflected by the optical deflector are scanned. A scanning imaging element for condensing the surface to be scanned as a light spot on the surface and optically scanning the surface to be scanned; reference beam detecting means for detecting the beam deflected by the optical deflector as a reference beam; and at least in the direction corresponding to the main scanning A reference beam optical element that has power and guides the reference beam to the reference beam detection means, and the reference beam detection means and the reference beam optical element are at least one of the start side and the end side of the optical scanning. In accordance with the optical characteristics of the plurality of light beams incident on the optical deflector, the position of the reference light beam detecting means is adjusted so that the centers of the light scanning widths of these light beams coincide with each other. Stagger It is characterized in.

請求項2記載の発明では、光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査開始側から入射される光走査装置において、上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器へ近づく向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置されていることを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, an optical deflector having a deflecting / reflecting surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is collected as a light spot on the surface to be scanned. A scanning imaging element for optically scanning the surface to be scanned, a reference beam detecting means for detecting the beam deflected by the optical deflector as a reference beam, and a power having at least a direction corresponding to the main scanning, A reference beam optical element that leads to the reference beam detection means, and the reference beam detection means and the reference beam optical element are optical scanning devices arranged on at least one of the start side and the end side of the optical scanning. And at least two of the plurality of light beams emitted from the light source are incident on the optical deflector in a convergent state, and the principal rays of the at least two light beams overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device in which the optical deflector is incident on the optical deflector from the scanning start side, the reference light beam detecting means arranged on the optical scanning start side among the reference light beam detecting means has a light receiving surface as a reference light beam. The reference light beam detecting means arranged so as to be closer to the optical deflector than the imaging position in the main scanning corresponding direction and arranged on the end side of the optical scanning has a light receiving surface in the main scanning corresponding direction of the reference light beam. It is characterized by being arranged so as to be away from the optical deflector in a direction away from the optical deflector.

請求項3記載の発明では、光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査終了側から入射される光走査装置において、上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器へ近づく向きにずらして配置されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, an optical deflector having a deflection reflection surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is collected as a light spot on the surface to be scanned. A scanning imaging element for optically scanning the surface to be scanned, a reference beam detecting means for detecting the beam deflected by the optical deflector as a reference beam, and a power having at least a direction corresponding to the main scanning, A reference beam optical element that leads to the reference beam detection means, and the reference beam detection means and the reference beam optical element are optical scanning devices arranged on at least one of the start side and the end side of the optical scanning. And at least two of the plurality of light beams emitted from the light source are incident on the optical deflector in a convergent state, and the principal rays of the at least two light beams overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device that is incident on the optical deflector from the scanning end side in a state in which the reference beam is detected, the reference beam detection unit disposed on the optical scanning start side among the reference beam detection units has a light receiving surface as a reference beam. The reference light beam detecting means disposed at a position farther from the optical deflector than the imaging position in the main scanning corresponding direction and disposed on the end side of the optical scanning has a light receiving surface in the main scanning corresponding direction of the reference light beam. It is characterized by being arranged so as to be closer to the optical deflector than the imaging position.

請求項4記載の発明では、光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査開始側から入射される光走査装置において、上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器へ近づく向きにずらして配置されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, an optical deflector having a deflection reflection surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is collected as a light spot on the surface to be scanned. A scanning imaging element for optically scanning the surface to be scanned, a reference beam detecting means for detecting the beam deflected by the optical deflector as a reference beam, and a power having at least a direction corresponding to the main scanning, A reference beam optical element that leads to the reference beam detection means, and the reference beam detection means and the reference beam optical element are optical scanning devices arranged on at least one of the start side and the end side of the optical scanning. And at least two of the plurality of light beams emitted from the light source enter the optical deflector in a divergent state, and the principal rays of the at least two light beams overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device in which the optical deflector is incident on the optical deflector from the scanning start side, the reference light beam detecting means arranged on the optical scanning start side among the reference light beam detecting means has a light receiving surface as a reference light beam. The reference light beam detecting means disposed at a position farther from the optical deflector than the imaging position in the main scanning corresponding direction and disposed on the end side of the optical scanning has a light receiving surface in the main scanning corresponding direction of the reference light beam. It is characterized by being arranged so as to be closer to the optical deflector than the imaging position.

請求項5記載の発明では、光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査終了側から入射される光走査装置において、上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器へ近づく向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置されていることを特徴とする。   According to the fifth aspect of the present invention, an optical deflector having a deflection reflection surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is collected as a light spot on the surface to be scanned. A scanning imaging element for optically scanning the surface to be scanned, a reference beam detecting means for detecting the beam deflected by the optical deflector as a reference beam, and a power having at least a direction corresponding to the main scanning, A reference beam optical element that leads to the reference beam detection means, and the reference beam detection means and the reference beam optical element are optical scanning devices arranged on at least one of the start side and the end side of the optical scanning. And at least two of the plurality of light beams emitted from the light source enter the optical deflector in a divergent state, and the principal rays of the at least two light beams overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device that is incident on the optical deflector from the scanning end side in a state in which the reference beam is detected, the reference beam detection unit disposed on the optical scanning start side among the reference beam detection units has a light receiving surface as a reference beam. The reference light beam detecting means arranged so as to be closer to the optical deflector than the imaging position in the main scanning corresponding direction and arranged on the end side of the optical scanning has a light receiving surface in the main scanning corresponding direction of the reference light beam. It is characterized by being arranged so as to be away from the optical deflector in a direction away from the optical deflector.

請求項6記載の発明では、請求項1乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、上記基準光束検出手段からの出力信号により、光走査の走査開始タイミングと光走査終了タイミングのうち少なくとも一方を決定することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects, of the scanning start timing and the optical scanning end timing of the optical scanning according to the output signal from the reference light beam detecting means. At least one is determined.

請求項7記載の発明では、請求項1乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、上記基準光束検出手段は、被走査面での光スポット位置と光スポット間隔のうち少なくとも一方を検出する機能を有していることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects, the reference light beam detecting means calculates at least one of a light spot position and a light spot interval on the surface to be scanned. It has the function to detect.

請求項8記載の発明では、請求項7記載の光走査装置において、上記基準光束検出手段は、上記基準光束が、上記基準光束検出手段の受光面の少なくとも一部を走査する時間を検出することにより、被走査面での光スポット位置と光スポット間隔のうち少なくとも一方を算出することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the seventh aspect, the reference beam detection unit detects a time during which the reference beam scans at least a part of a light receiving surface of the reference beam detection unit. Thus, at least one of the light spot position and the light spot interval on the surface to be scanned is calculated.

請求項9記載の発明では、請求項2乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子が、光走査の開始側及び終了側に配置され、上記少なくとも2つの光束の被走査面における光走査幅の差異を補正するように、上記光走査の開始側及び終了側に配置された基準光束検出手段からの検出信号に基づき、上記光源の変調周波数を調整することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the second to fifth aspects, the reference beam detecting means and the reference beam optical element are arranged on the start side and the end side of the optical scanning. Based on detection signals from the reference light beam detecting means arranged on the start side and the end side of the optical scanning so as to correct the difference in the optical scanning width on the scanned surface of the at least two light beams, The modulation frequency is adjusted.

請求項10記載の発明では、請求項8記載の光走査装置において、上記基準光束検出手段は、2系統の受光素子からなるレーザビーム検出器を複数有し、上記2系統の受光素子の少なくとも1系統はレーザビームが通過する領域において互いに非平行に形成された2つの受光領域を有し、上記2系統の受光素子は隣接する端縁が互いに平行になるよう主走査方向に隣接して配置されていることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the eighth aspect, the reference beam detecting means includes a plurality of laser beam detectors including two light receiving elements, and at least one of the two light receiving elements. The system has two light receiving regions formed non-parallel to each other in the region through which the laser beam passes, and the two light receiving elements are arranged adjacent to each other in the main scanning direction so that adjacent edges are parallel to each other. It is characterized by.

請求項11記載の発明では、請求項9記載の光走査装置において、上記光偏向器の角速度(又は回転数)をω/2[rad/s](又はN[rpm])、
上記光スポットが被走査面を走査する速度をV[mm/s]、
上記基準光束検出手段の受光部の少なくとも一部を、上記光スポットが走査する時間(検出時間)をτ[s]、走査する距離をx[mm]、
としたとき、
上記走査速度Vは、V=K×ωなる関係で上記角速度ω/2に略比例する関係にあり、
上記走査距離xは、上記基準光束検出手段の受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置したときには、
x=(π/15)×(K+ΔK1)×N×τ;ΔK1>0、
上記基準光束検出手段の受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器へ近づける向きにずらして配置したときには、
x=(π/15)×(K−ΔK2)×N×τ;ΔK2>0、
にて算出することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the ninth aspect, the angular velocity (or rotational speed) of the optical deflector is ω / 2 [rad / s] (or N [rpm]),
V [mm / s], the speed at which the light spot scans the surface to be scanned,
The time (detection time) that the light spot scans at least a part of the light receiving portion of the reference light beam detecting means is τ [s], the scanning distance is x [mm],
When
The scanning speed V is approximately proportional to the angular speed ω / 2 with the relationship V = K × ω,
When the scanning distance x is arranged by shifting the light receiving surface of the reference beam detecting means in a direction away from the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction,
x = (π / 15) × (K + ΔK1) × N × τ; ΔK1> 0,
When the light receiving surface of the reference light beam detecting means is shifted from the imaging position in the main scanning corresponding direction of the reference light beam in a direction closer to the optical deflector,
x = (π / 15) × (K−ΔK2) × N × τ; ΔK2> 0,
It is calculated by.

請求項12記載の発明では、請求項2乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、上記少なくとも2つの光束の主光線は、偏向走査面内で互いに非平行な状態にて上記偏向器に入射される構成であることを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the second to fifth aspects, the principal rays of the at least two light beams are deflected in a state in which they are not parallel to each other within a deflection scanning plane. It is the structure which injects into a container, It is characterized by the above-mentioned.

請求項13記載の発明では、光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性又は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に入射される光走査装置において、上記少なくとも2つの光束の一方の被走査面における光走査開始位置をYa(START)、光走査終了位置をYa(END)、
他方の被走査面における光走査開始位置をYb(START)、光走査終了位置をYb(END)、
としたとき、
{Ya(START)−Yb(START)}×{Ya(END)−Yb(END)}≦0
が成立することを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, an optical deflector having a deflecting / reflecting surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is collected as a light spot on the surface to be scanned. A scanning imaging element for optically scanning the surface to be scanned, a reference beam detecting means for detecting the beam deflected by the optical deflector as a reference beam, and a power having at least a direction corresponding to the main scanning, A reference beam optical element that leads to the reference beam detection means, and the reference beam detection means and the reference beam optical element are optical scanning devices arranged on at least one of the start side and the end side of the optical scanning. And at least two of the plurality of light beams emitted from the light source enter the optical deflector in a convergent or divergent state, and the principal rays of the at least two light beams are within the deflection scanning plane. In the optical scanning device that is incident on the optical deflector without overlapping, the optical scanning start position on one scanned surface of the at least two light beams is Ya (START), and the optical scanning end position is Ya (END). ),
The optical scanning start position on the other scanned surface is Yb (START), the optical scanning end position is Yb (END),
When
{Ya (START) −Yb (START)} × {Ya (END) −Yb (END)} ≦ 0
Is established.

請求項14記載の発明では、画像形成装置において、請求項1乃至13のうちの何れかに記載の光走査装置を有していることを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, an image forming apparatus includes the optical scanning device according to any one of the first to thirteenth aspects.

請求項15記載の発明では、基準光束の検出方法において、請求項1乃至13のうちの何れかに記載の光走査装置を用いることを特徴とする。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the reference light beam detection method, the optical scanning device according to any one of the first to thirteenth aspects is used.

請求項16記載の発明では、光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性又は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に入射される光走査装置を露光装置とし、トナー像を記録媒体に転写、定着することで画像を形成する画像形成装置において、
上記少なくとも2つの光束の一方に対応する光走査開始端のドット位置をDa(START)、光走査終了端のドット位置をDa(END)、
他方に対応する光走査開始端のドット位置をDb(START)、光走査終了端のドット位置をDb(END)、
としたとき、
{Da(START)−Db(START)}×{Da(END)−Db(END)}≦0
が成立することを特徴とする。
According to the sixteenth aspect of the present invention, an optical deflector having a deflecting / reflecting surface for deflecting a plurality of light beams emitted from the light source, and the light beam deflected by the optical deflector is condensed on the surface to be scanned as a light spot. A scanning imaging element for optically scanning the surface to be scanned, and a reference light beam detecting means for detecting the light beam deflected by the optical deflector as a reference light beam. A reference beam optical element guided to the beam detection means, and the reference beam detection means and the reference beam optical element are arranged on at least one of a start side and an end side of the optical scanning. At least two of the plurality of light beams emitted from the light source are incident on the optical deflector in a convergent or divergent state, and the principal rays of the at least two light beams are mutually in the deflection scanning plane. The optical scanning device is incident on the optical deflector at non-overlapping state as the exposure apparatus, the toner image is transferred onto the recording medium, an image forming apparatus that forms an image by fixing,
The dot position at the optical scanning start end corresponding to one of the at least two light beams is Da (START), the dot position at the optical scanning end is Da (END),
The dot position at the optical scanning start end corresponding to the other is Db (START), the dot position at the optical scanning end is Db (END),
When
{Da (START) −Db (START)} × {Da (END) −Db (END)} ≦ 0
Is established.

請求項1記載の発明によれば、光偏向器(又は走査光学系)に入射する光束の光特性に起因した2レーザビーム間の主走査方向の位置ずれを低減でき、画像品質の低下を防止することができる。
請求項2又は3記載の発明によれば、光走査開始側及び光走査終了側に設置された基準光束検出手段(同期検知センサ)の光軸方向の位置を所定の向きに移動させることにより、光偏向器(又は走査光学系)に入射する光束が「収束光束」の場合に発生する2レーザビーム間の主走査方向の位置ずれ(光走査開始端及び光走査終了端の偏差)を低減することができ、画像品質の低下を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, the positional deviation in the main scanning direction between the two laser beams due to the optical characteristics of the light beam incident on the optical deflector (or the scanning optical system) can be reduced, and the deterioration of the image quality can be prevented. can do.
According to the invention of claim 2 or 3, by moving the position in the optical axis direction of the reference light beam detecting means (synchronous detection sensor) installed on the optical scanning start side and the optical scanning end side in a predetermined direction, Reduces the positional deviation in the main scanning direction between the two laser beams (deviation between the optical scanning start end and the optical scanning end end) that occurs when the light beam incident on the optical deflector (or scanning optical system) is a “convergent light beam” And deterioration of image quality can be prevented.

請求項4又は5記載の発明によれば、光走査開始側及び光走査終了側に設置された基準光束検出手段(同期検知センサ)の光軸方向の位置を所定の向きに移動させることにより、光偏向器(又は走査光学系)に入射する光束が「発散光束」の場合に発生する2レーザビーム間の主走査方向の位置ずれ(光走査開始端及び光走査終了端の偏差)を低減することができ、画像品質の低下を防止することができる。   According to the invention of claim 4 or 5, by moving the position in the optical axis direction of the reference light beam detecting means (synchronous detection sensor) installed on the optical scanning start side and the optical scanning end side in a predetermined direction, Reduces the positional deviation in the main scanning direction between the two laser beams (deviation between the optical scanning start end and the optical scanning end end) that occurs when the light beam incident on the optical deflector (or scanning optical system) is a “divergent light beam”. And deterioration of image quality can be prevented.

請求項6記載の発明によれば、基準光束検出手段(同期検知センサ)からの同期信号により、光走査開始タイミングを決定することができるので、2レーザビーム間の光走査開始位置を電気制御にて調整することができ、走査制御の容易化を図ることができる。
請求項7記載の発明によれば、ラインCCD、二次元CCD等を利用して光スポット位置、光スポット間隔を検出することにより、その検出結果に基づき、走査線の位置、傾きを補正するための補正データを得ることができる。
According to the sixth aspect of the invention, since the optical scanning start timing can be determined by the synchronization signal from the reference light beam detecting means (synchronous detection sensor), the optical scanning start position between the two laser beams is electrically controlled. Thus, the scanning control can be facilitated.
According to the seventh aspect of the invention, by detecting the light spot position and the light spot interval using a line CCD, a two-dimensional CCD, etc., the position and inclination of the scanning line are corrected based on the detection result. Correction data can be obtained.

請求項8記載の発明によれば、比較的低コストな検出センサにより、光スポット位置、光スポット間隔を検出することが可能となる。
請求項9記載の発明によれば、基準光束検出手段(同期検知センサ)を光走査開始側及び光走査終了側の両側に配置したので、2つのレーザビームの走査速度の偏差を検出することができ、その検出結果に基づいて両レーザビームの画像情報に応じた変調周波数を調整することにより、両レーザビームの光走査幅(光走査領域)を合致させることが可能となる。
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to detect the light spot position and the light spot interval with a relatively low cost detection sensor.
According to the ninth aspect of the present invention, since the reference light beam detecting means (synchronous detection sensor) is arranged on both sides of the optical scanning start side and the optical scanning end side, it is possible to detect the deviation of the scanning speeds of the two laser beams. It is possible to match the optical scanning widths (optical scanning regions) of both laser beams by adjusting the modulation frequency according to the image information of both laser beams based on the detection result.

請求項10記載の発明によれば、2分割された受光面をもつ2つの互いに非平行なセンサを用いて基準光束検出手段(同期検知センサ)を構成するため、受光部におけるレーザビーム形状が良好でない(受光部にて結像していない)場合でも、高精度に基準光束を検出することが可能となる。
請求項11記載の発明によれば、請求項9においては、受光面における「走査速度」と「走査時間(検出手段による検出結果)」の積にて「走査距離(走査幅)」を導出しているが、基準光束検出手段(同期検知センサ)の位置をずらして配置した場合には、ずらさずに配置した場合と比較して走査速度が異なる。走査速度を算出する際の比例定数を適切に変化させることで、正確な走査速度を算出することが可能となる。
According to the tenth aspect of the present invention, since the reference light beam detecting means (synchronous detection sensor) is configured by using two non-parallel sensors each having a light receiving surface divided into two, the shape of the laser beam in the light receiving portion is good. Even if it is not (image is not formed at the light receiving portion), the reference light beam can be detected with high accuracy.
According to the eleventh aspect of the present invention, in the ninth aspect, the “scanning distance (scanning width)” is derived from the product of the “scanning speed” and the “scanning time (detection result by the detecting means)” on the light receiving surface. However, when the position of the reference light beam detection means (synchronization detection sensor) is shifted, the scanning speed is different from that when the position is not shifted. An accurate scanning speed can be calculated by appropriately changing the proportional constant in calculating the scanning speed.

請求項12記載の発明によれば、ポリゴンミラーに入射する2つのレーザビームの主光線を、偏向走査面内で非平行としたため、被走査面での2つの光スポットの主走査方向の間隔を維持することが可能となり、1つの検出センサにて両
光スポットを独立に検知することが可能となる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the principal rays of the two laser beams incident on the polygon mirror are made non-parallel in the deflection scanning surface, so that the distance between the two light spots on the surface to be scanned is changed in the main scanning direction. Thus, both light spots can be detected independently by one detection sensor.

請求項13記載の発明によれば、一方のレーザビームの光走査幅内に、他方のレーザビームの光走査幅がすべて含まれるための条件を規定したので、両レーザビーム間の(全体的な)主走査方向の光スポット位置ずれを低減することができる。
請求項14記載の発明によれば、請求項1乃至13のうちの何れかに記載の光走査装置を画像形成装置における電子写真プロセスの露光装置として用いたので、高品位な出力画像を得ることができる。
請求項15記載の発明によれば、請求項1乃至13のうちの何れかに記載の光走査装置により基準光束を検出することとしたので、2つの光ビーム間のドット位置ずれ又は光ビームの走査位置、あるいはこれらの双方を高精度に検出することが可能となる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the conditions for including the entire optical scanning width of the other laser beam within the optical scanning width of the one laser beam are defined. ) Light spot position deviation in the main scanning direction can be reduced.
According to the fourteenth aspect of the present invention, since the optical scanning device according to any one of the first to thirteenth aspects is used as an exposure apparatus for an electrophotographic process in an image forming apparatus, a high-quality output image can be obtained. Can do.
According to the fifteenth aspect of the present invention, since the reference light beam is detected by the optical scanning device according to any one of the first to thirteenth aspects, the dot position deviation between the two light beams or the light beam It becomes possible to detect the scanning position or both of them with high accuracy.

請求項16記載の発明によれば、記録媒体上において、請求項13と同様に、一方のレーザビームに対応するトナー像の領域内にと他方のレーザビームに対応するトナー像の領域がすべて含まれるための条件を規定したので、記録媒体上の出力画像の「全体としての画像の印象の悪さ」を低減することができる。   According to the sixteenth aspect of the present invention, on the recording medium, as in the thirteenth aspect, the toner image region corresponding to one laser beam and the toner image region corresponding to the other laser beam are all included. Therefore, the “bad impression of the image as a whole” of the output image on the recording medium can be reduced.

以下、本発明の第1の実施形態を図1乃至図6に基づいて説明する。通常、「主走査方向又は主走査対応方向」及び「副走査方向又は副走査対応方向」とは、被走査面で光スポットが走査される方向とその直交方向を意味するが、本明細書では、光路の各場所で、被走査面の主走査方向と副走査方向に対応する方向を広い意味で各々「主走査方向又は主走査対応方向」、「副走査方向又は副走査対応方向」と呼ぶものとする。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Usually, “main scanning direction or main scanning corresponding direction” and “sub scanning direction or sub scanning corresponding direction” mean a direction in which a light spot is scanned on a surface to be scanned and a direction orthogonal thereto, The directions corresponding to the main scanning direction and the sub-scanning direction of the surface to be scanned are called “main scanning direction or main scanning corresponding direction” and “sub-scanning direction or sub-scanning corresponding direction”, respectively, in a broad sense at each location on the optical path. Shall.

まず、本発明を説明する前に、本発明の比較例としての従来の光走査装置の概要を説明する。
図19は、画像形成装置の露光装置に用いられる光走査装置内の光学配置の一例である。通常、これらの光学素子は、図示しないハウジング内部に収納されている。
この光走査装置においては、2つの光源としての半導体レーザ(シングルビーム半導体レーザ)11a、11bから放射され、各々2つのカップリングレンズ12a、12bにより以降の光学系の特性に応じてカップリッグされたレーザビーム17a、17bが、副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズ13の作用により、光偏向器としてのポリゴンミラー14の偏向反射面上に副走査方向に結像し主走査方向に長い線像として結像する。
First, before describing the present invention, an outline of a conventional optical scanning device as a comparative example of the present invention will be described.
FIG. 19 is an example of an optical arrangement in an optical scanning device used in an exposure apparatus of an image forming apparatus. Usually, these optical elements are housed inside a housing (not shown).
In this optical scanning device, laser beams emitted from two semiconductor lasers (single beam semiconductor lasers) 11a and 11b as light sources and coupled by two coupling lenses 12a and 12b according to the characteristics of the optical system thereafter. The beams 17a and 17b are imaged in the sub-scanning direction on the deflection reflection surface of the polygon mirror 14 as an optical deflector by the action of the cylindrical lens 13 having power in the sub-scanning direction, and are formed as a long line image in the main scanning direction. Image.

ここでは、2つのレーザビーム17aと17bの主光線が、ポリゴンミラー14の偏向反射面付近で、偏向走査面内にて(すなわち主走査断面に射影した光路が)互いに交差する構成を採用している。このように2つのレーザビーム17aと17bの主光線を交差させる構成とすることで、被走査面(及び後述の同期検知センサ)における2つの光スポットの間隔を十分に確保し、両レーザビームの同期信号を独立に検出することが可能となる。   Here, a configuration is adopted in which the chief rays of the two laser beams 17a and 17b cross each other in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 14 within the deflection scanning surface (that is, the optical paths projected onto the main scanning section). Yes. In this way, the configuration in which the chief rays of the two laser beams 17a and 17b intersect each other ensures a sufficient interval between the two light spots on the surface to be scanned (and a synchronization detection sensor described later). The synchronization signal can be detected independently.

ポリゴンミラー14の偏向反射面により偏向走査された2つのレーザビーム17a、17bは、走査結像素子としての走査光学系15の作用により、被走査面である感光体ドラム16上を光スポットとして等速走査する。
また、ポリゴンミラー14の各面での光走査の開始タイミングを設定するための、いわゆる同期信号を得るための基準光束検出手段としての同期検知センサ18が、ポリゴンミラー14の回転方向(本図では時計回り方向)に対応してその走査開始側に、被走査面(感光体ドラム16)と光学的に等価な位置に設けられており、基準光束用光学素子としての同期光学系19を構成している。
図19における同期光学系19は、被走査面16にレーザビームを導く走査光学系15に含まれているが、少なくとも主走査方向にパワーを有する別の光学素子から構成しても構わない。
なお「光学的に等価な位置」とは、図示しない折り返しミラー等にてレーザビームの光路を折り曲げた場合に、その像面位置(結像位置)を異ならせないことを意味する。
The two laser beams 17a and 17b deflected and scanned by the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror 14 are used as a light spot on the photosensitive drum 16 as the surface to be scanned by the action of the scanning optical system 15 as a scanning imaging element. Fast scan.
Further, a synchronization detection sensor 18 as a reference light beam detecting means for obtaining a so-called synchronization signal for setting the timing of starting optical scanning on each surface of the polygon mirror 14 is rotated by a rotation direction of the polygon mirror 14 (in this figure). (Synchronous direction) is provided on the scanning start side at a position optically equivalent to the surface to be scanned (photosensitive drum 16), and constitutes a synchronous optical system 19 as an optical element for a reference beam. ing.
The synchronization optical system 19 in FIG. 19 is included in the scanning optical system 15 that guides the laser beam to the surface 16 to be scanned, but may be composed of another optical element having power in at least the main scanning direction.
The “optically equivalent position” means that the image plane position (image forming position) is not changed when the optical path of the laser beam is bent by a folding mirror (not shown).

[A:走査光学系に入射するレーザビームが主走査断面内で平行光束の場合]
2つの半導体レーザ(シングルビーム半導体レーザ)11a、11bから放射されたレーザ光が、各々2つのカップリングレンズ12a、12bにより平行光束にカップリッグされた場合について考える。
2つのカップリングレンズ11a、11bを出射した2つのレーザビーム(平行光束)17a、17bは、シリンドリカルレンズ13は主走査方向にパワーを有しないため、主走査方向には平行光束の状態でポリゴンミラー14の偏向反射面に入射し、偏向反射された後、走査光学系15により被走査面16上に光スポットBSa、BSbとして等速走査される。
いま、ポリゴンミラー14の回転方向を時計回り方向とすると、2つの光スポットBSa、BSbは、被走査面16を上方(光走査開始端)から下方(光走査終了端)に向けて走査することになる。走査幅の狙い値(設計中央値)は、300[mm]とする。
[A: When the laser beam incident on the scanning optical system is a parallel light beam in the main scanning section]
Consider a case in which laser beams emitted from two semiconductor lasers (single beam semiconductor lasers) 11a and 11b are coupled into parallel light beams by two coupling lenses 12a and 12b, respectively.
The two laser beams (parallel light beams) 17a and 17b emitted from the two coupling lenses 11a and 11b are polygon mirrors in a state of parallel light beams in the main scanning direction because the cylindrical lens 13 has no power in the main scanning direction. After being incident on the deflecting reflecting surface 14 and deflected and reflected, the scanning optical system 15 scans the surface to be scanned 16 at a constant speed as light spots BSa and BSb.
Assuming that the rotation direction of the polygon mirror 14 is clockwise, the two light spots BSa and BSb scan the surface to be scanned 16 from above (light scanning start end) to below (light scanning end end). become. The target value (design median value) of the scanning width is 300 [mm].

同様に、ポリゴンミラー14により偏向反射されたレーザビーム17a、17bは、平行光束の状態で同期光学系19に入射された後、同期検知センサ18に導かれる。
図20〜図22に、ポリゴンミラー14の回転に伴う、偏向反射面における2つのレーザビーム17a、17bの反射点(反射位置)の移動を模式的に示す。
(#A−1:2つのレーザビームが中央像高(H=0)付近に至る場合)
図21は、ポリゴンミラー14にて反射された2つのレーザビーム17a、17bが被走査面16の中央部付近に到達する場合(この説明では、レーザビーム17aの被走査面16における光スポット位置が被走査面16の中央(像高H=0)である場合)の模式図である。
ポリゴンミラー14にて反射した2つのレーザビーム17a、17bの主光線を実線(符号17a’、17b’)にて示した。図21においては、説明図を煩雑化しないため、偏向反射面よりポリゴンミラー14の回転中心側の位置で、2つのレーザビーム17a、17bが交差する構成としているが、両レーザビームが交差する位置は、偏向反射面上としてもよいし、偏向反射面より光源側の位置としても構わない。
Similarly, the laser beams 17a and 17b deflected and reflected by the polygon mirror 14 enter the synchronous optical system 19 in the state of a parallel light beam, and are then guided to the synchronous detection sensor 18.
20 to 22 schematically show the movement of the reflection points (reflection positions) of the two laser beams 17a and 17b on the deflecting / reflecting surface as the polygon mirror 14 rotates.
(# A-1: When two laser beams reach the central image height (H = 0))
FIG. 21 shows the case where the two laser beams 17a and 17b reflected by the polygon mirror 14 reach the vicinity of the center of the surface to be scanned 16 (in this description, the light spot position of the laser beam 17a on the surface to be scanned 16 is FIG. 6 is a schematic diagram of the center of a surface to be scanned 16 (when the image height is H = 0).
The principal rays of the two laser beams 17a and 17b reflected by the polygon mirror 14 are indicated by solid lines (reference numerals 17a ′ and 17b ′). In FIG. 21, in order not to complicate the explanatory diagram, the two laser beams 17a and 17b intersect each other at the position on the rotation center side of the polygon mirror 14 from the deflection reflection surface. May be on the deflecting / reflecting surface or on the light source side of the deflecting / reflecting surface.

いま、この両レーザビームが(主走査断面内で)互いに交差する角度を「交差角:2φ」と呼ぶことにする。
図21に示すポリゴンミラー14の配置の場合には、レーザビーム17aの光スポットBSaは上述のように被走査面16上で像高H=0に至るが、後行して走査するレーザビーム17bの光スポットBSbは、光走査開始端寄り[(−)像高側]に位置する。なお、走査光学系15が等速走査性を維持しており、レーザビームの主光線の画角θ(被走査面16の法線と、偏向反射面により反射されたレーザビームの主光線との間の角度)と光スポット位置Hとが、
H=F×θ(Fは走査光学系15の焦点距離)
の関係を満たすとすると、光スポットBSbは、
H=−F×2φ(負号は、光走査開始側寄り、すなわち(−)像高側であることを意味する)
に位置することになる。
Now, the angle at which these laser beams intersect each other (within the main scanning section) will be referred to as “intersection angle: 2φ”.
In the case of the arrangement of the polygon mirror 14 shown in FIG. 21, the light spot BSa of the laser beam 17a reaches the image height H = 0 on the surface to be scanned 16 as described above, but the laser beam 17b that scans backward is scanned. The light spot BSb is located closer to the optical scanning start end [(−) image height side]. Note that the scanning optical system 15 maintains constant speed scanning, and the angle of view θ of the chief ray of the laser beam (the normal of the scanned surface 16 and the chief ray of the laser beam reflected by the deflecting reflecting surface). Angle) and the light spot position H,
H = F × θ (F is the focal length of the scanning optical system 15)
If the relationship is satisfied, the light spot BSb is
H = −F × 2φ (a negative sign means closer to the optical scanning start side, that is, (−) image height side)
Will be located.

ポリゴンミラー14が時計回り方向に角度φだけ回転した場合の、レーザビーム17bの主光線を破線(符号17b’’)にて示す。ポリゴンミラー14が角度φだけ回転するため、厳密にはレーザビーム17bの反射点は若干移動するが、本説明の本質には影響を及ぼさないため、反射点は同じ位置として図示した。本図に示すように、破線で示すレーザビーム17bの主光線17b’’と、実線で示すレーザビーム17aの主光線17a’は、互いに平行となる。
本比較例で説明する走査光学系15の場合、平行光束を被走査面に結像させる機能を有するため、互いに平行な主光線を有する2つのレーザビーム17a、17bは、被走査面16の同じ位置(図21では、像高H=0[mm])に到達することになる。
The principal ray of the laser beam 17b when the polygon mirror 14 is rotated clockwise by an angle φ is indicated by a broken line (reference numeral 17b ″). Strictly speaking, since the polygon mirror 14 is rotated by an angle φ, the reflection point of the laser beam 17b slightly moves. However, since the essence of this description is not affected, the reflection point is illustrated as the same position. As shown in the figure, the principal ray 17b '' of the laser beam 17b indicated by a broken line and the principal ray 17a 'of the laser beam 17a indicated by a solid line are parallel to each other.
In the case of the scanning optical system 15 described in this comparative example, the two laser beams 17a and 17b having principal rays parallel to each other are the same on the scanned surface 16 because they have a function of forming an image of a parallel light beam on the scanned surface. The position (image height H = 0 [mm] in FIG. 21) is reached.

(#A−2:2つのレーザビームが光走査開始端(H=−150[mm])付近に至る場合)
図20は、2つのレーザビーム17a、17bが被走査面16の光走査開始側の最周辺付近に到達する場合(この説明では、レーザビーム17aの被走査面16における光スポット位置BSaが像高H=−150[mm]である場合)の模式図であり、ポリゴンミラー14にて反射した両レーザビームの主光線を実線(符号17a’、17b’)にて示した。
図21の場合と同様に、ポリゴンミラー14が時計回り方向に角度φだけ回転した場合の、レーザビーム17bの主光線を破線(符号17b’’)にて示すと、図20の場合にも、破線で示すレーザビーム17bの主光線(17b’’)と、実線で示すレーザビーム17aの主光線(17a’)は、互いに平行となる。すなわち両レーザビームは、被走査面16の同じ位置(像高H=−150[mm])に到達することになる。
(# A-2: When two laser beams reach the vicinity of the optical scanning start end (H = −150 [mm]))
20 shows a case where the two laser beams 17a and 17b reach the vicinity of the outermost periphery of the scanning surface 16 on the optical scanning start side (in this description, the light spot position BSa of the laser beam 17a on the scanning surface 16 is the image height. H = −150 [mm]). The principal rays of both laser beams reflected by the polygon mirror 14 are indicated by solid lines (reference numerals 17a ′ and 17b ′).
As in the case of FIG. 21, the principal ray of the laser beam 17b when the polygon mirror 14 is rotated clockwise by an angle φ is indicated by a broken line (reference numeral 17b ″). The chief ray (17b '') of the laser beam 17b indicated by a broken line and the chief ray (17a ') of the laser beam 17a indicated by a solid line are parallel to each other. That is, both laser beams reach the same position (image height H = −150 [mm]) on the scanning surface 16.

(#A−3:2つのレーザビームが光走査終了端(H=+150[mm])付近に至る場合)
図22は、2つのレーザビーム17a、17bが被走査面16の光走査終了側の最周辺付近に到達する場合(この説明では、レーザビーム17aの被走査面16における光スポット位置が像高H=+150[mm]である場合)の模式図であり、ポリゴンミラー14にて反射した両レーザビームの主光線を実線(符号17a’、17b’)にて示した。
図20及び図21の場合と同様に、ポリゴンミラー14が時計回り方向に角度φだけ回転した場合の、レーザビーム17bの主光線を破線(符号17b’’)にて示すと、図22の場合にも、破線で示すレーザビーム17bの主光線(17b’’)と、実線で示すレーザビーム17aの主光線(17a’)は、互いに平行となる。
すなわち、両レーザビームは、被走査面16の同じ位置(像高H=+150[mm])に到達することになる。
(# A-3: When two laser beams reach the vicinity of the optical scanning end (H = + 150 [mm]))
22 shows the case where the two laser beams 17a and 17b reach the vicinity of the outermost periphery of the scanning surface 16 on the optical scanning end side (in this description, the light spot position of the laser beam 17a on the scanning surface 16 is the image height H = + 150 [mm]), and the principal rays of both laser beams reflected by the polygon mirror 14 are indicated by solid lines (reference numerals 17a ′ and 17b ′).
As in the case of FIGS. 20 and 21, the principal ray of the laser beam 17b when the polygon mirror 14 is rotated clockwise by an angle φ is indicated by a broken line (reference numeral 17b ″). In addition, the principal ray (17b ″) of the laser beam 17b indicated by a broken line and the principal ray (17a ′) of the laser beam 17a indicated by a solid line are parallel to each other.
That is, both laser beams reach the same position (image height H = + 150 [mm]) on the surface to be scanned 16.

(#A−4:2つのレーザビームが同期検知センサ18の受光部(同期像高)付近に至る場合)
同期検知センサ18の受光部を、被走査面16と光学的に等価な位置に配置した場合には、被走査面16の延長線上に同期検知センサ18の受光部が配置されているとみなすことができる。
上記受光面は被走査面16と平行(すなわち同一面)となるものとし、また、これに対応する像高を「同期像高」と呼ぶことにする。
光走査開始像高よりも外側(H<−150[mm])に位置する「同期像高」においても、(#A−2)のケース等と同様の状況となる。
(# A-4: When two laser beams reach the vicinity of the light receiving portion (synchronous image height) of the synchronous detection sensor 18)
When the light receiving portion of the synchronization detection sensor 18 is disposed at a position optically equivalent to the scanned surface 16, it is considered that the light receiving portion of the synchronization detection sensor 18 is disposed on an extension line of the scanned surface 16. Can do.
The light receiving surface is assumed to be parallel to the scanned surface 16 (that is, the same surface), and the image height corresponding to this is referred to as “synchronous image height”.
The “synchronous image height” located outside the optical scanning start image height (H <−150 [mm]) also has the same situation as in the case of (# A-2).

以上、図20〜図22を用いて説明したとおり、平行光束を被走査面に結像する機能を有する走査光学系15に入射する2つのレーザビーム17a及び17bは、ポリゴンミラー14の配置角度が同一の場合(すなわち同一時刻)には、常に(同期光学系〜光走査開始端〜光走査終了端)、光スポットBSbが光スポットBSaに対して、
間隔ΔY=F×2φ
だけ後行して走査していることが分かる。
すなわち、このような光走査装置の場合には、同期検知センサ18を被走査面16と等価な位置に配置し、同期検知センサ18による「同期信号」を基準として光走査開始タイミングを設定することにより、両レーザビーム17aと17bの被走査面16における光スポットBSaとBSbは、(間隔ΔYだけずれながら)同じ画角θに対しては、常に同じ位置に到達することが可能である。
As described above with reference to FIGS. 20 to 22, the two laser beams 17 a and 17 b incident on the scanning optical system 15 having a function of forming an image of a parallel light beam on the surface to be scanned have an arrangement angle of the polygon mirror 14. When they are the same (that is, at the same time), always (synchronous optical system-light scanning start end-light scanning end end), the light spot BSb is compared to the light spot BSa.
Spacing ΔY = F × 2φ
It can be seen that only the scanning is carried out behind.
That is, in the case of such an optical scanning device, the synchronization detection sensor 18 is disposed at a position equivalent to the scanned surface 16 and the optical scanning start timing is set based on the “synchronization signal” by the synchronization detection sensor 18. Thus, the light spots BSa and BSb of the laser beam 17a and 17b on the scanned surface 16 can always reach the same position for the same angle of view θ (while being shifted by the interval ΔY).

[B:走査光学系に入射するレーザビームが主走査断面内で発散光束の場合(1)]
以下、図1乃至図6に基づいて本発明の第1の実施形態を説明する。なお、上記比較例と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既に説明した構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する(以下の他の実施形態において同じ)。
まず、本実施形態における要旨を説明する前に、走査光学系に入射するレーザビームが、主走査断面内で「発散性」である場合に、複数(ここでは2つ)の光スポットの光走査幅に偏差が発生する原理を説明する。
走査光学系に入射するレーザビームが(主走査断面内で)発散光束の場合には、上記比較例で説明した平行光束の場合とは全く状況が異なる。これを、図4乃至図6に基づいて説明する。
[B: When the laser beam incident on the scanning optical system is a divergent light beam in the main scanning section (1)]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same parts as those in the comparative example are denoted by the same reference numerals, and the structural and functional descriptions already described will be omitted unless otherwise necessary, and only the main parts will be described (the same applies to other embodiments below).
First, before explaining the gist of the present embodiment, when the laser beam incident on the scanning optical system is “divergent” in the main scanning section, optical scanning of a plurality (here, two) light spots is performed. The principle of deviation in width will be described.
When the laser beam incident on the scanning optical system is a divergent light beam (within the main scanning section), the situation is completely different from the case of the parallel light beam described in the comparative example. This will be described with reference to FIGS.

走査光学系に入射するレーザビームを(主走査断面内で)発散光束とするには、
(1)半導体レーザ11から放射されたレーザ光を、カップリングレンズ12により「発散光束」に変換し、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ13を通過した後、ポリゴンミラー14の偏向反射面に入射させる構成、
(2)半導体レーザ11から放射されたレーザ光を、カップリングレンズ12により「平行光束」に変換した後、主走査方向に「弱いパワーを有する」光学素子を少なくとも介して、ポリゴンミラー14の偏向反射面に入射させる構成、
等、いずれの構成を採用しても構わない。
走査光学系15が(主走査断面内で)発散性の光束を被走査面16上に結像させる機能を有する場合のレーザビーム17a及び17bの挙動を、図4及び図5に基づいて以下に説明する。
図5においては、走査光学系15を上下方向の「両矢印」にて、その主点に相当する位置に記載した。また、走査光学系15の焦点を「一点鎖線」にて記載した。
To make the laser beam incident on the scanning optical system a divergent beam (within the main scanning section)
(1) The laser light emitted from the semiconductor laser 11 is converted into a “divergent light beam” by the coupling lens 12, passes through the cylindrical lens 13 having power only in the sub-scanning direction, and is then deflected and reflected by the polygon mirror 14. A structure to be incident on the
(2) The laser beam emitted from the semiconductor laser 11 is converted into a “parallel beam” by the coupling lens 12 and then deflected by the polygon mirror 14 through at least an optical element having “weak power” in the main scanning direction. A structure that makes the light incident on the reflecting surface;
Any configuration may be adopted.
The behavior of the laser beams 17a and 17b when the scanning optical system 15 has a function of forming a divergent light beam on the scanned surface 16 (within the main scanning section) will be described below with reference to FIGS. explain.
In FIG. 5, the scanning optical system 15 is indicated by a vertical “double arrow” at a position corresponding to the principal point. Further, the focal point of the scanning optical system 15 is indicated by “one-dot chain line”.

(#B−1:2つのレーザビームが光走査開始端(H=−150[mm])付近に至る場合)
図4及び図5に示すように、ポリゴンミラー14に入射したレーザビーム17aは、ポリゴンミラー14にて反射された後(その主光線を符号17a1で示す)、走査光学系15を介して、被走査面16における光走査開始端(像高H=−150[mm])に達する。
上記と同じポリゴンミラー14の配置角度の状態でポリゴンミラー14に入射したレーザビーム17bの反射ビームの主光線(符号17b1’で示す実線)は、走査光学系15を介して、被走査面16における走査開始端の外側[像高H=−(150+K×2φ)の位置に相当]に到達する(光スポットBSaにK×2φだけ後行している)。なおKの定義については後述する。
(# B-1: When two laser beams reach the vicinity of the optical scanning start end (H = −150 [mm]))
As shown in FIGS. 4 and 5, the laser beam 17a incident on the polygon mirror 14 is reflected by the polygon mirror 14 (the principal ray is indicated by reference numeral 17a1), and then passed through the scanning optical system 15 to be covered. It reaches the optical scanning start end (image height H = −150 [mm]) on the scanning surface 16.
The principal ray of the reflected beam of the laser beam 17b incident on the polygon mirror 14 with the same angle of arrangement of the polygon mirror 14 as described above (solid line indicated by reference numeral 17b1 ′) passes through the scanning optical system 15 on the scanned surface 16. It reaches the outside of the scanning start end [corresponding to the position of image height H = − (150 + K × 2φ)] (following the light spot BSa by K × 2φ). The definition of K will be described later.

次に、この状態からポリゴンミラー14が時計回り方向に角度φだけ回転したときの、ポリゴンミラー14に入射したレーザビーム17bの反射ビーム(符号17b1で示す)の主光線を破線で表す。ポリゴンミラー14に入射するレーザビーム17aと17bのなす角度2φはなので、レーザビーム17a1と17b1は互いに平行となる。
「平行光束」の場合とは異なり、図5に示す本走査光学系15は、主走査断面内で発散性の光束を被走査面16上に結像させる機能を有するため、互いに平行な状態で走査光学系15に入射した2つのレーザビーム17a1、17b1の主光線は、被走査面16上ではなく、ポリゴンミラー14に近づく位置(走査光学系15の焦点位置;一点鎖線で表示)で、互いに交差することになる。
すなわち、被走査面16上では、レーザビーム17a1の光スポットBSaはレーザビーム17b1の光スポットBSbよりも先行する(より(+)像高側に位置する)ことになる。
両光スポットの主走査方向の間隔を、図5においては、e1で示した。
Next, the principal ray of the reflected beam (indicated by reference numeral 17b1) of the laser beam 17b incident on the polygon mirror 14 when the polygon mirror 14 is rotated clockwise by an angle φ from this state is represented by a broken line. Since the angle 2φ formed by the laser beams 17a and 17b incident on the polygon mirror 14 is the same, the laser beams 17a1 and 17b1 are parallel to each other.
Unlike the “parallel light beam”, the scanning optical system 15 shown in FIG. 5 has a function of forming a divergent light beam on the surface to be scanned 16 in the main scanning section. The principal rays of the two laser beams 17a1 and 17b1 incident on the scanning optical system 15 are not on the surface to be scanned 16 but at positions close to the polygon mirror 14 (focal position of the scanning optical system 15; indicated by a one-dot chain line). Will intersect.
That is, on the surface 16 to be scanned, the light spot BSa of the laser beam 17a1 precedes the light spot BSb of the laser beam 17b1 (positioned more (+) on the image height side).
The interval between the two light spots in the main scanning direction is indicated by e1 in FIG.

(#B−2:2つのレーザビームが光走査終了端(H=+150[mm])付近に至る場合)
図5において、ポリゴンミラー14にて偏向反射されたレーザビーム17aの光走査終了端(像高H=+150[mm])に達する主光線を符号17a2で示し、一方、この状態からポリゴンミラー14が時計回り方向に角度φだけ回転した状態でポリゴンミラー14に入射したレーザビーム17bの反射ビーム(符号17b2で示す)の主光線を破線で表す。
光走査開始端側と同様に、この両レーザビーム17a2及び17b2も、互いに平行な状態で走査光学系15に入射した後、被走査面16からポリゴンミラー14に近づく位置(走査光学系15の焦点位置;一点鎖線で表示)で互いに交差し、被走査面16に至る。この場合の両光スポットの主走査方向の間隔をe2で示した。
(# B-2: When two laser beams reach the vicinity of the optical scanning end (H = + 150 [mm]))
In FIG. 5, the principal ray reaching the optical scanning end (image height H = + 150 [mm]) of the laser beam 17a deflected and reflected by the polygon mirror 14 is denoted by reference numeral 17a2. On the other hand, from this state, the polygon mirror 14 The principal ray of the reflected beam (indicated by reference numeral 17b2) of the laser beam 17b incident on the polygon mirror 14 while being rotated clockwise by an angle φ is represented by a broken line.
Similarly to the optical scanning start side, both laser beams 17a2 and 17b2 enter the scanning optical system 15 in a state of being parallel to each other, and then approach the polygon mirror 14 from the scanned surface 16 (the focal point of the scanning optical system 15). Crossing each other at a position (indicated by a one-dot chain line) to reach the scanned surface 16. In this case, the distance between the two light spots in the main scanning direction is indicated by e2.

一方、走査光学系15に入射する平行な2つのレーザビーム(17a1−17b1間、17a2−17b2間)の距離について、光走査開始端と光走査終了端で比較してみる。光走査開始端よりも光走査終了端の場合のほうが、ポリゴンミラー14の偏向反射面での入射ビームと反射ビームのなす角度が大きいため、走査光学系15に入射する平行な2つのレーザビーム17a2−17b2間の距離も大きくなる。
従って、2つの光スポットの間隔e1とe2を比較すると、
e1<e2
の関係が成立する。
同様に、光走査開始端から終了端までの全領域(幅:300[mm])において、レーザビーム17aの光スポットBSaの像高H1及びH2(H1<H2)における両光スポットの間隔をe01及びe02とすると、常に、
e01<e02
の関係が成立する。
従って、図5から分かるように、レーザビーム17a(BSa)の光走査幅300[mm]に対して、レーザビーム17b(BSb)の光走査幅は、「e2−e1」だけ短くなる。
On the other hand, the distance between two parallel laser beams (between 17a1-17b1 and 17a2-17b2) incident on the scanning optical system 15 will be compared at the optical scanning start end and the optical scanning end end. Since the angle formed between the incident beam and the reflected beam at the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror 14 is larger at the optical scanning end than at the optical scanning start end, two parallel laser beams 17a2 incident on the scanning optical system 15 are present. The distance between -17b2 also increases.
Therefore, when the distances e1 and e2 between the two light spots are compared,
e1 <e2
The relationship is established.
Similarly, in the entire region (width: 300 [mm]) from the optical scanning start end to the end end, the distance between both light spots at the image heights H1 and H2 (H1 <H2) of the light spot BSa of the laser beam 17a is represented by e01. And e02,
e01 <e02
The relationship is established.
Therefore, as can be seen from FIG. 5, the optical scanning width of the laser beam 17b (BSb) is shortened by “e2-e1” with respect to the optical scanning width 300 [mm] of the laser beam 17a (BSa).

(#B−3:2つのレーザビームが同期検知検知センサ付近に至る場合)
同様に、同期検知センサ18の受光面に至るレーザビームを符号17a(−)、17b(−)で示す。
両レーザビーム17a(−)と17b(−)の光スポットの被走査面16における主走査方向の間隔をe(−)とすると、(B−1)及び(B−2)の説明と同様な理由で、図5に示すように、
e(−)<e1<e2
の関係が成立する。
(# B-3: When two laser beams reach the vicinity of the synchronous detection sensor)
Similarly, laser beams reaching the light receiving surface of the synchronization detection sensor 18 are denoted by reference numerals 17a (−) and 17b (−).
If the interval between the light spots of the laser beams 17a (−) and 17b (−) in the main scanning direction on the surface to be scanned 16 is e (−), it is the same as described in (B-1) and (B-2). For reasons, as shown in FIG.
e (-) <e1 <e2
The relationship is established.

以上、(#B−1)〜(#B−3)にて説明したとおり、「発散光束」を被走査面上に結像する機能を有する走査光学系15に2つのレーザビームが入射した場合には、被走査面16におけるレーザビーム17aと17bの光走査幅が異なる。すなわち、レーザビーム17aの光走査幅のほうが広くなってしまう。
さらに下記に説明するように、2つのレーザビーム17aと17bの光走査開始位置が不適切となることと併せて、出力画像品質の劣化を引き起こす原因となる。
図5及び図6に基づいて、同期検知センサ18(の受光面)を被走査面16と等価の位置に配置した場合の、両光スポットの光走査開始端の差異について説明する。
(B−1)〜(B−3)にて説明したように、ポリゴンミラー14の偏向反射面を反射した2つの互いに平行なレーザビーム17a、17bの、同期像高、光走査開始端、及び光走査終了端における光スポットの間隔を、各々、e(−)、e1、及びe2とする(図5)。
As described above in (# B-1) to (# B-3), when two laser beams are incident on the scanning optical system 15 having a function of forming an image of a “divergent light beam” on the surface to be scanned However, the optical scanning widths of the laser beams 17a and 17b on the scanned surface 16 are different. That is, the optical scanning width of the laser beam 17a becomes wider.
Furthermore, as will be described below, the optical scanning start positions of the two laser beams 17a and 17b become inappropriate, and this causes a deterioration in output image quality.
Based on FIGS. 5 and 6, the difference between the optical scanning start ends of the two light spots when the synchronization detection sensor 18 (the light receiving surface thereof) is arranged at a position equivalent to the scanned surface 16 will be described.
As described in (B-1) to (B-3), the synchronous image height, the optical scanning start end, and the two parallel laser beams 17a and 17b reflected from the deflecting reflection surface of the polygon mirror 14; The intervals between the light spots at the end of the optical scanning are assumed to be e (−), e1, and e2, respectively (FIG. 5).

一方、画角θに対して被走査面16上の光スポットの等速走査性が確保されている、すなわち、
光スポット位置:Y=K×θ(Kは比例定数)
光スポットの走査速度:VY=dY/dt=K×(dθ/dt)=K×ω
(ωは画角の時間微分=角速度)
が成立するので、レーザビーム17a(光スポットBSa)が同期検知センサ18に入射してからレーザビーム17b(光スポットBSb)が同期検知センサ18に入射するまでの時間をt0、走査速度をVYとすると、
e(−)=VY×t0=K×ω×t0
となる。すなわち、
t0=e(−)/(K×ω)
で表される。
レーザビーム17aが光走査開始端及び光走査終了端に到達してから時間t0後のレーザビーム17bの光スポットの相対位置(光走査開始端及び光走査終了端からの変位量)を、それぞれE1及びE2とすると、
E1=|e1−e(−)|
E2=|e2−e(−)|
e(−)<e1<e2
である(図6)。この変位量E1及びE2が、被走査面16における主走査方向の光スポット位置ずれに相当する。
On the other hand, the constant speed scanning property of the light spot on the scanned surface 16 with respect to the angle of view θ is ensured.
Light spot position: Y = K × θ (K is a proportional constant)
Light spot scanning speed: VY = dY / dt = K × (dθ / dt) = K × ω
(Ω is the time derivative of the angle of view = angular velocity)
Therefore, the time from when the laser beam 17a (light spot BSa) enters the synchronization detection sensor 18 until the laser beam 17b (light spot BSb) enters the synchronization detection sensor 18 is t0, and the scanning speed is VY. Then
e (−) = VY × t0 = K × ω × t0
It becomes. That is,
t0 = e (−) / (K × ω)
It is represented by
The relative positions (displacements from the optical scanning start end and the optical scanning end) of the laser beam 17b after time t0 after the laser beam 17a reaches the optical scanning start end and the optical scanning end end are respectively indicated by E1. And E2,
E1 = | e1-e (−) |
E2 = | e2-e (−) |
e (-) <e1 <e2
(FIG. 6). The displacements E1 and E2 correspond to the light spot position deviation in the main scanning direction on the scanned surface 16.

同期像高に至るレーザビームの主光線の画角θ(−)と、光走査開始端(像高H=−150[mm])に至るレーザビームの主光線の画角θ1は、光走査終了端(像高H=+150[mm])に至るレーザビームの主光線の画角θ2と比較すれば、ほぼ等しい[e1≒e(−)]ことから、光走査開始側での光スポット位置ずれ量E1は小さく[E1=e1−e(−)≒0]、一方、光走査終了側での光スポット位置ずれ量E2は大きくなってしまう。
このような光走査装置を画像形成装置の露光手段として用いた場合には、光走査開始側と光走査終了側に対応する出力画像における領域間で、画像品質がばらつく(差異が生じる)ことになり、特に「ハーフトーン」等濃度むらが顕著に現れやすい出力画像の場合に、全体としての画像の印象が悪くなってしまう。
The angle of view θ (−) of the chief ray of the laser beam reaching the synchronous image height and the angle of view θ1 of the chief ray of the laser beam reaching the optical scanning start end (image height H = −150 [mm]) Compared with the angle of view θ2 of the principal ray of the laser beam reaching the end (image height H = + 150 [mm]), it is substantially equal [e1≈e (−)], so that the light spot position shift on the optical scanning start side The amount E1 is small [E1 = e1-e (−) ≈0], while the light spot position deviation amount E2 on the optical scanning end side is large.
When such an optical scanning device is used as an exposure unit of an image forming apparatus, the image quality varies (differs) between areas in the output image corresponding to the optical scanning start side and the optical scanning end side. In particular, in the case of an output image in which density unevenness such as “halftone” is likely to appear remarkably, the overall image impression is deteriorated.

走査光学系15に入射する光束が主走査断面にて「発散光束」等、「平行光束」ではない場合、被走査面16と光学的に等価な位置に同期検知センサ18を配置すると、上述のように原理的に、2つのレーザビーム間に光走査開始端と光走査終了端に偏差が発生し、結果として光走査幅の偏差が発生してしまう。このような光走査装置を画像形成装置の露光手段に適用した場合には、これに起因して、出力画像が劣化する。
この不具合を抑制するには、光走査開始側と光走査終了側に対応する出力画像における領域間での画像品質のばらつきを小さくすればよい。そのためには、上記にて定義したE1及びE2の関係を、設計時に「E1=E2」とする、すなわち2つのレーザビーム17aと17b(光スポットBSaとBSb)の光走査幅の中心を合致させることで、「全体としての画像の印象の悪さ」を低減することができる。
When the light beam incident on the scanning optical system 15 is not a “parallel light beam” such as a “divergent light beam” in the main scanning section, if the synchronization detection sensor 18 is disposed at a position optically equivalent to the scanning surface 16, As described above, in principle, a deviation occurs between the optical scanning start end and the optical scanning end end between the two laser beams, resulting in a deviation in the optical scanning width. When such an optical scanning device is applied to the exposure unit of the image forming apparatus, the output image is deteriorated due to this.
In order to suppress this problem, it is only necessary to reduce variations in image quality between regions in the output image corresponding to the optical scanning start side and the optical scanning end side. For this purpose, the relationship between E1 and E2 defined above is set to “E1 = E2” at the time of design, that is, the centers of the optical scanning widths of the two laser beams 17a and 17b (light spots BSa and BSb) are matched. Thus, the “bad impression of the image as a whole” can be reduced.

これを光学的に達成する方法としては、被走査面16と光学的に等価な位置から同期検知センサ18を光軸方向にずらして配置すればよい。この位置ずらしは、光束の光特性(形態)に応じて行われる。
例えば、走査光学系15に入射する光束が主走査断面にて「発散光束」である光学系の場合、図1に示すように、同期検知センサ18を、被走査面16と光学的に等価な位置から、ポリゴンミラー14から遠ざかる向きにずらすことにより、2つの光スポット間隔e(−)’を、図5におけるe(−)より大きくすることができる。すなわち、
e(−)’>e1>e(−)
の関係が成立する。従って、図5の構成の場合、
|e1−e(−)|<|e2−e(−)|
ここで、e1−e(−)>0
e2−e(−)>0
であったが、図1の構成を採用することにより、2つの光スポットの間隔e(−)’を拡大することができるので、2つの光スポット位置の関係を、
|e1−e(−)’|≒|e2−e(−)’|
ここで、e1−e(−)’<0
e2−e(−)’>0
の関係に近づけることが可能となる。
設計的には、同期検知センサ18を、
e(−)’=(e2+e1)/2
となる位置まで、すなわち、図2中に矢印で示した距離Δだけ移動することで、図1にて定義した、
E1=|e1−e(−)’|
E2=|e2−e(−)’|
が、図2に示すように「E1=E2」を満足することができる。
As a method for optically achieving this, the synchronization detection sensor 18 may be shifted from the position optically equivalent to the scanned surface 16 in the optical axis direction. This positional shift is performed according to the light characteristic (form) of the light beam.
For example, in the case of an optical system in which the light beam incident on the scanning optical system 15 is a “divergent light beam” in the main scanning section, the synchronization detection sensor 18 is optically equivalent to the scanned surface 16 as shown in FIG. By shifting the position away from the polygon mirror 14 from the position, the distance between the two light spots e (−) ′ can be made larger than e (−) in FIG. That is,
e (-) '>e1> e (-)
The relationship is established. Therefore, in the case of the configuration of FIG.
| E1-e (−) | <| e2-e (−) |
Here, e1-e (-)> 0
e2-e (-)> 0
However, by adopting the configuration of FIG. 1, the distance e (−) ′ between the two light spots can be enlarged, so the relationship between the two light spot positions is
| E1-e (−) ′ | ≈ | e2-e (−) ′ |
Here, e1-e (−) ′ <0
e2-e (-) '> 0
It becomes possible to approximate the relationship.
In terms of design, the synchronization detection sensor 18 is
e (−) ′ = (e2 + e1) / 2
By moving to a position where, i.e., a distance Δ indicated by an arrow in FIG.
E1 = | e1-e (−) ′ |
E2 = | e2-e (−) ′ |
However, as shown in FIG. 2, “E1 = E2” can be satisfied.

但し、同期検知センサ18の位置の、被走査面16と光学的に等価な位置からのずらし量を大きく設定しすぎると、E1がE2より大きくなりすぎて、光走査開始側の光スポット位置ずれ量が大きくなってしまう。また同期検知センサ18の受光面にてレーザビームが結像しない(ビームウェストを形成しない)ため、センサの種類によっては、検知精度が劣化する虞がある。
従って、同期検知センサ18のずらし量は、
e1<e(−)<e2 (式1−1)
の関係が成立する範囲内とすることが望ましい。
However, if the shift amount of the position of the synchronization detection sensor 18 from the position optically equivalent to the surface to be scanned 16 is set too large, E1 becomes too larger than E2, and the light spot position shift on the optical scanning start side becomes too large. The amount will increase. In addition, since the laser beam does not form an image on the light receiving surface of the synchronous detection sensor 18 (the beam waist is not formed), the detection accuracy may be deteriorated depending on the type of sensor.
Therefore, the shift amount of the synchronization detection sensor 18 is
e1 <e (−) <e2 (Formula 1-1)
It is desirable to be within a range where the above relationship is established.

この関係式(式1−1)及び後述の(式1−2)を、別の関係式にて表記すると、図3において、光スポットBSa(レーザビーム17a)の光走査開始位置をYa(START)、光走査終了位置をYa(END)、光スポットBSb(レーザビーム17b)の光走査開始位置をYb(START)、光走査終了位置をYb(END)とし、
Ya(START)−Yb(START)=e1
Ya(END)−Yb(END)=e2
とおく。光スポットBSaの光走査幅内に光スポットBSbの光走査幅がすべて含まれることは、
e1×e2≦0
となることを意味するので、
{Ya(START)−Yb(START)}×{Ya(END)−Yb(END)}≦0 (式1−3)
が成立すれば、関係式(式1−1)及び(式1−2)が成立する。
When this relational expression (Formula 1-1) and (Formula 1-2) described later are expressed by another relational expression, in FIG. 3, the optical scanning start position of the light spot BSa (laser beam 17a) is represented by Ya (START). ), The optical scanning end position is Ya (END), the optical scanning start position of the light spot BSb (laser beam 17b) is Yb (START), and the optical scanning end position is Yb (END).
Ya (START) -Yb (START) = e1
Ya (END) -Yb (END) = e2
far. The fact that the entire optical scanning width of the light spot BSb is included in the optical scanning width of the optical spot BSa.
e1 × e2 ≦ 0
Because it means
{Ya (START) −Yb (START)} × {Ya (END) −Yb (END)} ≦ 0 (Formula 1-3)
If is established, relational expressions (Equation 1-1) and (Equation 1-2) are established.

同様に、本発明の光走査装置を電子写真プロセスの露光装置として適用した画像形成装置においては、光走査装置における上記「光スポット」位置が、記録媒体上に定着した「トナー像」位置に対応する。従って、上記と同様に、光スポットBSaに対応する光走査開始端のドット位置をDa(START)、光走査終了端のドット位置をDa(END)、光スポットBSbに対応する光走査開始端
のドット位置をDb(START)、光走査終了端のドット位置をDb(END)、としたとき、
{Da(START)−Db(START)}×{Da(END)−Db(END)}≦0
が成立する範囲に同期検知センサの受光面を移動することが、高品位な出力画像を得るためには望ましい。
Similarly, in an image forming apparatus in which the optical scanning apparatus of the present invention is applied as an exposure apparatus for an electrophotographic process, the “light spot” position in the optical scanning apparatus corresponds to the “toner image” position fixed on the recording medium. To do. Accordingly, as described above, the dot position of the optical scanning start end corresponding to the light spot BSa is Da (START), the dot position of the optical scanning end end is Da (END), and the optical scanning start end corresponding to the light spot BSb is When the dot position is Db (START) and the dot position at the end of optical scanning is Db (END),
{Da (START) −Db (START)} × {Da (END) −Db (END)} ≦ 0
In order to obtain a high-quality output image, it is desirable to move the light receiving surface of the synchronous detection sensor to a range where the above is established.

本実施形態においては、同期検知センサ18からの「同期信号」を得てから光走査を開始するまでの時間(光走査開始タイミング)が、2つのレーザビーム17a、17bにおいて同値である場合に、本件課題を光学的に達成する方法について説明した。
一方、これを電気制御的に達成するには、2つのレーザビームの光走査開始タイミングを個別に設定することで、光走査開始端を各々決定することが可能となる。但し、この場合には、ポリゴンミラーの形状誤差に起因する、主走査方向の走査位置ずれ、いわゆる「縦線揺らぎ」を補正することはできない。
このように同期検知センサ18の位置をずらすことの別の効果として、特許文献1に提案されているような、ポリゴンミラーの形状誤差(回転軸から各偏向反射面までの距離のばらつき)に起因する、いわゆる「縦線揺らぎ」を低減可能である。
In the present embodiment, when the time (light scanning start timing) from when the “synchronization signal” is obtained from the synchronization detection sensor 18 until the start of optical scanning is the same in the two laser beams 17a and 17b, A method for optically achieving the subject has been described.
On the other hand, in order to achieve this electrically, it is possible to individually determine the optical scanning start ends by individually setting the optical scanning start timings of the two laser beams. However, in this case, it is not possible to correct a scanning position shift in the main scanning direction, that is, a so-called “vertical line fluctuation” due to a shape error of the polygon mirror.
As another effect of shifting the position of the synchronization detection sensor 18 in this way, it is caused by a polygon mirror shape error (variation in distance from the rotation axis to each deflection reflection surface) as proposed in Patent Document 1. In other words, the so-called “vertical line fluctuation” can be reduced.

なお、本実施形態においては、「2つの半導体レーザ11a、11bから放射され、各々2つのカップリングレンズ12a、12bによりカップリングされたレーザビーム17a、17bの主光線が、ポリゴンミラー14の偏向反射面付近で、偏向走査面内にて互いに交差する」構成を採用することで、「偏向走査面内で互いに重ならない状態にて、光偏向器(ポリゴンミラー)に入射される」構成としている。
これにより、被走査面上の光スポットの主走査方向の間隔を維持することが可能となり、1つの同期検知センサにて両光スポットを独立に検出することが可能
となる。
In the present embodiment, the principal rays of the laser beams 17a and 17b emitted from the two semiconductor lasers 11a and 11b and coupled by the two coupling lenses 12a and 12b are deflected and reflected by the polygon mirror 14. By adopting the configuration of “crossing each other in the deflection scanning plane in the vicinity of the surface”, the configuration “enters the optical deflector (polygon mirror) without overlapping each other in the deflection scanning plane” is adopted.
As a result, it is possible to maintain the interval between the light spots on the surface to be scanned in the main scanning direction, and it is possible to independently detect both light spots with one synchronization detection sensor.

走査光学系の焦点距離をF、2つのレーザビーム(主光線)が交差する角度を2φとすると、被走査面における主走査方向の光ビームの間隔PYは、「PY=F×2φ」で表すことができるので、φを適宜設定することにより、PYを調整することが可能である。
半導体レーザ11a、11bは、1つの発光点を有するシングルビーム半導体レーザでもよいし、複数の発光点を有するマルチビーム半導体レーザとしても構わない。
When the focal length of the scanning optical system is F and the angle at which the two laser beams (principal rays) intersect is 2φ, the interval PY between the light beams in the main scanning direction on the surface to be scanned is expressed by “PY = F × 2φ”. Therefore, PY can be adjusted by appropriately setting φ.
The semiconductor lasers 11a and 11b may be single beam semiconductor lasers having a single light emitting point or multibeam semiconductor lasers having a plurality of light emitting points.

別の構成として、例えば、図7、図8に示す構成としても構わない。
図7に示す構成は、2つの半導体レーザ11a、11bから放射され、各々2つのカップリングレンズ11a、11bによりカップリッグされたレーザビーム17a、17bが、ビーム合成手段(ビーム合成プリズム)23により合成された後、ポリゴンミラー14に入射する構成である。ビーム合成手段23により2つのレーザビーム17a、17bを合成することにより、両レーザビームが交差する角度を小さくすることができ、被走査面での両レーザビームの光学特性の偏差を抑制することが可能となる。
図8に示す構成は、複数の発光点を有する半導体レーザ(例えば、半導体レーザアレイ等)11を光源とし、1つのカップリングレンズ12にてカップリングする構成である。このようなモノリシックに形成された発光点を有する半導体レーザの発光点の配置は、温度変化や時間経過によりほとんど変動することはないため、被走査面での光スポット間隔を高精度に維持することが可能である。
As another configuration, for example, the configurations illustrated in FIGS. 7 and 8 may be used.
In the configuration shown in FIG. 7, laser beams 17 a and 17 b emitted from two semiconductor lasers 11 a and 11 b and coupled by two coupling lenses 11 a and 11 b are combined by a beam combining unit (beam combining prism) 23. Then, the light enters the polygon mirror 14. By combining the two laser beams 17a and 17b by the beam combining means 23, the angle at which the two laser beams intersect can be reduced, and the deviation of the optical characteristics of the two laser beams on the surface to be scanned can be suppressed. It becomes possible.
The configuration shown in FIG. 8 is a configuration in which a semiconductor laser (for example, a semiconductor laser array) 11 having a plurality of light emitting points is used as a light source and is coupled by one coupling lens 12. The arrangement of the light emitting points of a semiconductor laser having such a monolithically formed light emitting point hardly fluctuates due to temperature changes or the passage of time, so the light spot interval on the surface to be scanned must be maintained with high accuracy. Is possible.

[C:走査光学系に入射するレーザビームが主走査断面内で発散光束の場合(2)]
(#C−1:同期検知センサを光走査終了端の外側に配置する場合)
図9に基づいて第2の実施形態を説明する。
同期検知センサを光走査終了端の外側に配置することもできる。
この場合には、図9に示すように、走査光学系15に入射する平行な2つのレーザビーム17a、17bの基準光束用光学素子としての同期検知センサ18’における光スポット間隔をe(+)とすると、レーザビーム17aの光スポットが入射してからレーザビーム17bの光スポットが入射するまでの時間t0は、第1の実施形態の場合と同様に、
t0=e(+)/(K×θ)
で表される。
レーザビーム17aが光走査開始端及び光走査終了端に到達してから時間t0後のレーザビーム17bの光スポットの相対位置(光走査開始端及び光走査終了端からの変位量)を、それぞれE1及びE2とすると、
E1=|e1−e(+)|
E2=|e2−e(+)|
この変位量E1及びE2が、被走査面16における主走査方向の光スポット位置ずれに相当する。
[C: When the laser beam incident on the scanning optical system is a divergent light beam in the main scanning section (2)]
(# C-1: When the synchronization detection sensor is arranged outside the optical scanning end)
A second embodiment will be described with reference to FIG.
The synchronization detection sensor can also be arranged outside the optical scanning end.
In this case, as shown in FIG. 9, the light spot interval in the synchronous detection sensor 18 ′ as the reference beam optical element of the two parallel laser beams 17a and 17b incident on the scanning optical system 15 is represented by e (+). Then, the time t0 from when the light spot of the laser beam 17a is incident until the light spot of the laser beam 17b is incident is the same as in the case of the first embodiment.
t0 = e (+) / (K × θ)
It is represented by
The relative positions (displacements from the optical scanning start end and the optical scanning end) of the laser beam 17b after time t0 after the laser beam 17a reaches the optical scanning start end and the optical scanning end end are respectively indicated by E1. And E2,
E1 = | e1-e (+) |
E2 = | e2-e (+) |
The displacements E1 and E2 correspond to the light spot position deviation in the main scanning direction on the scanned surface 16.

同期像高に至るレーザビームの主光線の画角θ(+)と光走査終了端(像高H=+150[mm])に至るレーザビームの主光線の画角θ2は、光走査開始端(像高H=−150[mm])に至るレーザビームの主光線の画角θ1と比較すれば、ほぼ等しい[e2≒e(+)]ことから、光走査終了側での光スポット位置ずれ量E2は小さく、一方光走査開始側での光スポット位置ずれ量E1は大きくなる。
この光スポット位置ずれ量E1及びE2を、「E1=E2」に近づけけることにより、光走査幅全領域で発生する光スポット位置ずれ量の最大値を小さくすることが可能となる。そのためには、第1の実施形態の場合とは対照的に、被走査面と光学的に等価な位置からポリゴンミラー14に近づく向きに同期検知センサ18’をずらせばよい。
The chief ray angle θ (+) of the laser beam reaching the synchronous image height and the chief ray angle θ2 of the laser beam reaching the optical scanning end (image height H = + 150 [mm]) Compared with the field angle θ1 of the chief ray of the laser beam up to the image height H = −150 [mm]), it is almost equal [e2≈e (+)], so the light spot position shift amount on the optical scanning end side E2 is small, while the light spot position shift amount E1 on the optical scanning start side is large.
By making the light spot position deviation amounts E1 and E2 close to “E1 = E2”, it is possible to reduce the maximum value of the light spot position deviation amount that occurs in the entire region of the optical scanning width. For this purpose, in contrast to the case of the first embodiment, the synchronization detection sensor 18 ′ may be shifted in a direction approaching the polygon mirror 14 from a position optically equivalent to the surface to be scanned.

これにより、2つの光スポット間隔e(+)’を、図9におけるe(+)より小さくすることができるので、2つの光スポット位置ずれ量の関係を、
|e1−e(+)’|≒|e2−e(+)’|
に近づけることが可能となる。この場合にも同期検知センサ18’のずらし量を大きくしすぎると、|e1−e(+)’|が|e2−e(+)’|より大きくなりすぎて、光走査終了側の光スポット位置ずれ量が大きくなってしまう。また同期検知センサ18’の受光面にてレーザビームが結像しない(ビームウェスト位置がずれる)ため、センサの種類によっては、検出精度が劣化する虞がある。
従って、同期検知センサ18’のずらし量は、
e2<e(+)<e1 (式1−2)
の関係が成立する範囲とすることが望ましい。
なお、同期検知センサをずらして配置したこと、すなわち、レーザビームが同期検知センサの受光面で結像しなくなったことによる検出精度の低下を防止するため、受光面が主走査方向に2分割された「2分割受光素子」を用いることができる。これにより、2分割受光素子における2つの受光部の光量が同じになったときに検出信号を発生するようにすることで、高精度な検出信号を獲得することが可能となる。
Accordingly, the distance between the two light spots e (+) ′ can be made smaller than e (+) in FIG.
| E1-e (+) ′ | ≈ | e2-e (+) ′ |
It becomes possible to approach. Also in this case, if the shift amount of the synchronization detection sensor 18 ′ is too large, | e1−e (+) ′ | becomes too larger than | e2−e (+) ′ | The amount of displacement becomes large. Further, since the laser beam does not form an image on the light receiving surface of the synchronization detection sensor 18 ′ (the beam waist position is shifted), the detection accuracy may be deteriorated depending on the type of the sensor.
Therefore, the shift amount of the synchronization detection sensor 18 ′ is
e2 <e (+) <e1 (Formula 1-2)
It is desirable that the range satisfy this relationship.
The light receiving surface is divided into two in the main scanning direction in order to prevent the detection accuracy from deteriorating due to the fact that the synchronization detecting sensors are shifted, that is, the laser beam is no longer imaged on the light receiving surface of the synchronization detecting sensor. Alternatively, a “two-divided light receiving element” can be used. Thereby, it is possible to obtain a highly accurate detection signal by generating the detection signal when the light amounts of the two light receiving portions in the two-divided light receiving element become the same.

(#C−2:同期検知センサを光走査開始端及び光走査終了端の両外側に配置する場合)
図10に基づいて第3の実施形態を説明する。
図10に示すように、ポリゴンミラー14の回転方向を時計回り方向とした場合に、「光走査開始端の外側」及び「光走査終了端の外側」に同期検知センサ18及び18’の間を配置することができる。
その際、(#C−1)にて説明したように、同期検知センサを被走査面と等価な位置からずらして配置しても構わない。
このような構成を採用することにより、上述した、原理的に発生する「走査光学系に入射するレーザビームが発散光束であることに起因する、2つの光スポット間の光走査幅の偏差」を抑制することが可能となる。
いま、2つのレーザビーム17a及び17bの被走査面16における光スポットBSa及びBSbが、光走査領域の両外側に配置された同期検知センサ18及び18’を通過する時間(一走査の時間)を各々ta及びtbとする。通常は、一走査でのポリゴンミラー14の回転角度がBSaとBSbにて同じなので、上述したように、BSaの光走査幅はBSbの走査幅より大きくなる。
すなわち、「ta<tb」の関係となる。このような「2つの光スポット間の一走査時間の偏差」、あるいは、「(設計的に)理想的な一走査時間との偏差」を補正するように、画像情報に対応する光源の変調周波数を調整すればよい。このような調整は一般に「クロック調整」と呼ばれている。
(# C-2: When the synchronization detection sensor is arranged outside both the optical scanning start end and the optical scanning end end)
A third embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, when the rotation direction of the polygon mirror 14 is clockwise, the distance between the synchronization detection sensors 18 and 18 ′ is “outside the optical scanning start end” and “outside the optical scanning end end”. Can be arranged.
At that time, as described in (# C-1), the synchronization detection sensor may be arranged so as to be shifted from a position equivalent to the surface to be scanned.
By adopting such a configuration, the above-described “the deviation of the optical scanning width between two light spots caused by the divergent light beam that is incident on the scanning optical system” is generated in principle. It becomes possible to suppress.
Now, a time (one scanning time) when the light spots BSa and BSb of the two laser beams 17a and 17b pass through the synchronization detection sensors 18 and 18 'arranged on both outer sides of the optical scanning region is shown. Let ta and tb respectively. Normally, since the rotation angle of the polygon mirror 14 in one scan is the same between BSa and BSb, the optical scan width of BSa is larger than the scan width of BSb as described above.
That is, the relationship “ta <tb” is established. The modulation frequency of the light source corresponding to the image information so as to correct such “deviation of one scanning time between two light spots” or “deviation from an ideal (single) scanning time”. Can be adjusted. Such adjustment is generally called “clock adjustment”.

[D:走査光学系に入射するレーザビームが主走査断面内で発散光束の場合(3)]
図11に基づいて第4の実施形態を説明する。
上記各実施形態では、光源からのレーザビームが光偏向器(ポリゴンミラー)に対し光走査開始側から入射する構成について説明した。
一方、別の構成として、光源からのレーザビームが光偏向器(ポリゴンミラー)に対し光走査終了側から入射する構成を採用しても構わない。すなわち、図11
に示すように、ポリゴンミラー14の回転方向を反時計回り方向とした構成を採用することができる。
上述した内容から類推可能なように、ポリゴンミラー14の回転方向によらず、同期検知センサ18及び18’の配置等、光学レイアウトは、図10と図11において同じとすればよいことは言うまでもない。
また、同期検知センサ18及び18’はいずれか一方のみを配置するだけでもよいし、両方を配置しても構わないのは、上述した構成と同様である。
[D: When the laser beam incident on the scanning optical system is a divergent light beam in the main scanning section (3)]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In each of the above embodiments, the configuration in which the laser beam from the light source is incident on the optical deflector (polygon mirror) from the optical scanning start side has been described.
On the other hand, as another configuration, a configuration in which the laser beam from the light source is incident on the optical deflector (polygon mirror) from the optical scanning end side may be adopted. That is, FIG.
As shown in the figure, it is possible to adopt a configuration in which the rotation direction of the polygon mirror 14 is the counterclockwise direction.
As can be inferred from the above-described contents, it goes without saying that the optical layout, such as the arrangement of the synchronization detection sensors 18 and 18 ′, may be the same in FIGS. 10 and 11 regardless of the rotation direction of the polygon mirror 14. .
Further, only one of the synchronization detection sensors 18 and 18 ′ may be arranged, or both may be arranged in the same manner as the above-described configuration.

[E:走査光学系に入射するレーザビームが主走査断面内で収束光束の場合(1)]
次に、図12に基づいて第5の実施形態を説明する。
走査光学系15に入射するレーザビームが「発散性」の場合とは異なり、「収束性」である場合について検討する。
走査光学系15に入射するレーザビームが「発散性」の場合を説明した図1と対比させて説明する。
図12に示す走査光学系15の場合には、「収束性」の光束(レーザビーム)を被走査面16上に結像させる機能を有するため、互いに平行な状態(すなわちポリゴンミラー14の配置角度がφだけずれている状態)で走査光学系15に入射した2つのレーザビーム17a、17bの主光線は、被走査面16上ではなくポリゴンミラー14から遠ざかる位置で互いに交差することになる。
その結果、被走査面16上での光走査開始端ではe1、光走査終了端ではe2、また同期検知センサ18上ではe(−)の光スポット間隔が生じる。
このとき、
e(−)<e1<e2
である。
[E: When the laser beam incident on the scanning optical system is a convergent beam within the main scanning section (1)]
Next, a fifth embodiment will be described based on FIG.
Unlike the case where the laser beam incident on the scanning optical system 15 is “divergent”, the case where it is “convergent” will be considered.
This will be described in comparison with FIG. 1 in which the laser beam incident on the scanning optical system 15 is “divergent”.
In the case of the scanning optical system 15 shown in FIG. 12, since it has a function of forming a “convergent” light beam (laser beam) on the surface to be scanned 16, it is in a state parallel to each other (that is, the arrangement angle of the polygon mirror 14). The principal rays of the two laser beams 17a and 17b incident on the scanning optical system 15 in a state where they are shifted by φ intersect each other not at the scanned surface 16 but at a position away from the polygon mirror 14.
As a result, a light spot interval of e1 at the optical scanning start end on the scanned surface 16, e2 at the optical scanning end end, and e (−) on the synchronization detection sensor 18 is generated.
At this time,
e (-) <e1 <e2
It is.

同期検知センサ18にて同期信号を獲得した後、所定の時間だけ経過してから光走査を開始する場合、図1で示した例とは異なり、レーザビーム17aの光スポットBSaに対して、レーザビーム17bの光スポットBSbが先行して被走査面16上を走査する。
レーザビーム17aが同期検知センサ18に入射してからレーザビーム17bが同期検知センサ18に入射するまでの時間をt0、また、レーザビーム17aが光走査開始端及び光走査終了端に到達してから時間t0後のレーザビーム17bの光スポットの相対位置(光走査開始端及び光走査終了端からの変位量)を、それぞれE1及びE2とすると、
e(−)=K×t0×ω
K:比例定数、ω:画角の時間微分
E1=|e1−e(−)|
E2=|e2−e(−)|
である。この変位量E1及びE2が、被走査面16における主走査方向の光スポット位置ずれに相当する。
When the optical scanning is started after a predetermined time has elapsed after the synchronization signal is acquired by the synchronization detection sensor 18, unlike the example shown in FIG. 1, the laser beam 17a is scanned with the laser beam BSa. The light spot BSb of the beam 17b scans the scanned surface 16 in advance.
The time from when the laser beam 17a enters the synchronization detection sensor 18 until the laser beam 17b enters the synchronization detection sensor 18 is t0, and after the laser beam 17a reaches the optical scanning start end and the optical scanning end end. If the relative positions of the light spot of the laser beam 17b after time t0 (displacement amounts from the optical scanning start end and the optical scanning end end) are E1 and E2, respectively.
e (−) = K × t0 × ω
K: proportionality constant, ω: time derivative of angle of view E1 = | e1-e (−) |
E2 = | e2-e (−) |
It is. The displacements E1 and E2 correspond to the light spot position deviation in the main scanning direction on the scanned surface 16.

同期像高に至るレーザビームの主光線の画角θ(−)と光走査開始端(像高H=−150[mm])に至るレーザビームの主光線の画角θ1は、(光走査終了端(像高H=+150[mm])に至るレーザビームの主光線の画角θ2と比較すれば、ほぼ等しい「e1≒e(−)」ことから、光走査開始側での光スポット位置ずれ量E1は小さく、一方、光走査終了側での光スポット位置ずれ量E2は大きくなってしまう。
この光スポット位置ずれ量E1及びE2(E1<E2)の関係を、「E1=E2」の理想的な状態に近づけるためには、e(−)を大きくすればよい。
図1の場合とは対照的に、同期検知センサ18を被走査面16と光学的に等価な位置からポリゴンミラー14に近づく向きに移動して配置すればよい。このときの2つの光スポット間隔をe(−)’とすれば、e(−)’は図12におけるe(−)より大きくすることができる。
The chief ray angle θ (−) of the laser beam reaching the synchronous image height and the chief ray angle θ1 of the laser beam reaching the optical scanning start end (image height H = −150 [mm]) Compared with the field angle θ2 of the chief ray of the laser beam reaching the end (image height H = + 150 [mm]), “e1≈e (−)”, which is substantially equal, the light spot position shift on the optical scanning start side The amount E1 is small, while the light spot position deviation amount E2 on the optical scanning end side is large.
In order to bring the relationship between the light spot position deviation amounts E1 and E2 (E1 <E2) closer to the ideal state of “E1 = E2”, e (−) may be increased.
In contrast to the case of FIG. 1, the synchronization detection sensor 18 may be moved from the position optically equivalent to the scanned surface 16 in a direction approaching the polygon mirror 14. If the distance between the two light spots at this time is e (-) ', e (-)' can be made larger than e (-) in FIG.

すなわち、図12の構成を採用することにより、e(−)をより大きくすることができるので、2つの光スポット位置の関係を、改善前の関係:
|e1−e(−)|<|e2−e(−)|
ここで、e1−e(−)>0
e2−e(−)>0
から、
|e1−e(−)’|≒|e2−e(−)’|
ここで、e1−e(−)’<0
e2−e(−)’>0
の関係に近づけることが可能となる。
That is, by adopting the configuration of FIG. 12, e (−) can be made larger, so the relationship between the two light spot positions is the relationship before improvement:
| E1-e (−) | <| e2-e (−) |
Here, e1-e (-)> 0
e2-e (-)> 0
From
| E1-e (−) ′ | ≈ | e2-e (−) ′ |
Here, e1-e (−) ′ <0
e2-e (-) '> 0
It becomes possible to approximate the relationship.

なお、同期検知センサ18を被走査面16と光学的に等価な位置からポリゴンミラー14側へ移動する量が大きすぎる場合の副作用は、第1の実施形態の場合と同様である。
また、光走査終了側の外側に別の同期検知センサ18’を配置する場合には、第2の実施形態とは逆向き(ポリゴンミラー14へ近づける向き)に、同期検知センサ18’を移動させればよいことは説明するまでもない。
同期検知センサ18のずらし量を、「e1<e(−)<e2」の関係が成立する範囲内とすることが望ましいことも同様である。
すなわち、走査光学系15へ入射するレーザビームが「収束性」であり、光源からのレーザビームが光偏向器(ポリゴンミラー)に対し光走査開始側から入射する構成の場合(ポリゴンミラーは時計回り方向に回転する)には、図13に示すようなレイアウト(同期検知センサを光走査開始側及び終了側の両外側に配置した例)とすればよい。
Side effects when the amount of movement of the synchronization detection sensor 18 from the optically equivalent position to the scanned surface 16 toward the polygon mirror 14 is too large are the same as in the first embodiment.
Further, when another synchronization detection sensor 18 ′ is arranged outside the optical scanning end side, the synchronization detection sensor 18 ′ is moved in the opposite direction to the second embodiment (direction approaching the polygon mirror 14). Needless to say, what should be done.
Similarly, it is desirable that the shift amount of the synchronization detection sensor 18 is within a range in which the relationship “e1 <e (−) <e2” is satisfied.
That is, the laser beam incident on the scanning optical system 15 is “convergent” and the laser beam from the light source is incident on the optical deflector (polygon mirror) from the optical scanning start side (the polygon mirror is rotated clockwise). In order to rotate in the direction, a layout as shown in FIG. 13 (an example in which synchronization detection sensors are arranged on both outer sides of the optical scanning start side and the end side) may be used.

[F:走査光学系に入射するレーザビームが主走査断面内で収束光束の場合(2)]
図14に基づいて第6の実施形態(「収束性」である場合の別の構成)を説明する。
第5の実施形態においては、光源からのレーザビームが光偏向器(ポリゴンミラー)に対し光走査開始側から入射する構成について説明した。
別の構成として、光源からのレーザビームが光偏向器(ポリゴンミラー)に対し光走査終了側から入射する構成を採用しても構わない。すなわち図14に示すように、ポリゴンミラー14の回転方向を反時計回り方向とした構成を採用することができる。
このような構成の場合にも、上述した内容から類推可能なように、ポリゴンミラー14の回転方向によらず、同期検知センサ18及び18’の配置等、光学レイアウトは、図13と図14において同じとすればよいことは言うまでもない。
また、同期検知センサ18’のずらし量を、「e2<e(+)<e1」の関係
が成立する範囲とすることが望ましいことも同様である。
また、同期検知センサ18及び18’はいずれか一方のみを配置するだけでもよいし、両方を配置しても構わないのは、第1の実施形態、第2の実施形態の構成と同様である。
[F: When the laser beam incident on the scanning optical system is a convergent beam within the main scanning section (2)]
A sixth embodiment (another configuration in the case of “convergence”) will be described with reference to FIG.
In the fifth embodiment, the configuration in which the laser beam from the light source is incident on the optical deflector (polygon mirror) from the optical scanning start side has been described.
As another configuration, a configuration in which the laser beam from the light source is incident on the optical deflector (polygon mirror) from the optical scanning end side may be adopted. That is, as shown in FIG. 14, a configuration in which the rotation direction of the polygon mirror 14 is counterclockwise can be employed.
Even in such a configuration, as can be inferred from the above-described contents, the optical layout such as the arrangement of the synchronization detection sensors 18 and 18 ′ is not shown in FIGS. 13 and 14 regardless of the rotation direction of the polygon mirror 14. Needless to say, it should be the same.
Similarly, it is desirable that the shift amount of the synchronization detection sensor 18 ′ is within a range where the relationship “e2 <e (+) <e1” is satisfied.
Further, only one of the synchronization detection sensors 18 and 18 'may be arranged, or both may be arranged as in the configurations of the first embodiment and the second embodiment. .

[G:走査線傾きの補正]
(#G−1:タンデム式カラー画像形成装置の概要)
上述のとおり、タンデム式カラー画像形成装置の露光装置として光走査装置を用いた場合、経時的に、あるいは温度変化に伴い、各カラーに対応するステーション間で、走査線の傾きが変動することがある。
タンデム式カラー画像形成装置においては、各カラーに対応する感光体ドラム周面に静電潜像を形成した後、該当するカラーのトナーで顕像化し、これを例えば転写ベルトによって搬送されるシート(記録媒体)上に順次転写して多色画像を形成するようになっている。
そのため、光走査装置内の各ステーションにて「走査線傾き」が発生すると、副走査対応方向の走査位置ずれが生じる結果、色ずれなどの出力画像品質の劣化を引き起こす。
[G: Correction of scan line tilt]
(# G-1: Outline of tandem color image forming apparatus)
As described above, when an optical scanning device is used as an exposure device of a tandem color image forming apparatus, the inclination of the scanning line may fluctuate between stations corresponding to each color over time or with a temperature change. is there.
In the tandem type color image forming apparatus, after forming an electrostatic latent image on the peripheral surface of the photosensitive drum corresponding to each color, the image is visualized with the toner of the corresponding color, and the sheet is conveyed by, for example, a transfer belt ( A multicolor image is formed by sequentially transferring onto a recording medium.
Therefore, when “scanning line inclination” occurs at each station in the optical scanning device, a scanning position shift in the sub-scanning corresponding direction occurs, resulting in degradation of output image quality such as color shift.

このような出力画像品質劣化を抑制するための1つの手段として、経時的、温度変化に伴う走査線傾きを補正する方法があるが、そのためには、走査線傾きの程度(絶対値、又はステーション間の相対値)を把握する必要がある。上記走査線傾きを検出する手段として、従来より種々の検知センサが提案されている。このような検知センサの多くは、その受光面を光ビームが走査する(横切る)時間を検出ないし計測し、その検出結果を「長さ」に換算する構成を採用している。   As one means for suppressing such output image quality deterioration, there is a method of correcting the scanning line inclination with the temperature change over time. For this purpose, the degree of the scanning line inclination (absolute value or station) is used. It is necessary to grasp the relative value). Conventionally, various detection sensors have been proposed as means for detecting the scanning line inclination. Many of such detection sensors employ a configuration in which the time during which the light beam scans (crosses) the light receiving surface is detected or measured, and the detection result is converted to “length”.

(#G−2:走査線傾きの検出方法(1))
次に、第7の実施形態を説明する。
図10、図11、図13、図14で示したレイアウトのように、光走査開始側及び終了側の両外側に、基準光束検出手段としての同期検知センサを配置する構成を示したが、このような基準光束検出手段を備えた光走査装置の場合には、2つのレーザビームの光走査幅の補正を行うだけではなく、基準光束検出手段を用いて、「走査線傾き量」を検出することも可能である。
例えば、基準光束検出手段として、画素が一列に配列した「ラインCCD」や、二次元的に配列した「二次元CCD」を採用することができる。
光走査開始側及び終了側の両外側に備えられた、2つの基準光束検出手段の検出結果から、走査線の両端(光走査開始端と終了端)の位置、あるいはそれらの変位量を導出する。
この導出された結果に基づき、光走査装置内に備えられた、従来周知の走査線傾き補正手段を制御・駆動すればよい。
走査線傾き補正手段としては、例えば、(1)ポリゴンミラーから被走査面(感光体ドラム表面)までの光路内に配置された折り返しミラーを変位させるタイプ、(2)走査光学系を構成するレンズを変位させるタイプ、等いずれの方式を採用しても構わない。
(# G-2: Scanning line tilt detection method (1))
Next, a seventh embodiment will be described.
As shown in the layouts shown in FIGS. 10, 11, 13, and 14, the configuration in which the synchronization detection sensor as the reference light beam detection unit is arranged on both outer sides of the optical scanning start side and the end side is shown. In the case of an optical scanning apparatus having such a reference beam detection means, not only the optical scanning width of the two laser beams is corrected, but also the “scan line tilt amount” is detected using the reference beam detection means. It is also possible.
For example, a “line CCD” in which pixels are arranged in a row or a “two-dimensional CCD” in which the pixels are arranged two-dimensionally can be employed as the reference light beam detecting means.
From the detection results of the two reference beam detecting means provided on both the outer side of the optical scanning start side and the end side, the positions of both ends of the scanning line (optical scanning start end and end end) or their displacement amounts are derived. .
Based on the derived result, a conventionally known scanning line inclination correcting unit provided in the optical scanning device may be controlled and driven.
As the scanning line inclination correcting means, for example, (1) a type that displaces a folding mirror disposed in an optical path from a polygon mirror to a surface to be scanned (photosensitive drum surface), and (2) a lens constituting a scanning optical system Any method, such as a type of displacing, may be adopted.

(#G−3:走査線傾きの検出方法(2))
図15及び図16に基づいて第8の実施形態を説明する。
第7の実施形態では、走査線傾き量を検出する基準光束検出手段の例として、比較的高価な「ラインCCD」や「二次元CCD」を利用した構成を提案した。
より低コストにて実現可能な、走査線傾き量を検出する基準光束検出手段の一例を以下に説明する。
まず、図15に基づいて、本実施形態におけるタンデム式対応の光走査装置105の構成の概要を説明する。
同図において符号110はレーザビームを出射する光源、111は図示しないハウジング内に配置された窓、112は偏向走査手段(光偏向器)としてのポリゴンミラー、114はfθレンズ群を構成する第一のレンズ、115は走査線を補正する手段である液晶偏向素子、116はミラー、117はfθレンズ群を構成する第二のレンズ、119はハーフミラー(半透鏡)、120は感光体、121は中間転写ベルト、122ないし124は色ずれ検出手段としての検出部、P1は基準光束検出手段としての走査上流側レーザビーム検出器、P2は基準光束検出手段としての走査下流側レーザビーム検出器をそれぞれ示す。
カラー機用としてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック(以下Y、M、C、Kと略す)の4色分の走査結像光学系をもち、各色に相当するレーザビームが感光体に集光する状態を示している。
(# G-3: Scanning line tilt detection method (2))
The eighth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
In the seventh embodiment, a configuration using a relatively expensive “line CCD” or “two-dimensional CCD” is proposed as an example of the reference light beam detecting means for detecting the scanning line inclination amount.
An example of the reference beam detecting means for detecting the scanning line inclination amount that can be realized at a lower cost will be described below.
First, an outline of the configuration of the tandem-compatible optical scanning device 105 in this embodiment will be described with reference to FIG.
In the figure, reference numeral 110 denotes a light source that emits a laser beam, 111 denotes a window arranged in a housing (not shown), 112 denotes a polygon mirror as deflection scanning means (optical deflector), and 114 denotes a first lens constituting an fθ lens group. 115, a liquid crystal deflecting element 115 for correcting the scanning line, 116 a mirror, 117 a second lens constituting the fθ lens group, 119 a half mirror (semi-transparent mirror), 120 a photoconductor, and 121 An intermediate transfer belt, 122 to 124 are detection units as color misregistration detection means, P1 is a scanning upstream laser beam detector as reference light beam detection means, and P2 is a scanning downstream laser beam detector as reference light beam detection means. Show.
A color imaging machine has a scanning imaging optical system for four colors of yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter abbreviated as Y, M, C, and K), and a laser beam corresponding to each color is focused on the photosensitive member. Is shown.

同図の光源110は、半導体レーザとカップリングレンズとシリンドリカルレンズとにより構成される「光源装置」を4組有している。各半導体レーザから放射される光束は、カップリングレンズにより以後の光学系に適合する光束形態(平行光束あるいは弱い発散性もしくは収束性の光束)に変換され、シリンドリカルレンズにより副走査方向に収束されて偏向走査手段であるポリゴンミラー112の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像される。
光源における4つの半導体レーザは、それぞれ、Y、M、C、Kの各色成分画像を書込むための光束を放射する。
The light source 110 shown in the figure has four sets of “light source devices” composed of a semiconductor laser, a coupling lens, and a cylindrical lens. The light beam emitted from each semiconductor laser is converted into a light beam form (parallel light beam or weak divergent or convergent light beam) suitable for the subsequent optical system by the coupling lens, and converged in the sub-scanning direction by the cylindrical lens. A line image that is long in the main scanning direction is formed in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 112 serving as the deflection scanning means.
Each of the four semiconductor lasers in the light source emits a light beam for writing each color component image of Y, M, C, and K.

ポリゴンミラー112の回転により同一方向に偏向された4色分の偏向光束は、走査結像光学手段の一部であるfθレンズ群を構成する第一のレンズ114を透過する。K(ブラック)成分画像を書込む光束(例えばレンズの上端の位置)はミラー116Kで反射され、fθレンズ群を構成する第二のレンズ117Kを透過し、ハーフミラー119Kで分岐されて、一方の透過光束は被走査面の実態を成すドラム状の光導電性の感光体120K上に光スポットとして集光し、感光体120Kを矢印方向に光走査する。
他方の反射光束はレーザビームを検知する走査上流側レーザビーム検出器P1K、走査下流側レーザビーム検出器P2Kへ結像され、受光部を走査する。なお、レーザビーム検出器は各々固定用基板B1、B2に実装固定されている。fθレンズ群とミラー116、ハーフミラー119をまとめて走査結像光学手段と呼ぶ。
The deflected light beams for four colors deflected in the same direction by the rotation of the polygon mirror 112 are transmitted through the first lens 114 constituting the fθ lens group which is a part of the scanning imaging optical means. The luminous flux (for example, the position of the upper end of the lens) for writing the K (black) component image is reflected by the mirror 116K, passes through the second lens 117K constituting the fθ lens group, and is branched by the half mirror 119K. The transmitted light beam is condensed as a light spot on the drum-shaped photoconductive photosensitive member 120K that forms the actual state of the surface to be scanned, and optically scans the photosensitive member 120K in the direction of the arrow.
The other reflected light beam forms an image on a scanning upstream laser beam detector P1K and a scanning downstream laser beam detector P2K that detect the laser beam, and scans the light receiving portion. The laser beam detector is mounted and fixed on the fixing substrates B1 and B2, respectively. The fθ lens group, the mirror 116, and the half mirror 119 are collectively referred to as scanning imaging optical means.

fθレンズ群の第1レンズ114、第2レンズ117Kの材質は非球面形状が容易かつ低コストなプラスチック材質からなり、具体的には低吸水性や高透過率、成形性に優れたポリカーボネートやポリカーボネートを主成分とする合成樹脂が好適である。
Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)の各色成分画像を書込む光束もそれぞれ上記と同様に、ミラーで反射され、レンズを透過し、ハーフミラーを透過、反射してドラム状の光導電性の感光体上に光スポットとして結像し、各色とも同一の矢印方向に走査される。この光走査により各感光体に対応する色成分画像の静電潜像が形成される。同図において、K以外の各色に相当する光学素子等には符号は付記していないが、ブラックの略意である「K」が符号後に付されている部品はY、M、Cとも光学的な同位置に配置されている。
The material of the first lens 114 and the second lens 117K of the fθ lens group is an aspherical shape made of a plastic material that is easy and low in cost, and specifically, polycarbonate and polycarbonate having low water absorption, high transmittance, and excellent moldability. A synthetic resin containing as a main component is preferred.
Similarly to the above, the light beams for writing the respective color component images of Y (yellow), M (magenta), and C (cyan) are reflected by the mirror, transmitted through the lens, transmitted through the half mirror, and reflected to form a drum shape. An image is formed as a light spot on the photoconductive photoreceptor, and each color is scanned in the same arrow direction. By this optical scanning, an electrostatic latent image of a color component image corresponding to each photoconductor is formed. In the same figure, optical elements corresponding to each color other than K are not labeled, but components with “K”, which is an abbreviation of black, are optically attached to Y, M, and C. It is arranged at the same position.

これら静電潜像は、図示しない現像装置により対応する色のトナーで可視化され、中間転写ベルト121上に転写される。転写の際、各色トナー画像は互いに重ね合わせられカラー画像を構成する。
このカラー画像はシート状記録媒体上ヘ転写され、定着される。カラー画像転写後の中間転写ベルト121は図示しないクリーニング装置でクリーニングされる。
以上説明したように図15に示す光走査装置は、カラー画像を構成する2以上の色成分画像に対応する複数の光源装置から放射された各光束を、偏向走査手段のポリゴンミラー112により同一方向に偏向走査し、各偏向光束を走査結像光学系のうち各色共通に透過する第一のレンズ114と、各々の走査結像手段に設けられたレンズ117により、各色成分画像に対応する被走査面120に向かって個別的に集光させて光走査を行い、各色成分に相当する4つの走査結像手段を有する光走査装置である。
These electrostatic latent images are visualized with a corresponding color toner by a developing device (not shown) and transferred onto the intermediate transfer belt 121. At the time of transfer, the color toner images are superimposed on each other to form a color image.
This color image is transferred onto a sheet-like recording medium and fixed. The intermediate transfer belt 121 after the color image transfer is cleaned by a cleaning device (not shown).
As described above, the optical scanning device shown in FIG. 15 causes each light beam emitted from a plurality of light source devices corresponding to two or more color component images constituting a color image to be directed in the same direction by the polygon mirror 112 of the deflection scanning means. The scanning lens corresponding to each color component image is scanned by the first lens 114 that transmits each deflected light beam to each color in the scanning imaging optical system and the lens 117 provided in each scanning imaging means. The optical scanning device has four scanning image forming means corresponding to the respective color components by individually condensing light toward the surface 120 and performing optical scanning.

第1のレンズ114の直後には、走査線を補正する機能を有する光学素子として液晶偏向素子115が配置されている。液晶偏向素子115は電気的に制御することによりレーザビームの出射方向を局部的に任意に偏向して微調整できる素子である。偏向角は駆動電圧波形の波高値またはパルス幅Dutyにより任意に可変であり、その偏向角はつぎのように設定される。
まず、画像出力の開始信号の入力により、走査ビーム基準色部分(例えばブラック)115Kを透過させたレーザビームの走査位置をP1K、P2Kにより検出し、その検出結果に基づき所望の値以下であれば他の色に相当する液晶偏向素子を駆動せず、それ以上であれば液晶偏向素子を所定量偏向駆動し走査位置の補正を行う。
レーザビーム検出器から得られた結果をフィードバックする補正手段は液晶偏向素子のほか光学素子(走査レンズ、ミラー)の姿勢を適宜補正制御することにより、走査位置や副走査間隔の補正が可能となる。
Immediately after the first lens 114, a liquid crystal deflecting element 115 is disposed as an optical element having a function of correcting the scanning line. The liquid crystal deflecting element 115 is an element that can be finely adjusted by electrically controlling the emission direction of the laser beam locally arbitrarily. The deflection angle is arbitrarily variable depending on the peak value of the drive voltage waveform or the pulse width Duty, and the deflection angle is set as follows.
First, when the image output start signal is input, the scanning position of the laser beam that has passed through the scanning beam reference color portion (for example, black) 115K is detected by P1K and P2K. If the liquid crystal deflecting elements corresponding to the other colors are not driven, and if they are more than that, the liquid crystal deflecting elements are driven to deflect by a predetermined amount to correct the scanning position.
The correction means for feeding back the result obtained from the laser beam detector can correct the scanning position and sub-scanning interval by appropriately correcting and controlling the attitude of the optical element (scanning lens, mirror) in addition to the liquid crystal deflecting element. .

符号122、123、124は中間転写ベルト上における「色ずれ検出手段」を構成する検出部を示す。検出部122、123、124は、別の半導体レーザからの光束を集光レンズで集光して中間転写ベルト121の定位置を照射し、反射光をレンズにより受光素子上に結像するようになっている。色ずれ検出を行うときは、各光束により1走査の中で両端、中央の3箇所部分に検知用のパターンが書込まれ、現像可視化されて中間転写ベルト121に転写される。
このとき、各色の検知用のパターンは、中間転写ベルト121上において互いに副走査方向に等間隔となるように形成される。これら検知用のパターン画像は、色ずれ検出手段の各検出部で検出され、その結果に基づき、各走査ビームの走査線曲がり(走査線傾き、走査線相互の位置ずれを含む)が決定される。先に説明した各色毎の走査結像光学系におけるレーザビームの検出と中間転写ベルト上のトナーパターンの検出を行い、2つの検出結果に基づき適正に後述の補正手段等を働かせることにより、一層の高画質化が可能となる。
Reference numerals 122, 123, and 124 denote detection units that constitute “color misregistration detection means” on the intermediate transfer belt. The detection units 122, 123, and 124 collect a light beam from another semiconductor laser with a condensing lens, irradiate a fixed position of the intermediate transfer belt 121, and form an image of reflected light on the light receiving element by the lens. It has become. When color misregistration detection is performed, detection patterns are written in three portions at both ends and the center in one scan by each light flux, visualized for development, and transferred to the intermediate transfer belt 121.
At this time, the detection patterns for the respective colors are formed on the intermediate transfer belt 121 at equal intervals in the sub-scanning direction. These pattern images for detection are detected by each detection unit of the color misregistration detection means, and based on the result, the scanning line bending of each scanning beam (including the scanning line tilt and the positional deviation between the scanning lines) is determined. . The detection of the laser beam and the toner pattern on the intermediate transfer belt in the scanning imaging optical system for each color described above are performed, and the corrector described later is operated appropriately based on the two detection results. High image quality can be achieved.

次にレーザビーム検出器について詳述する。先に述べたようにレーザビーム検出器に入射する走査ビームは感光体の画像領域内を走査するレーザビームと同じ光学レンズ、反射ミラー、ハーフミラーを透過、反射しレーザビーム検出器へ到達、結像する。レーザビーム検出器へ導く専用の光学レンズや反射ミラーを用いていないため、走査光学特性は画像領域内と同じ特性となる。したがって、専用の光学レンズや反射ミラーで発生しがちな温度変化による光学特性の違いはなく、レーザビーム検出器の検出精度に影響を与えず、高精度なレーザビーム検出が可能となる。他の走査結像手段においても同様な構成でレーザビーム検出器が配置されている。   Next, the laser beam detector will be described in detail. As described above, the scanning beam incident on the laser beam detector is transmitted through and reflected by the same optical lens, reflecting mirror, and half mirror as the laser beam that scans the image area of the photosensitive member, and reaches the laser beam detector. Image. Since no dedicated optical lens or reflection mirror leading to the laser beam detector is used, the scanning optical characteristics are the same as those in the image area. Therefore, there is no difference in optical characteristics due to temperature changes that are likely to occur in a dedicated optical lens or reflecting mirror, and it is possible to perform highly accurate laser beam detection without affecting the detection accuracy of the laser beam detector. The laser beam detector is arranged in the same configuration in the other scanning image forming means.

図16は、レーザビーム検出器の構成と検出信号を説明するための図である。同図(a)は検出器の構成、同図(b)は出力波形をそれぞれ示す図である。
同図において符号219は検出器、PD1は第1系統の受光素子、PD2は第2系統の受光素子、Dは最大素子幅(全幅)、Hは有効検出高さ、θは受光素子傾斜辺の角度、AMPは増幅器、CMPは比較器をそれぞれ示す。
各色に対応するレーザビームは各々複数本あり、主走査方向及び副走査方向には所定の間隔で離間し、光学系を通り感光体面上に走査する。同図では2本の例(L1とL2)であり、主副両方向に所定間隔離間して走査される。主走査方向は少なくともDの間隔(下記詳述、数mmレベル)よりも広く設定され、副走査方向は画像の記録密度により適宜設定されており(1200dpiの場合、約21μm)、副走査間隔に対して主走査間隔の方が非常に広い関係となっている(上記はいずれもレーザビーム検出器に走査されるとき)。
FIG. 16 is a diagram for explaining the configuration of the laser beam detector and detection signals. FIG. 4A shows the configuration of the detector, and FIG. 4B shows the output waveform.
In the figure, reference numeral 219 is a detector, PD1 is a light receiving element of the first system, PD2 is a light receiving element of the second system, D is a maximum element width (full width), H is an effective detection height, and θ is a light receiving element inclined side. Angle, AMP indicates an amplifier, and CMP indicates a comparator.
There are a plurality of laser beams corresponding to each color, and they are separated from each other at a predetermined interval in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and scan on the surface of the photoreceptor through the optical system. In the figure, there are two examples (L1 and L2), and scanning is performed at predetermined intervals in both the main and sub directions. The main scanning direction is set wider than at least the interval of D (detailed below, several mm level), and the sub-scanning direction is appropriately set according to the recording density of the image (in the case of 1200 dpi, about 21 μm). On the other hand, the main scanning interval is much wider (all of the above are when scanned by the laser beam detector).

第1系統の受光素子PD1、第2系統の受光素子PD2を主走査方向に隣接して配置し、ともにレーザビームが通過する領域において互いに非平行に形成された2つの受光領域に分かれている。それぞれの領域は、受光素子PD1とPD2で隣接して配置され、隣接している端縁部は互いに平行に直線的に形成されている。
各々の受光素子の2つの受光領域の間の角度は角度θ(0<θ<90)を持たせて配置する。角度θは30°〜60°が好適である。同図では45°の例を開示しており、最も好適な例である。
30°よりも小さいと走査されるレーザビームに対してT1、T2の差が少なくなり検出感度が悪くなるからであり、一方60°を超えると主走査方向の受光面の全幅Dに対する副走査方向の有効検出高さHが小さくなり、必要な有効検出高さHを確保するためには受光面の全幅Dが大きくなり、受光面が画像領域内に入りこむ問題やあるいは走査光学系の有効領域を広く設定する必要があり走査レンズが長大化してしまう問題がある。副走査方向の高さHと受光面の全幅Dは各々H=1〜3mm、D=5mm以下に設定することが、上記問題を発生させず好適である。なお、45°は上記の問題をバランスよく配分し許容でき最も好適である。
2系統の受光素子の隣接部の間隔は特に限定条件はないが、構成をなるべく小さくするために、通過するビームのスポットサイズより大きくない方が良い。
2つの受光領域のうち一方をレーザビームの走査方向に対し垂直に形成すると、レーザビームが副走査方向にずれた場合もセンサ出力のタイミングが変化しないので好適である。
図16(a)における符号219は、図15で示したレーザビーム検出器P1K(またはP2K)の受光面形状及び回路ブロック図で示した検出器である。本機能を有するレーザビーム検出器が基板B1またはB2に実装され固定される。
The light receiving element PD1 of the first system and the light receiving element PD2 of the second system are arranged adjacent to each other in the main scanning direction, and both are divided into two light receiving areas formed non-parallel to each other in the area where the laser beam passes. The respective regions are arranged adjacent to each other with the light receiving elements PD1 and PD2, and the adjacent edge portions are linearly formed in parallel with each other.
The angle between the two light receiving regions of each light receiving element is arranged with an angle θ (0 <θ <90). The angle θ is preferably 30 ° to 60 °. In the figure, an example of 45 ° is disclosed, which is the most preferable example.
This is because if the angle is smaller than 30 °, the difference between T1 and T2 with respect to the laser beam to be scanned is reduced and the detection sensitivity is deteriorated. In order to secure the necessary effective detection height H, the entire width D of the light receiving surface is increased in order to secure the necessary effective detection height H, and the problem of the light receiving surface entering the image region or the effective region of the scanning optical system is reduced. There is a problem that the scanning lens needs to be set wide and the scanning lens becomes long. It is preferable that the height H in the sub-scanning direction and the total width D of the light receiving surface are set to H = 1 to 3 mm and D = 5 mm or less, respectively, without causing the above problem. Note that 45 ° is most preferable because the above problem can be distributed and allowed in a balanced manner.
There is no particular limitation on the interval between the adjacent portions of the two systems of light receiving elements, but in order to make the configuration as small as possible, it is better not to be larger than the spot size of the passing beam.
It is preferable to form one of the two light receiving regions perpendicular to the scanning direction of the laser beam because the sensor output timing does not change even when the laser beam is shifted in the sub scanning direction.
Reference numeral 219 in FIG. 16A is a detector shown in the light receiving surface shape and circuit block diagram of the laser beam detector P1K (or P2K) shown in FIG. A laser beam detector having this function is mounted and fixed on the substrate B1 or B2.

受光素子PD1、PD2の出力信号をそれぞれ増幅器AMP1、AMP2により電流電圧変換と電圧増幅を行った後、比較器CMPにて電圧比較を行いAMP2の出力信号レベルがAMP1の出力信号レベルより低くなったときに信号を出力する。
図16(b)は2つのレーザビームが受光素子PD1、PD2を通過したときのレーザビーム検出器の出力信号のタイミングチャートである。1つのレーザビームの通過により2つのパルスが出力される。その2つのパルスの時間間隔(T1あるいはT2)はレーザビームが走査される副走査の位置に依存する。2つのレーザビームの時間間隔がT1、T2のときレーザビームの副走査間隔ΔPは以下の式から求められる。
ΔP=v×(T2−T1)/tanθ
ここで、vは走査されるレーザビームの速度を表す。
After the output signals of the light receiving elements PD1 and PD2 are subjected to current-voltage conversion and voltage amplification by the amplifiers AMP1 and AMP2, respectively, voltage comparison is performed by the comparator CMP, and the output signal level of the AMP2 becomes lower than the output signal level of the AMP1. Sometimes outputs a signal.
FIG. 16B is a timing chart of output signals of the laser beam detector when two laser beams pass through the light receiving elements PD1 and PD2. Two pulses are output by passing one laser beam. The time interval (T1 or T2) between the two pulses depends on the sub-scanning position where the laser beam is scanned. When the time interval between the two laser beams is T1 and T2, the sub-scan interval ΔP of the laser beam can be obtained from the following equation.
ΔP = v × (T2−T1) / tan θ
Here, v represents the speed of the scanned laser beam.

v及びθは画像形成中、及びレーザビーム検出時は実質的に定数であるため、実際の演算では(T2−T1)を行い、その結果を用いて副走査間隔の補正を実施している。
なお、画像領域内と上記両端位置との走査ビーム特性が温度変化により異なる特性を有する場合、両端以外にも画像領域内の光学的に等価な位置にレーザビーム検出器を設けレーザビームを多像高で検知することにより、実際の走査ビームの状態や、走査ビームの曲がりや傾きなどの情報が得られ、その結果に基づいて補正することで、走査ビームの曲がりや傾きを高精度に補正することが可能となる。
Since v and θ are substantially constant during image formation and when a laser beam is detected, (T2−T1) is performed in actual calculation, and the sub-scanning interval is corrected using the result.
When the scanning beam characteristics in the image area and the both end positions have different characteristics due to temperature changes, a laser beam detector is provided at an optically equivalent position in the image area in addition to both ends. By detecting at a high level, information such as the actual state of the scanning beam and the bending and tilting of the scanning beam can be obtained, and correction based on the results corrects the bending and tilting of the scanning beam with high accuracy. It becomes possible.

このような、2つの光スポットの位置あるいはその間隔を検出可能な基準光束検出手段を、光走査開始側及び終了側の両外側に備えることにより、上述の「ラインCCD」や「二次元CCD」を用いた場合と同様に、走査線の傾き量を検出することができ、その結果に基づき走査線傾き補正手段を制御・駆動することで、走査線傾きを補正することが可能となる。
なお、「ラインCCD」や「二次元CCD」を含め、基準光束検出手段による出力信号により、光走査の走査開始・終了タイミングを決定しても構わない。
By providing such a reference light beam detecting means capable of detecting the position of two light spots or the interval between them on both outer sides of the optical scanning start side and the end side, the above-mentioned “line CCD” and “two-dimensional CCD” As in the case of using, the amount of inclination of the scanning line can be detected, and the scanning line inclination can be corrected by controlling and driving the scanning line inclination correcting means based on the result.
It should be noted that the scanning start / end timing of the optical scanning may be determined by the output signal from the reference light beam detecting means including “line CCD” and “two-dimensional CCD”.

(#G−4:走査線傾きの検出方法(2)の問題点)
(#G−3)で説明した基準光束検出手段は、その受光部を走査する(横切る)時間を検出した結果を「長さ」に換算している点で、ラインCCD等を用いて光スポットの位置(又は間隔)を検出する方法と大きく異なっている。
受光面を走査する(横切る)長さxは、「受光面での走査速度VY」と「受光面を走査する走査時間τ」の積で求められる。
(# G-4: Problem of scanning line tilt detection method (2))
The reference light beam detecting means described in (# G-3) converts the result of detecting the time for scanning (crossing) the light receiving portion into a “length” and uses a line CCD or the like as a light spot. This method is greatly different from the method of detecting the position (or interval) of.
The length x of scanning (crossing) the light receiving surface is obtained by the product of “scanning speed VY on the light receiving surface” and “scanning time τ for scanning the light receiving surface”.

(#G−4−1:平行光束の場合)
ここで、比較例にて図20を用いて説明した、走査光学系15へ入射するレーザビームが「平行光束」である場合について、再度検討する。
(#A−1)にて示したように、被走査面15における光スポットの主走査方向の位置Hは、「走査光学系15の焦点距離F」と「ポリゴンミラー14で偏向反射されるレーザビームの主光線の画角θ」
との積、すなわち、
H=F×θ
で表される。従って、走査速度VYは、
VY=dH/dt=F×(dθ/dt)=F×ω(ωは画角の時間微分=角速度[rad/s])
となる。ここでポリゴンミラー14の回転数をN[rpm]とすると、画角の時間微分ω[rad/s]は、
ω=2×N×(2π/60)=(π/15)×N
なので、走査速度VYは、
VY=(π/15)×F×N (式2−1)
で表される。
(# G-4-1: parallel light flux)
Here, the case where the laser beam incident on the scanning optical system 15 described in the comparative example with reference to FIG.
As shown in (# A-1), the position H in the main scanning direction of the light spot on the scanning surface 15 is “the focal length F of the scanning optical system 15” and “the laser deflected and reflected by the polygon mirror 14”. Angle of view of chief ray of beam θ ”
Product with
H = F × θ
It is represented by Therefore, the scanning speed VY is
VY = dH / dt = F.times. (D.theta./dt) = F.times..omega. (.Omega. Is the time derivative of the angle of view = angular velocity [rad / s])
It becomes. Here, when the rotation speed of the polygon mirror 14 is N [rpm], the time differential ω [rad / s] of the angle of view is
ω = 2 × N × (2π / 60) = (π / 15) × N
So the scanning speed VY is
VY = (π / 15) × F × N (Formula 2-1)
It is represented by

いま、図17において、
光スポットBSaとBSbの副走査方法の間隔をp
主走査方向の時間差をΔτ=τ2−τ1
受光部の配置角度をθs
とすると、
p=(π/15)×F×N×Δτ/tanθs
で表される。
Now, in FIG.
The interval between the sub-scanning methods of the light spots BSa and BSb
The time difference in the main scanning direction is Δτ = τ2−τ1.
The arrangement angle of the light receiving part is θs.
Then,
p = (π / 15) × F × N × Δτ / tan θs
It is represented by

(#G−4−2:発散光束又は収束光束の場合)
次に、第9の実施形態を説明する。
「発散光束」又は「収束光束」の場合には、上記と状況が異なる。第1の実施形態にて説明したとおり、被走査面16上の光スポットには等速走査性が成立し、被走査面での光スポットの走査速度VYは、
VY=dY/dt=K×(dθ/dt)=K×ω(Kは等速走査性を示す比例定数)
が成立する。しかし「発散光束」の場合として、図10又は図11に示したように、光走査開始側あるいは光走査終了側において、光源が配置されている側に設置された「同期検知センサ」、すなわち「基準光束検出手段」は、ポリゴンミラー14から遠ざかる向きに、被走査面16と光学的に等価な位置からずらして配置されている。そのため、このように配置された基準光束検出手段の受光面における走査速度は、(式2−1)より速くなる。
(In the case of # G-4-2: divergent beam or convergent beam)
Next, a ninth embodiment will be described.
In the case of “divergent light beam” or “convergent light beam”, the situation is different from the above. As described in the first embodiment, the light spot on the surface to be scanned 16 has constant speed scanning, and the scanning speed VY of the light spot on the surface to be scanned is
VY = dY / dt = K × (dθ / dt) = K × ω (K is a proportional constant indicating constant speed scanning)
Is established. However, in the case of “divergent light flux”, as shown in FIG. 10 or FIG. 11, on the optical scanning start side or the optical scanning end side, The “reference beam detecting means” is arranged in a direction away from the polygon mirror 14 and shifted from a position optically equivalent to the scanned surface 16. Therefore, the scanning speed on the light receiving surface of the reference light beam detecting means arranged in this way becomes faster than (Equation 2-1).

(式2−1)を利用して走査速度を求め、その結果から走査位置(あるいは走査線間隔等)を導出し、例えば温度変化に伴う走査位置変動が発生したか否かを、把握することは可能である。
しかしながら、その変動量の絶対値を把握するには、VYを正確に導出する必要がある。
従って、この場合の走査速度VY’は、(式2−2)のように書き換える必要がある。
VY’=(π/15)×(K+ΔK1)×N (式2−2)
ΔK1>0
受光面を走査する(横切る)長さxは、「受光面での走査速度VY’」と「受光面を走査する走査時間τ」の積で求められる。すなわち3)
として受光面での、
x=(π/15)×(K+ΔK1)×N×τ (式2−走査距離xを算出することで、より高精度に走査距離xを導出することができる。
(Equation 2-1) is used to obtain the scanning speed, and the scanning position (or scanning line interval, etc.) is derived from the result, and for example, it is grasped whether or not the scanning position variation accompanying the temperature change has occurred. Is possible.
However, in order to grasp the absolute value of the fluctuation amount, it is necessary to accurately derive VY.
Accordingly, the scanning speed VY ′ in this case needs to be rewritten as shown in (Equation 2-2).
VY ′ = (π / 15) × (K + ΔK1) × N (Formula 2-2)
ΔK1> 0
The length x of scanning (crossing) the light receiving surface is obtained by the product of “scanning speed VY ′ on the light receiving surface” and “scanning time τ for scanning the light receiving surface”. 3)
As on the light receiving surface,
x = (π / 15) × (K + ΔK1) × N × τ (Expression 2—By calculating the scanning distance x, the scanning distance x can be derived with higher accuracy.

一方、光走査開始側あるいは光走査終了側において、光源が配置されている側とは反対側に設置された「同期検知センサ」、すなわち「基準光束検出手段」は、ポリゴンミラーから近づく向きに、被走査面と光学的に等価な位置からずらして配置されている。そのため、このように配置された基準光束検出手段の受光面における走査速度は、(式2−1)より遅くなる。
従って、このような場合には、
x=(π/15)×(K−ΔK2)×N×τ (式2−4)
ΔK2>0
として受光面での走査距離xを算出すればよい。
なお、「収束光束」の場合も同様に、ポリゴンミラーから遠ざかる向きに「基準光束検出手段」を被走査面と等価な位置からずらして配置した場合は、(式2−3)、ポリゴンミラーに近づく向きに「基準光束検出手段」を被走査面と等価な位置からずらして配置した場合は、(式2−4)により導出すればよい。
On the other hand, on the optical scanning start side or the optical scanning end side, the “synchronization detection sensor” installed on the side opposite to the side where the light source is arranged, that is, the “reference light beam detection means” is in the direction approaching the polygon mirror, The position is shifted from a position optically equivalent to the surface to be scanned. Therefore, the scanning speed on the light receiving surface of the reference light beam detecting means arranged in this way is slower than (Equation 2-1).
Therefore, in such a case,
x = (π / 15) × (K−ΔK2) × N × τ (Formula 2-4)
ΔK2> 0
The scanning distance x on the light receiving surface may be calculated as follows.
Similarly, in the case of the “convergent light beam”, when the “reference light beam detecting means” is arranged in a direction away from the polygon mirror and shifted from the position equivalent to the surface to be scanned (Equation 2-3), When the “reference light beam detecting means” is arranged so as to be shifted from the position equivalent to the surface to be scanned in the approaching direction, it may be derived by (Equation 2-4).

図18は、上記各実施形態における何れかの光走査装置を搭載したカラー画像形成装置を示す図である。
同図において符号102はベルト用ローラ、105は光走査装置、106は現像装置、125は画像形成装置、127は給紙カセット、126は定着装置をそれぞれ示す。
図1等に示した光走査装置の複数の走査結像手段を単一のハウジング内に収納した光走査装置105が、カラー画像形成装置125内に配置されている。光走査装置105は画像形成装置125内の4つの感光体120Y、120M、120C、120Kが並設された作像部の上方に配置されている。
複数の感光体120Y、120M、120C、120Kを並列に配置したタンデム型のカラー画像形成装置である。装置上部から順に光走査装置105、現像装置106、感光体120、中間転写ベルト121、定着装置126、給紙カセット127がレイアウトされている。
FIG. 18 is a diagram showing a color image forming apparatus equipped with any one of the optical scanning devices in the above embodiments.
In the figure, reference numeral 102 denotes a belt roller, 105 denotes an optical scanning device, 106 denotes a developing device, 125 denotes an image forming device, 127 denotes a paper feed cassette, and 126 denotes a fixing device.
An optical scanning device 105 in which a plurality of scanning imaging means of the optical scanning device shown in FIG. 1 and the like are accommodated in a single housing is disposed in a color image forming device 125. The optical scanning device 105 is disposed above an image forming unit in which four photoconductors 120Y, 120M, 120C, and 120K in the image forming apparatus 125 are arranged in parallel.
This is a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of photoconductors 120Y, 120M, 120C, and 120K are arranged in parallel. An optical scanning device 105, a developing device 106, a photoconductor 120, an intermediate transfer belt 121, a fixing device 126, and a paper feed cassette 127 are laid out in order from the top of the apparatus.

中間転写ベルト121には各色に対応した感光体120Y、120M、120C、120Kが並列に等間隔で配設されている。感光体120Y、120M、120C、120Kは同一径に形成されたもので、その周囲には電子写真プロセスに従い部材が順に配設されている。
感光体120Yを例に説明すると、帯電チャージャ(図示しない)、光走査装置105から出射された画像信号に基づくレーザビームLY、現像装置106Y、転写チャージャ(図示しない)、クリーニング装置(図示しない)等が順に配設されている。他の感光体120M、120C、120Kに対しても同様である。
すなわち、本実施形態では、感光体120Y、120M、120C、120Kを各色毎に設定された被走査面とするものであり、各々に対して光走査装置105からレーザビームLY、LM、LC、LKが各々に対応するように設けられている。
On the intermediate transfer belt 121, photoconductors 120Y, 120M, 120C, and 120K corresponding to the respective colors are arranged in parallel at equal intervals. The photoreceptors 120Y, 120M, 120C, and 120K are formed to have the same diameter, and members are sequentially arranged around the photoreceptors according to an electrophotographic process.
Taking the photoconductor 120Y as an example, a charging charger (not shown), a laser beam LY based on an image signal emitted from the optical scanning device 105, a developing device 106Y, a transfer charger (not shown), a cleaning device (not shown), and the like. Are arranged in order. The same applies to the other photoconductors 120M, 120C, and 120K.
That is, in this embodiment, the photoconductors 120Y, 120M, 120C, and 120K are to be scanned surfaces set for each color, and the laser beams LY, LM, LC, and LK are emitted from the optical scanning device 105 for each color. Are provided to correspond to each.

レーザビーム検出手段によって主走査方向の曲がりやひずみを補正されたレーザビームLYは、対応する感光体120Yに照射される。
帯電チャージャにより一様に帯電された感光体120Yは、矢印A方向に回転することによってレーザビームLYを副走査し、感光体120Y上に静電潜像が形成される。また、光走査装置105によるレーザビームLYの照射位置よりも感光体の回転方向下流側には、感光体120Yにトナーを供給する現像器106Yが配設され、イエローのトナーが供給される。
現像器106Yから供給されたトナーは、静電潜像が形成された部分に付着し、トナー像が形成される。同様に感光体120M、120C、120Kには、それぞれM、C、Kの単色トナー像が形成される。
The corresponding laser beam 120Y is irradiated with the laser beam LY in which the bending or distortion in the main scanning direction is corrected by the laser beam detector.
The photoconductor 120Y uniformly charged by the charging charger rotates in the direction of arrow A, thereby sub-scanning the laser beam LY, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 120Y. Further, a developing device 106Y that supplies toner to the photoconductor 120Y is disposed downstream of the irradiation position of the laser beam LY by the optical scanning device 105 in the rotation direction of the photoconductor, and yellow toner is supplied.
The toner supplied from the developing device 106Y adheres to the portion where the electrostatic latent image is formed, and a toner image is formed. Similarly, M, C, and K monochromatic toner images are formed on the photoreceptors 120M, 120C, and 120K, respectively.

各感光体120の現像器106の配設位置よりもさらに回転方向下流側には、中間転写ベルト121が配置されている。中間転写ベルト121は、複数のローラ102a、102b、102cに巻付けられ、図示しないモータの駆動により矢印B方向に移動搬送されるようになっている。
この搬送により、中間転写ベルト121は順に感光体120Y、120M、120C、120Kに移動されるようになっている。中間転写ベルト121は感光体120Y、120M、120C、120Kで現像された各々単色画像を順次重ねあわせて転写し、中間転写ベルト121上にカラー画像を形成するようになっている。
その後、給紙トレイ127から転写紙が矢印C方向に搬送されカラー画像が転写される。カラー画像が形成された転写紙は、定着器126により定着処理後、フルカラー画像として排紙される。
An intermediate transfer belt 121 is disposed further downstream in the rotational direction than the position at which the developing device 106 of each photoconductor 120 is disposed. The intermediate transfer belt 121 is wound around a plurality of rollers 102a, 102b, and 102c, and is moved and conveyed in the direction of arrow B by driving a motor (not shown).
By this conveyance, the intermediate transfer belt 121 is sequentially moved to the photosensitive members 120Y, 120M, 120C, and 120K. The intermediate transfer belt 121 sequentially superimposes and transfers the single color images developed by the photoconductors 120Y, 120M, 120C, and 120K, thereby forming a color image on the intermediate transfer belt 121.
Thereafter, the transfer paper is conveyed from the paper feed tray 127 in the direction of arrow C, and the color image is transferred. The transfer paper on which the color image is formed is discharged as a full-color image after fixing processing by the fixing device 126.

本発明の第1の実施形態における光走査装置による走査特性を示す図である。It is a figure which shows the scanning characteristic by the optical scanning device in the 1st Embodiment of this invention. 光走査幅の中心が合致するように基準光束検出手段の位置をずらした状態を示す図である。It is a figure which shows the state which shifted the position of the reference | standard light beam detection means so that the center of optical scanning width might correspond. 発散光束の場合の走査開始側と終了側の結像特性を示す図である。It is a figure which shows the imaging characteristic of the scanning start side in the case of a divergent light beam, and an end side. 発散光束の場合の走査開始側の結像特性を示す図である。It is a figure which shows the imaging characteristic of the scanning start side in the case of a divergent light beam. 発散光束において、基準光束検出手段を走査開始側で被走査面と等価の位置に配置した場合の走査開始端の光スポットの差異を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a difference in light spot at the scanning start end when the reference light flux detecting means is arranged at a position equivalent to the scanned surface on the scanning start side in the divergent light flux. 発散光束において、基準光束検出手段を走査開始端側で被走査面と等価の位置に配置した場合の走査開始端の光スポットの差異を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a difference in light spot at the scanning start end when the reference light flux detecting means is arranged at a position equivalent to the scanned surface on the scanning start end side in the divergent light flux. 光源から出射される光束を光偏向器に導く構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the structure which guides the light beam radiate | emitted from a light source to an optical deflector. 光源から出射される光束を光偏向器に導く構成の別の変形例を示す図である。It is a figure which shows another modification of the structure which guides the light beam radiate | emitted from a light source to an optical deflector. 発散光束において、基準光束検出手段を走査終了側で被走査面と等価の位置に配置した場合の走査開始端の光スポットの差異を示す図で、第2の実施形態の説明図である。In the divergent light beam, it is a diagram showing the difference in the light spot at the scanning start end when the reference light beam detecting means is arranged at the position equivalent to the surface to be scanned on the scanning end side, and is an explanatory diagram of the second embodiment. 第3の実施形態(発散光束)における基準光束検出手段配置レイアウトを示す図である。It is a figure which shows the reference | standard light beam detection means arrangement layout in 3rd Embodiment (divergent light beam). 第4の実施形態(発散光束)における基準光束検出手段配置レイアウトを示す図である。It is a figure which shows the reference | standard light beam detection means arrangement layout in 4th Embodiment (divergent light beam). 収束光束において、基準光束検出手段を走査終了側で被走査面と等価の位置に配置した場合の走査開始端の光スポットの差異を示す図で、第5の実施形態の説明図である。In the convergent light beam, it is a diagram showing the difference in the light spot at the scanning start end when the reference light beam detecting means is arranged at the position equivalent to the scanned surface on the scanning end side, and is an explanatory diagram of the fifth embodiment. 第5の実施形態(収束光束)における基準光束検出手段配置レイアウトを示す図である。It is a figure which shows the reference | standard light beam detection means arrangement layout in 5th Embodiment (convergent light beam). 第6の実施形態(収束光束)における基準光束検出手段配置レイアウトを示す図である。It is a figure which shows the reference | standard light beam detection means arrangement layout in 6th Embodiment (convergent light beam). 第8の実施形態における光走査装置斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of an optical scanning device according to an eighth embodiment. 第8の実施形態における基準光束検出手段の構成と特性を示す図である。It is a figure which shows the structure and characteristic of the reference light beam detection means in 8th Embodiment. 第8の実施形態における基準光束検出手段の構成と特性を示す図である。It is a figure which shows the structure and characteristic of the reference light beam detection means in 8th Embodiment. 画像形成装置の概要構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus. 平行光束の場合の基準光束検出手段の配置レイアウトを示す図である。It is a figure which shows the arrangement layout of the reference light beam detection means in the case of a parallel light beam. 平行光束の場合の走査開始側における走査特性を示す図である。It is a figure which shows the scanning characteristic in the scanning start side in the case of a parallel light beam. 平行光束の場合の走査中央における走査特性を示す図である。It is a figure which shows the scanning characteristic in the scanning center in the case of a parallel light beam. 平行光束の場合の走査終了側における走査特性を示す図である。It is a figure which shows the scanning characteristic in the scanning end side in the case of a parallel light beam.

符号の説明Explanation of symbols

11 光源としての半導体レーザ
14 光偏向器としてのポリゴンミラー
15 走査結像素子としての走査光学系
16 被走査面
17a、17b 光束
18、18' 基準光束検出手段としての同期検知センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor laser as light source 14 Polygon mirror as optical deflector 15 Scanning optical system as scanning imaging element 16 Scanned surface 17a, 17b Light beam 18, 18 'Synchronous detection sensor as reference light beam detecting means

Claims (16)

光源から出射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置において、
上記光偏向器に入射する上記複数の光束の光特性に応じて、これらの光束の光走査幅の中心が合致するように、上記基準光束検出手段の位置をずらすことを特徴とする光走査装置。
An optical deflector having a deflecting / reflecting surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is condensed as a light spot on the surface to be scanned to optically scan the surface to be scanned. A scanning imaging element to be detected, a reference light beam detecting means for detecting a light beam deflected by the optical deflector as a reference light beam, and a reference having power in at least a main scanning corresponding direction and guiding the reference light beam to the reference light beam detecting means A light beam optical element, wherein the reference light beam detecting means and the reference light beam optical element are disposed on at least one of the start side and the end side of the light scanning,
An optical scanning device characterized by shifting the position of the reference light beam detecting means in accordance with the optical characteristics of the plurality of light beams incident on the optical deflector so that the centers of the optical scanning widths of these light beams are matched. .
光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査開始側から入射される光走査装置において、
上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器へ近づく向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置されていることを特徴とする光走査装置。
An optical deflector having a deflecting and reflecting surface that deflects a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is condensed as a light spot on the surface to be scanned, and the surface to be scanned is optically scanned. A scanning imaging element to be detected, a reference light beam detecting means for detecting a light beam deflected by the optical deflector as a reference light beam, and a reference having power in at least a main scanning corresponding direction and guiding the reference light beam to the reference light beam detecting means A light beam optical element, and the reference light beam detecting means and the reference light beam optical element are arranged on at least one of a start side and an end side of the optical scanning, and are emitted from the light source. At least two of the plurality of light beams are incident on the optical deflector in a convergent state, and the optical deflector is in a state where the principal rays of the at least two light beams do not overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device is incident from the scanning start side against,
Among the above-mentioned reference beam detection means, the reference beam detection means arranged on the light scanning start side is arranged by shifting the light receiving surface in a direction closer to the optical deflector than the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. The reference beam detecting means arranged on the end side of the optical scanning is characterized in that the light receiving surface is arranged so as to be shifted away from the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. Optical scanning device.
光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査終了側から入射される光走査装置において、
上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器へ近づく向きにずらして配置されていることを特徴とする光走査装置。
An optical deflector having a deflecting and reflecting surface that deflects a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is condensed as a light spot on the surface to be scanned, and the surface to be scanned is optically scanned. A scanning imaging element to be detected, a reference light beam detecting means for detecting a light beam deflected by the optical deflector as a reference light beam, and a reference having power in at least a main scanning corresponding direction and guiding the reference light beam to the reference light beam detecting means A light beam optical element, and the reference light beam detecting means and the reference light beam optical element are arranged on at least one of a start side and an end side of the optical scanning, and are emitted from the light source. At least two of the plurality of light beams are incident on the optical deflector in a convergent state, and the optical deflector is in a state where the principal rays of the at least two light beams do not overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device is incident from the scanning end side against,
Of the reference beam detection means, the reference beam detection means arranged on the light scanning start side is arranged by shifting the light receiving surface away from the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. The reference beam detecting means arranged on the end side of the optical scanning is characterized in that the light receiving surface is arranged so as to be shifted in a direction approaching the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. Optical scanning device.
光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査開始側から入射される光走査装置において、
上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器へ近づく向きにずらして配置されていることを特徴とする光走査装置。
An optical deflector having a deflecting and reflecting surface that deflects a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is condensed as a light spot on the surface to be scanned, and the surface to be scanned is optically scanned. A scanning imaging element to be detected, a reference light beam detecting means for detecting a light beam deflected by the optical deflector as a reference light beam, and a reference having power in at least a main scanning corresponding direction and guiding the reference light beam to the reference light beam detecting means A light beam optical element, and the reference light beam detecting means and the reference light beam optical element are arranged on at least one of a start side and an end side of the optical scanning, and are emitted from the light source. At least two of the plurality of light fluxes are incident on the optical deflector in a divergent state, and the optical deflector is in a state where the principal rays of the at least two light fluxes do not overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device is incident from the scanning start side against,
Of the reference beam detection means, the reference beam detection means arranged on the light scanning start side is arranged by shifting the light receiving surface away from the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. The reference beam detecting means arranged on the end side of the optical scanning is characterized in that the light receiving surface is arranged so as to be shifted in a direction approaching the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. Optical scanning device.
光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に対し走査終了側から入射される光走査装置において、
上記基準光束検出手段のうち、光走査の開始側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器へ近づく向きにずらして配置され、光走査の終了側に配置される基準光束検出手段は、受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置されていることを特徴とする光走査装置。
An optical deflector having a deflecting and reflecting surface that deflects a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is condensed as a light spot on the surface to be scanned, and the surface to be scanned is optically scanned. A scanning imaging element to be detected, a reference light beam detecting means for detecting a light beam deflected by the optical deflector as a reference light beam, and a reference having power in at least a main scanning corresponding direction and guiding the reference light beam to the reference light beam detecting means A light beam optical element, and the reference light beam detecting means and the reference light beam optical element are arranged on at least one of a start side and an end side of the optical scanning, and are emitted from the light source. At least two of the plurality of light fluxes are incident on the optical deflector in a divergent state, and the optical deflector is in a state where the principal rays of the at least two light fluxes do not overlap each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device is incident from the scanning end side against,
Among the above-mentioned reference beam detection means, the reference beam detection means arranged on the light scanning start side is arranged by shifting the light receiving surface in a direction closer to the optical deflector than the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. The reference beam detecting means arranged on the end side of the optical scanning is characterized in that the light receiving surface is arranged so as to be shifted away from the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction. Optical scanning device.
請求項1乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、
上記基準光束検出手段からの出力信号により、光走査の走査開始タイミングと光走査終了タイミングのうち少なくとも一方を決定することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 5,
An optical scanning apparatus characterized in that at least one of a scanning start timing and an optical scanning end timing of optical scanning is determined by an output signal from the reference light beam detecting means.
請求項1乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、
上記基準光束検出手段は、被走査面での光スポット位置と光スポット間隔のうち少なくとも一方を検出する機能を有していることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 5,
The reference light beam detecting means has a function of detecting at least one of a light spot position and a light spot interval on the surface to be scanned.
請求項7記載の光走査装置において、
上記基準光束検出手段は、上記基準光束が、上記基準光束検出手段の受光面の少なくとも一部を走査する時間を検出することにより、被走査面での光スポット位置と光スポット間隔のうち少なくとも一方を算出することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 7.
The reference light beam detecting means detects at least one of a light spot position and a light spot interval on the surface to be scanned by detecting a time during which the reference light beam scans at least a part of the light receiving surface of the reference light beam detection means. An optical scanning device characterized by calculating
請求項2乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、
上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子が、光走査の開始側及び終了側に配置され、上記少なくとも2つの光束の被走査面における光走査幅の差異を補正するように、上記光走査の開始側及び終了側に配置された基準光束検出手段からの検出信号に基づき、上記光源の変調周波数を調整することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 2 to 5,
The reference beam detecting means and the reference beam optical element are arranged on the start side and the end side of optical scanning, and the optical scanning is performed so as to correct the difference in the optical scanning width on the scanned surface of the at least two light beams. An optical scanning device characterized in that the modulation frequency of the light source is adjusted based on detection signals from reference light beam detecting means arranged on the start side and the end side of the light source.
請求項8記載の光走査装置において、
上記基準光束検出手段は、2系統の受光素子からなるレーザビーム検出器を複数有し、上記2系統の受光素子の少なくとも1系統はレーザビームが通過する領域において互いに非平行に形成された2つの受光領域を有し、上記2系統の受光素子は隣接する端縁が互いに平行になるよう主走査方向に隣接して配置されていることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 8.
The reference beam detecting means has a plurality of laser beam detectors composed of two light receiving elements, and at least one of the two light receiving elements has two non-parallel ones formed in a region through which the laser beam passes. An optical scanning device having a light receiving region, wherein the two light receiving elements are adjacent to each other in the main scanning direction so that adjacent edges are parallel to each other.
請求項9記載の光走査装置において、
上記光偏向器の角速度(又は回転数)をω/2[rad/s](又はN[rpm])、
上記光スポットが被走査面を走査する速度をV[mm/s]、
上記基準光束検出手段の受光部の少なくとも一部を、上記光スポットが走査する時間(検出時間)をτ[s]、走査する距離をx[mm]、
としたとき、
上記走査速度Vは、V=K×ωなる関係で上記角速度ω/2に略比例する関係にあり、
上記走査距離xは、上記基準光束検出手段の受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器から遠ざかる向きにずらして配置したときには、
x=(π/15)×(K+ΔK1)×N×τ;ΔK1>0、
上記基準光束検出手段の受光面を基準光束の主走査対応方向の結像位置よりも上記光偏向器へ近づける向きにずらして配置したときには、
x=(π/15)×(K−ΔK2)×N×τ;ΔK2>0、
にて算出することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 9.
The angular velocity (or rotational speed) of the optical deflector is ω / 2 [rad / s] (or N [rpm]),
V [mm / s], the speed at which the light spot scans the surface to be scanned,
The time (detection time) that the light spot scans at least a part of the light receiving portion of the reference light beam detecting means is τ [s], the scanning distance is x [mm],
When
The scanning speed V is approximately proportional to the angular speed ω / 2 with the relationship V = K × ω,
When the scanning distance x is arranged by shifting the light receiving surface of the reference beam detecting means in a direction away from the optical deflector from the imaging position of the reference beam in the main scanning corresponding direction,
x = (π / 15) × (K + ΔK1) × N × τ; ΔK1> 0,
When the light receiving surface of the reference light beam detecting means is shifted from the imaging position in the main scanning corresponding direction of the reference light beam in a direction closer to the optical deflector,
x = (π / 15) × (K−ΔK2) × N × τ; ΔK2> 0,
An optical scanning device characterized by the above calculation.
請求項2乃至5のうちの何れかに記載の光走査装置において、
上記少なくとも2つの光束の主光線は、偏向走査面内で互いに非平行な状態にて上記偏向器に入射される構成であることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 2 to 5,
An optical scanning device characterized in that the principal rays of the at least two light beams are incident on the deflector in a non-parallel state within the deflection scanning plane.
光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、この光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と、少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性又は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に入射される光走査装置において、
上記少なくとも2つの光束の一方の被走査面における光走査開始位置をYa(START)、光走査終了位置をYa(END)、
他方の被走査面における光走査開始位置をYb(START)、光走査終了位置をYb(END)、
としたとき、
{Ya(START)−Yb(START)}×{Ya(END)−Yb(END)}≦0
が成立することを特徴とする光走査装置。
An optical deflector having a deflecting and reflecting surface that deflects a plurality of light beams emitted from a light source, and the light beam deflected by the optical deflector is condensed as a light spot on the surface to be scanned, and the surface to be scanned is optically scanned. A scanning imaging element to be detected, a reference light beam detecting means for detecting a light beam deflected by the optical deflector as a reference light beam, and a reference having power in at least a main scanning corresponding direction and guiding the reference light beam to the reference light beam detecting means A light beam optical element, and the reference light beam detecting means and the reference light beam optical element are arranged on at least one of a start side and an end side of the optical scanning, and are emitted from the light source. At least two of the plurality of luminous fluxes are incident on the optical deflector in a convergent or divergent state, and the principal rays of the at least two luminous fluxes are not overlapped with each other in the deflection scanning plane. In the optical scanning device is incident on the optical deflector,
The optical scanning start position on one scanned surface of the at least two light beams is Ya (START), the optical scanning end position is Ya (END),
The optical scanning start position on the other scanned surface is Yb (START), the optical scanning end position is Yb (END),
When
{Ya (START) −Yb (START)} × {Ya (END) −Yb (END)} ≦ 0
An optical scanning device characterized in that
請求項1乃至13のうちの何れかに記載の光走査装置を有していることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1. 請求項1乃至13のうちの何れかに記載の光走査装置を用いることを特徴とする基準光束の検出方法。   14. A method for detecting a reference light beam, wherein the optical scanning device according to claim 1 is used. 光源から発射される複数の光束を偏向させる偏向反射面を有する光偏向器と、
この光偏向器により偏向された光束を被走査面上に光スポットとして集光して被走査面を光走査させる走査結像素子と、上記光偏向器により偏向された光束を基準光束として検出する基準光束検出手段と少なくとも主走査対応方向にパワーをもち、上記基準光束を上記基準光束検出手段に導く基準光束用光学素子とを有し、上記基準光束検出手段と上記基準光束用光学素子は上記光走査の開始側と終了側の少なくとも一方に配置される光走査装置であって、上記光源から出射される複数の光束うち少なくとも2つの光束は収束性又は発散性の状態で上記光偏向器に入射し、且つ、該少なくとも2つの光束の主光線は偏向走査面内で互いに重ならない状態にて上記光偏向器に入射される光走査装置を露光装置とし、トナー像を記録媒体に転写、定着することで画像を形成する画像形成装置において、
上記少なくとも2つの光束の一方に対応する光走査開始端のドット位置をDa(START)、光走査終了端のドット位置をDa(END)、
他方に対応する光走査開始端のドット位置をDb(START)、光走査終了端のドット位置をDb(END)、
としたとき、
{Da(START)−Db(START)}×{Da(END)−Db(END)}≦0
が成立することを特徴とする画像形成装置。





An optical deflector having a deflecting reflecting surface for deflecting a plurality of light beams emitted from a light source;
The light beam deflected by the optical deflector is condensed as a light spot on the surface to be scanned, and the scanning imaging element for optically scanning the surface to be scanned, and the light beam deflected by the optical deflector is detected as a reference light beam. A reference beam optical element that has power in at least a direction corresponding to the main scanning and guides the reference beam to the reference beam detection unit, and the reference beam detection unit and the reference beam optical element are An optical scanning device disposed on at least one of a start side and an end side of optical scanning, wherein at least two of a plurality of light beams emitted from the light source are converged or divergent to the optical deflector. An optical scanning device that is incident on the optical deflector in a state where the principal rays of the at least two light beams do not overlap each other in the deflection scanning plane is an exposure device, and a toner image is transferred to a recording medium. An image forming apparatus for forming an image by wearing,
The dot position at the optical scanning start end corresponding to one of the at least two light beams is Da (START), the dot position at the optical scanning end is Da (END),
The dot position at the optical scanning start end corresponding to the other is Db (START), the dot position at the optical scanning end is Db (END),
When
{Da (START) −Db (START)} × {Da (END) −Db (END)} ≦ 0
An image forming apparatus characterized in that





JP2005030695A 2005-02-07 2005-02-07 Optical scanning apparatus and image forming apparatus Expired - Fee Related JP4673078B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005030695A JP4673078B2 (en) 2005-02-07 2005-02-07 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005030695A JP4673078B2 (en) 2005-02-07 2005-02-07 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006215483A true JP2006215483A (en) 2006-08-17
JP4673078B2 JP4673078B2 (en) 2011-04-20

Family

ID=36978747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005030695A Expired - Fee Related JP4673078B2 (en) 2005-02-07 2005-02-07 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4673078B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008058800A (en) * 2006-09-01 2008-03-13 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2008076675A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Ricoh Co Ltd Optical scanner, image forming apparatus and color image forming apparatus
US7715075B2 (en) 2007-08-23 2010-05-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning apparatus and image forming apparatus
JP2013080023A (en) * 2011-10-03 2013-05-02 Konica Minolta Business Technologies Inc Laser scan optical device
JP2013080048A (en) * 2011-10-03 2013-05-02 Konica Minolta Business Technologies Inc Laser scanning optical apparatus
JP2017015866A (en) * 2015-06-30 2017-01-19 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Optical scanning device and image formation apparatus having the same
US9846236B2 (en) 2014-08-28 2017-12-19 Ricoh Company, Ltd. Optical scanner, object detector, and sensing apparatus
US10082564B2 (en) 2015-01-16 2018-09-25 Ricoh Company, Ltd. Object detection device, sensing device, movable body device, and object detection method
US10148064B2 (en) 2015-03-05 2018-12-04 Ricoh Company, Ltd Semiconductor laser driving apparatus, optical scanning apparatus, object detection apparatus, and mobile apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10213757A (en) * 1997-01-29 1998-08-11 Minolta Co Ltd Laser scanning device
JPH10268214A (en) * 1997-03-21 1998-10-09 Ricoh Co Ltd Multibeam scanning device and image forming device
JP2000330050A (en) * 1999-03-12 2000-11-30 Canon Inc Multi-beam scanning optical device and color image forming device
JP2005119313A (en) * 1999-03-12 2005-05-12 Canon Inc Color-image formation device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10213757A (en) * 1997-01-29 1998-08-11 Minolta Co Ltd Laser scanning device
JPH10268214A (en) * 1997-03-21 1998-10-09 Ricoh Co Ltd Multibeam scanning device and image forming device
JP2000330050A (en) * 1999-03-12 2000-11-30 Canon Inc Multi-beam scanning optical device and color image forming device
JP2005119313A (en) * 1999-03-12 2005-05-12 Canon Inc Color-image formation device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008058800A (en) * 2006-09-01 2008-03-13 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2008076675A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Ricoh Co Ltd Optical scanner, image forming apparatus and color image forming apparatus
US7715075B2 (en) 2007-08-23 2010-05-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning apparatus and image forming apparatus
JP2013080023A (en) * 2011-10-03 2013-05-02 Konica Minolta Business Technologies Inc Laser scan optical device
JP2013080048A (en) * 2011-10-03 2013-05-02 Konica Minolta Business Technologies Inc Laser scanning optical apparatus
US9046691B2 (en) 2011-10-03 2015-06-02 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Laser scanning optical device
US9846236B2 (en) 2014-08-28 2017-12-19 Ricoh Company, Ltd. Optical scanner, object detector, and sensing apparatus
US10082564B2 (en) 2015-01-16 2018-09-25 Ricoh Company, Ltd. Object detection device, sensing device, movable body device, and object detection method
US10148064B2 (en) 2015-03-05 2018-12-04 Ricoh Company, Ltd Semiconductor laser driving apparatus, optical scanning apparatus, object detection apparatus, and mobile apparatus
JP2017015866A (en) * 2015-06-30 2017-01-19 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Optical scanning device and image formation apparatus having the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4673078B2 (en) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4673078B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US8014041B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US20080218827A1 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
US8077368B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US20070263270A1 (en) Method and apparatus for image forming capable of detecting a reference signal for a lighting control
US8026941B2 (en) Light scanning unit and image forming apparatus comprising the same
US8305637B2 (en) Image forming apparatus, positional deviation correction method, and recording medium storing positional deviation correction program
JP2009069507A (en) Optical scanner and image forming apparatus
US7471307B2 (en) Image forming apparatus and method of controlling same
JP2004240266A (en) Light scanner and color image forming apparatus using the same
JP2004109658A (en) Optical scanner and optical path adjusting method, and image forming apparatus
US7843481B2 (en) Light scanning device capable of producing non-coplanar scanning lines
JP2008112041A (en) Scanning optical device and image forming apparatus
EP1291699B1 (en) Optical scanning device using two different beam paths for the beam reflected by the scanning mirror
JP4227331B2 (en) Image forming apparatus adjustment method
US8259149B2 (en) Method and apparatus for image forming, and computer program product
JP5387455B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus including the optical scanning device
JP2002055293A (en) Optical scanner and image forming device using the same
JP2012194367A (en) Optical scanning device and image forming device
JP2014002335A (en) Optical scanning device, and image forming device
JP2009103816A (en) Optical scanner
JP2010066679A (en) Scanning optical apparatus and image forming apparatus using the same
JP2010020025A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP2005258244A (en) Optical scanner, optical path adjustment method, and image forming apparatus
JP5659518B2 (en) Image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100601

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100720

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101012

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101210

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110118

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140128

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees