JP2006256148A - Scanning exposure device and image forming apparatus - Google Patents

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Naoyuki Tada
直之 多田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning exposure device and an image forming apparatus each capable of forming a high quality image in a resolution realized by dots having sizes smaller than the diameter of a laser beam, wherein variation in density due to deviation of an imaging position on a scanned face or a reciprocity failure. <P>SOLUTION: A plurality of beam-writing positions on a photosensitive body are set and a beam-writing start position is shifted by each scanning line (or each scanning line group). As a result, it is possible to adjust an aspect ratio of a produced image. As a thickness (a width of a line in a sub-scanning direction) of one dot line can be changed, it is possible, for example, to shift the writing start position so as to make the aspect ratio to be one. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、走査露光装置及び画像形成装置に関し、特に、画像情報に基づいて半導体レーザを点灯し、前記半導体レーザから出力されたレーザビームによって感光体を走査露光する走査露光装置と、この走査露光装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a scanning exposure apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to a scanning exposure apparatus that turns on a semiconductor laser based on image information and scans and exposes a photoconductor with a laser beam output from the semiconductor laser. The present invention relates to an image forming apparatus including the apparatus.

複写機やプリンタ等の画像形成装置にはレーザを利用した静電方式が一般的である。このレーザ(主に半導体レーザ、以下LDと表記する)を利用した画像形成装置では、レーザビームで感光体上を露光し、静電潜像を形成する走査露光装置が用いられている。   An electrostatic system using a laser is generally used for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer. In an image forming apparatus using this laser (mainly a semiconductor laser, hereinafter referred to as LD), a scanning exposure apparatus is used which exposes a photosensitive member with a laser beam to form an electrostatic latent image.

詳しくは、走査露光装置によって、表面が一様に帯電された感光体に、画像データに基づいて変調されたレーザビームを走査することにより静電潜像を形成する。この静電潜像にトナーを供給して現像した後、現像されたトナー像に転写紙を重ねて、静電的にトナーを転写紙表面に吸着させて転写する。その後、転写紙に熱又は圧力を与えて、転写されたトナー像を定着させて、画像を形成する。   Specifically, an electrostatic latent image is formed by scanning a laser beam modulated on the basis of image data onto a photoconductor whose surface is uniformly charged by a scanning exposure apparatus. After the toner is supplied to the electrostatic latent image and developed, the transfer paper is superimposed on the developed toner image, and the toner is electrostatically adsorbed to the surface of the transfer paper and transferred. Thereafter, heat or pressure is applied to the transfer paper to fix the transferred toner image, thereby forming an image.

ここで、走査露光装置におけるLDの駆動方法について説明する。レーザビームで静電潜像を形成する場合、レーザービームの光強度(光量)によって静電潜像の形成具合が異なり、予め定められた光強度のレーザービームとなるように(所定出力光量となるように)LDを駆動することが必要とされる。またLDは、図11に示されるように、その駆動電流が所定の電流値(以下、「閾値電流」という)Ith以上となったら、コヒーレントな光を出力するという特性を有する。   Here, an LD driving method in the scanning exposure apparatus will be described. When forming an electrostatic latent image with a laser beam, the formation of the electrostatic latent image differs depending on the light intensity (light quantity) of the laser beam, so that the laser beam has a predetermined light intensity (a predetermined output light quantity). As such, it is necessary to drive the LD. Further, as shown in FIG. 11, the LD has a characteristic of outputting coherent light when the drive current becomes a predetermined current value (hereinafter referred to as “threshold current”) Ith or more.

また、感光体上に静電潜像を形成するためには、画像データに基づく画像信号(Video信号)、すなわちLDの点灯/消灯を示すON/OFF信号に基づいて変調したレーザビームを出力する必要がある。   In addition, in order to form an electrostatic latent image on the photosensitive member, a laser beam modulated based on an image signal (Video signal) based on image data, that is, an ON / OFF signal indicating ON / OFF of the LD is output. There is a need.

したがって、図12に示されるように、LDの駆動回路400には、所望の出力強度に相当する電流をLD402に供給するための電流源404と、LD402から出力されるレーザビームを画像データに基づいて変調するためのスイッチング回路406が設けられていた。電流源404は、設定電圧に応じた電流値の電流をスイッチング回路406を介してLD402へ供給し、スイッチング回路406では、Video信号に基づいて、LD402へ電流を供給/停止するようになっている。これにより、所望の光強度の、画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力することができる。なお、このような変調方法は、一般にパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)方式と呼ばれる。   Therefore, as shown in FIG. 12, the LD driving circuit 400 includes a current source 404 for supplying a current corresponding to a desired output intensity to the LD 402, and a laser beam output from the LD 402 based on image data. A switching circuit 406 is provided for modulation. The current source 404 supplies a current having a current value corresponding to the set voltage to the LD 402 via the switching circuit 406. The switching circuit 406 supplies / stops the current to the LD 402 based on the Video signal. . Thereby, it is possible to output a laser beam modulated based on image data having a desired light intensity. Such a modulation method is generally called a pulse width modulation (PWM) method.

一方、レーザの出力光量によって潜像の形成具合が異なることを積極的に利用した変調方法として、強度変調(Pulse Amplitude Modulation:PAM)方式がある。このPAM方式による画像形成では、画像データに基づいてLDの発光強度(すなわち出力光量)を変化させることにより画像を形成する。   On the other hand, there is an intensity modulation (PAM) method as a modulation method that positively utilizes the fact that the formation of a latent image varies depending on the amount of laser output. In the image formation by the PAM method, an image is formed by changing the light emission intensity (that is, output light amount) of the LD based on the image data.

近年のデジタル化技術の進歩と、画像処理技術の発達に伴って、画像形成装置の高解像度化が益々進み、走査露光装置で実現できるレーザビーム径よりも細かいドットで画像を形成する解像度(主走査方向の補正処理による書込み密度ではなく、純粋な書込み密度に対応し、言い換えると、副走査方向の書込み密度に対応する)の要求が高まってきた。   With the recent progress in digitization technology and the development of image processing technology, the resolution of image forming devices has been increasing, and the resolution (mainly, the resolution of forming images with dots smaller than the laser beam diameter that can be realized with a scanning exposure device). There is an increasing demand for a pure writing density, in other words, a writing density in the sub-scanning direction).

図13に、出力ビームの波長が780nmであるLDを用いた一般的な走査露光装置のレーザビーム径と解像度の関係を示す。なお、一般的にレーザビーム径は、ビーム中心における光強度の1/e2(e:自然対数の底)となる点の直径と定義される。 FIG. 13 shows the relationship between the laser beam diameter and resolution of a general scanning exposure apparatus using an LD having an output beam wavelength of 780 nm. In general, the laser beam diameter is defined as the diameter of a point that is 1 / e 2 (e: base of natural logarithm) of the light intensity at the center of the beam.

図13にも示されているように、一般的な走査露光装置のレーザビーム径が60〜80nmであるのに対して、ドットサイズ(1ドットのサイズ)は、600dpi(dot per inch)の解像度を得るためには約42μmとすることが求められ、1200dpiの解像度を得るためには約21μmとすることが求められる。すなわち、現在主流の解像度である600dpiであっても、既にレーザビーム径よりもドットサイズが小さくなっている。   As shown in FIG. 13, the laser beam diameter of a general scanning exposure apparatus is 60 to 80 nm, whereas the dot size (1 dot size) is a resolution of 600 dpi (dot per inch). Is required to be about 42 μm, and in order to obtain a resolution of 1200 dpi, it is required to be about 21 μm. That is, even at the current main resolution of 600 dpi, the dot size is already smaller than the laser beam diameter.

このようにレーザビーム径よりもドットサイズの方が小さい場合、主走査方向と副走査方向の走査線の太さの比(以下、「縦横比」という)や中間色の再現性が著しく悪化し、画質が低下してしまう。   When the dot size is smaller than the laser beam diameter in this way, the ratio of the scanning line thickness in the main scanning direction and the sub-scanning direction (hereinafter referred to as “aspect ratio”) and the reproducibility of the intermediate color are remarkably deteriorated. The image quality will deteriorate.

以下、縦横比について詳しく説明する。縦横比の理想値(正常値)は1、すなわち、図14(A)のように、同じドット数のラインを縦方向(副走査方向)に描いても、横方向(主走査方向)に描いても、同じ太さになるのが理想状態(正常状態)である。   Hereinafter, the aspect ratio will be described in detail. The ideal aspect ratio (normal value) is 1, that is, as shown in FIG. 14A, even if a line having the same number of dots is drawn in the vertical direction (sub-scanning direction), it is drawn in the horizontal direction (main scanning direction). However, the ideal state (normal state) is the same thickness.

一般に、PWM方式による画像形成では、横方向に描かれるライン(横ライン)の太さは、主に副走査方向のレーザビーム径Ds(図14(C)参照)に依存する。縦方向に描かれるライン(縦ライン)の太さは、主にLDの点灯時間に依存し、1ドットの点灯時間は、高解像度化に伴って短くなる。   In general, in image formation by the PWM method, the thickness of a line drawn in the horizontal direction (horizontal line) mainly depends on the laser beam diameter Ds (see FIG. 14C) in the sub-scanning direction. The thickness of the line (vertical line) drawn in the vertical direction mainly depends on the lighting time of the LD, and the lighting time of one dot becomes shorter as the resolution is increased.

従って、レーザビーム径よりもドットサイズの方が小さいと、図14(B)に示されるように、横ラインは副走査方向のレーザビーム径Dsによって決まる太さのままで、所望の解像度を実現するためのドットサイズよりも太く、縦ラインは逆に細くなってしまう。   Therefore, when the dot size is smaller than the laser beam diameter, the horizontal line has the thickness determined by the laser beam diameter Ds in the sub-scanning direction as shown in FIG. It is thicker than the dot size, and the vertical line becomes thinner.

より詳しくは、静電潜像を現像したときに、感光体の露光量が多い部分程、多くのトナーが付着し、露光量が少ないと少量のトナーしか付着しない。感光体にレーザビームを走査露光すると、図15に示されるように、理想的な光出力波形でLDが駆動された場合、LD点灯開始位置近傍の感光体の露光量は、所定の露光量よりも低くなる。露光量が少ないと、感光体に形成される潜像が浅くなり、付着するトナー量が印字に必要なトナー量に足りなくなるので(斜線部分)、所謂画像のとびが生じる。このため、LDの短時間点灯させて形成される縦ラインが、高解像度化に伴って細くなッしまう。   More specifically, when the electrostatic latent image is developed, a larger amount of toner adheres to a portion where the exposure amount of the photoreceptor is larger, and a smaller amount of toner adheres if the exposure amount is smaller. When the laser beam is scanned and exposed to the photoconductor, as shown in FIG. 15, when the LD is driven with an ideal light output waveform, the exposure amount of the photoconductor near the LD lighting start position is larger than the predetermined exposure amount. Also lower. When the exposure amount is small, the latent image formed on the photoconductor becomes shallow, and the amount of toner adhering is insufficient for the amount of toner necessary for printing (shaded area), so-called image skipping occurs. For this reason, the vertical line formed by turning on the LD for a short time becomes thinner as the resolution increases.

LDの点灯時間を長くすれば、縦ラインを太くすることも可能だが、解像度によって1ドットの点灯時間は光学設計上、自ずと決定されるので、縦ラインを太くしたくてもLDの点灯時間をむやみに長くすることはできない。また、LDの光強度(出力光量)を弱くすれば、横ラインを細くすることも可能だが、縦ラインもそれに伴って細くなってしまう。   If the LD lighting time is lengthened, it is possible to make the vertical line thicker, but the lighting time of 1 dot is naturally determined by the optical design depending on the resolution, so the LD lighting time can be increased even if the vertical line is thickened. You can't make it too long. Also, if the light intensity (output light amount) of the LD is reduced, the horizontal line can be made thinner, but the vertical line also becomes thinner accordingly.

結局、解像度が高くなる程、光学設計上決定される1ドットの点灯時間が短くなって、縦ラインが益々細くなるので、縦横比は悪化する一方である。また、トナー画像で形成される1ドットの形状は、高解像度化によって縦長になる傾向があり、1ドットの再現性が悪くなる。   Eventually, the higher the resolution, the shorter the lighting time for one dot determined by the optical design and the narrower the vertical line, so the aspect ratio is getting worse. In addition, the shape of one dot formed by a toner image tends to be vertically long as the resolution is increased, and the reproducibility of one dot is deteriorated.

また、これら縦横比と1ドットの再現性の悪化は、ハーフトーンの再現性にも影響を与える。例えば、ディザ方式の面積階調を利用した場合、図16(A)のように縦横複数の画素(サブピクセル)からなる1スクリーンセルにおいて、ドットで塗り潰す画素の数、すなわち1スクリーンセル内の塗潰し面積によって濃淡を表現する。   Further, the deterioration of the aspect ratio and the reproducibility of 1 dot also affects the reproducibility of the halftone. For example, when dither area gradation is used, the number of pixels to be filled with dots in one screen cell consisting of a plurality of vertical and horizontal pixels (subpixels) as shown in FIG. The shade is expressed by the painted area.

しかしながら、前述のように1ドットの形状が縦長になってしまうと、図16(B)に示すように、うまく画素を塗り潰すことができず、1スクリーンセル内の塗り潰し面積が小さくなり、ハイライトの再現性が悪化してしまう。また、図16(C)に示すように、縦方向に隣合うドット同士が重なり、濃度のなめらかさが乱れ(所謂トーンジャンプ)、横方向にドットが並ぶ場合は濃度が濃くなってしまう。また、万線スクリーンを用いた場合においても、同様の理由からハイライトの再現性が損なわれる。   However, if the shape of one dot becomes vertically long as described above, as shown in FIG. 16B, the pixel cannot be filled well, and the filling area in one screen cell becomes small, and the high The light reproducibility will deteriorate. In addition, as shown in FIG. 16C, adjacent dots in the vertical direction overlap each other, the smoothness of density is disturbed (so-called tone jump), and when dots are arranged in the horizontal direction, the density becomes high. In addition, even when a line screen is used, highlight reproducibility is impaired for the same reason.

PAM方式によって、これらの問題を解決することも考えられるが、解像度が高くなる程、動作時間の高速性が要求され、また微小な光強度設定に対応するためにより多くの電流源が必要となる。従って、駆動回路の構成が複雑になり、消費電力量も多くなるため、コスト的に不利である。   Although it is conceivable to solve these problems by the PAM method, the higher the resolution, the faster the operation time is required, and more current sources are required to cope with the minute light intensity setting. . Therefore, the configuration of the drive circuit becomes complicated and the amount of power consumption increases, which is disadvantageous in terms of cost.

また、レーザビーム径を細くすることも考えられるが、現在一般的に利用されている波長780nmのLDでは、その特性及びコスト面から容易にレーザビーム径を変更することはできない。また、780nmよりも波長の短いLDが使用可能となっても、更に高解像度化が進めば、いずれは同様の問題に直面する。   Although it is conceivable to make the laser beam diameter narrow, it is not possible to easily change the laser beam diameter from the viewpoint of its characteristics and cost in the LD that has a wavelength of 780 nm that is currently generally used. Even if an LD having a wavelength shorter than 780 nm can be used, if the resolution is further increased, the same problem will be encountered.

また、現在は電子写真のプロセス条件を変えることにより、これらの問題を目立たなくさせているが、今後更に高解像度化が進むと、プロセス条件だけでは解決が難しくなることが容易に予想され、抜本的な解決が必要である。   At present, these problems are made inconspicuous by changing the process conditions of electrophotography. However, as the resolution increases further in the future, it is easily expected that it will be difficult to solve with the process conditions alone. Solution is needed.

これを解決する方法として、たとえば特許文献1に記載の技術がある。特許文献1では、形成される潜像の状態が感光体の露光量によって異なる事を利用して、定常よりも光強度を強くして露光することにより、従来では浅く狭い潜像しか形成することが出来なかったものを、深く広い潜像が得られるようにしている。具体的にはLD点灯開始時にオーバーシュートを発生させ、立ち上がりの光強度を定常の光強度(図17(A)参照)よりも強くさせる(図17(B)参照)ことにより、縦横比や中間色の再現性を改善する事が示されている。   As a method for solving this, there is a technique described in Patent Document 1, for example. In Patent Document 1, by utilizing the fact that the state of the latent image to be formed varies depending on the exposure amount of the photoconductor, exposure is performed with a light intensity stronger than usual, so that conventionally only a shallow and narrow latent image is formed. This makes it possible to obtain a deep and wide latent image for those that could not. Specifically, an overshoot is generated at the start of LD lighting, and the rising light intensity is made stronger than the steady light intensity (see FIG. 17A) (see FIG. 17B), so that the aspect ratio and intermediate color are increased. It has been shown to improve the reproducibility of.

しかしながら、このオーバーシュートを発生させる手段に於いては、LDが破壊してしまう高量範囲以下にオーバーシュート時の光量を設定しなければならず、本来LDが持っている光量上限値に対して、通常時の光量を低く設定しなければならないため、結果として出力の大きいLDを選択しなければならない。また、オーバーシュートすることによってVCCI等の対策も必要になってしまう。
特開2001−96794号
However, in the means for generating this overshoot, the light amount at the time of overshoot must be set below the high amount range where the LD is destroyed, and the light amount upper limit value inherent to the LD is inherent. Since the amount of light during normal operation must be set low, an LD with a large output must be selected as a result. Moreover, measures such as VCCI are also required due to overshoot.
JP 2001-96794 A

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、レーザビーム径よりドットサイズが小さい解像度において、高品位の画像を形成することができる走査露光装置及び画像形成装置を提供する事を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a scanning exposure apparatus and an image forming apparatus capable of forming a high-quality image at a resolution in which the dot size is smaller than the laser beam diameter. And

請求項1に記載の発明では、画像情報に基づいて半導体レーザを点灯し、前記半導体レーザから出力されたレーザビームによって感光体を走査露光する走査露光装置であって、前記レーザービームの前記感光体上での主走査方向の書き込み開始位置が複数ある、ことを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a scanning exposure apparatus that turns on a semiconductor laser based on image information, and scans and exposes a photosensitive member with a laser beam output from the semiconductor laser. There are a plurality of write start positions in the main scanning direction.

すなわち、感光体上でのレーザービームの書き込み開始位置、すなわち走査線の開始位置が複数存在していることになるので、感光体上に、走査方向(主走査方向)に幅広い潜像を形成することができる。このため、副走査方向の線幅が太くなり、縦横比が改善され、高品位の画像を得る事ができる。   That is, since there are a plurality of laser beam writing start positions on the photosensitive member, that is, scanning line starting positions, a wide latent image is formed on the photosensitive member in the scanning direction (main scanning direction). be able to. For this reason, the line width in the sub-scanning direction is increased, the aspect ratio is improved, and a high-quality image can be obtained.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、1回の偏向走査により複数の前記レーザービームで構成される走査線群を偏向走査し、主走査方向と直交する副走査方向に隣接する走査線群では前記書き込み開始位置が異なる、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the scanning line group composed of a plurality of the laser beams is deflected and scanned by one deflection scanning, and the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction is performed. The write start position is different in the scanning line group adjacent to the.

このように、隣接する走査線群ごとに書き込み開始位置を異ならせることで、副走査方向の線幅が変動する周期が短くなるので、より高品位な画像を得る事ができる。   In this way, by changing the writing start position for each adjacent scanning line group, the cycle in which the line width in the sub-scanning direction fluctuates is shortened, so that a higher quality image can be obtained.

請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、主走査方向と直交する副走査方向に隣接する走査線では前記書き込み開始位置が異なる、ことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, the writing start position is different in a scanning line adjacent to the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction.

このように、隣接する走査線ごとに書き込み開始位置を異ならせることで、たとえば走査線群ごとに書き込み開始位置を異ならせた構成よりも、副走査方向の線幅が変動する周期がさらに短くなるので、より高品位な画像を得る事ができる。   In this way, by changing the writing start position for each adjacent scanning line, for example, the cycle in which the line width in the sub-scanning direction fluctuates is shorter than in the configuration in which the writing start position is changed for each scanning line group. Therefore, a higher quality image can be obtained.

請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記書き込み開始位置が主走査方向と直交する副走査方向で周期的に変動する、ことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the writing start position periodically varies in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. Features.

これにより、周期性を持たずに書き込み開始位置が変動する構成と比較して、より高品位な画像を得ることができる。   As a result, a higher quality image can be obtained as compared with a configuration in which the writing start position varies without periodicity.

請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、主走査方向と直交する副走査方向の書込み密度で決まる感光体上の走査線間隔をA、感光体上のビーム径をBとした場合、2A≦Bである、ことを特徴とする。   According to the invention described in claim 5, in the invention described in any one of claims 1 to 4, the scanning line interval on the photosensitive member determined by the writing density in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction is A. When the beam diameter on the photosensitive member is B, 2A ≦ B.

このように、2A≦Bを満たすようにすることで、副走査方向での走査線が途切れないようにして、高品位な画像を得ることができる。   In this way, by satisfying 2A ≦ B, it is possible to obtain a high-quality image without interrupting the scanning line in the sub-scanning direction.

請求項6に記載の発明では、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発明において、主走査方向と直交する副走査方向の書込み密度で決まる感光体上の走査線間隔をA、副走査方向の書込み位置のズレ量をCとした場合、0<C≦2Aである、ことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the scanning line interval on the photosensitive member determined by the writing density in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction is A. When the deviation amount of the writing position in the sub-scanning direction is C, 0 <C ≦ 2A.

このように、0<C≦2Aを満たすようにすることで、副走査方向での各走査線のうねりを防止し、より高品位な画像を得ることができる。   In this way, by satisfying 0 <C ≦ 2A, it is possible to prevent the undulation of each scanning line in the sub-scanning direction and obtain a higher quality image.

請求項7に記載の発明では、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明において、画像の種類に応じて前記書き込み開始位置を変更する、ことを特徴とする。   The invention according to claim 7 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 6, the writing start position is changed according to the type of image.

画像の種類に合わせて書き込み開始位置を変更して最適化できるので、さらに高品位な画像を得ることができる。   Since the writing start position can be changed and optimized according to the type of image, a higher quality image can be obtained.

請求項8に記載の発明では、請求項7に記載の発明において、前記書き込み開始位置をイメージ画像では各走査線で一定にし、テキスト画像では走査線ごとに異ならせる、ことを特徴とする。   The invention described in claim 8 is characterized in that, in the invention described in claim 7, the writing start position is made constant for each scanning line in the image image, and is made different for each scanning line in the text image.

これにより、縦横比の正常値からのずれが顕著に出やすいテキスト画像において、縦横比を最適化して高品位な画像を得ることができる。また、テキスト画像と比較して縦横比のずれが顕在化しないイメージ画像では、書き込み開始位置を一定にして簡易に画像を得ることができる。   As a result, in a text image in which the deviation from the normal value of the aspect ratio is likely to occur, a high-quality image can be obtained by optimizing the aspect ratio. In addition, in the case of an image image in which a difference in aspect ratio does not become apparent as compared with a text image, it is possible to easily obtain an image with a constant writing start position.

請求項9に記載の発明では、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の走査露光装置と、前記走査露光装置によって感光体上に形成された静電潜像を静電的に現像し、感光体上にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写体に転写し、転写体上に画像を形成する転写手段と、を有することを特徴とする。   According to the ninth aspect of the present invention, the scanning exposure apparatus according to any one of the first to eighth aspects and the electrostatic latent image formed on the photosensitive member by the scanning exposure apparatus are electrostatically Development means for developing and forming a toner image on the photosensitive member; and transfer means for transferring the toner image to a transfer member and forming an image on the transfer member.

したがって、走査露光装置によって感光体上に形成された静電潜像が、現像手段によって現像され、トナー像が形成される。このトナー像が転写手段で転写体に転写され、転写体上に画像が形成される。   Therefore, the electrostatic latent image formed on the photosensitive member by the scanning exposure device is developed by the developing means, and a toner image is formed. This toner image is transferred to a transfer member by a transfer unit, and an image is formed on the transfer member.

請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の走査露光装置を備えているので、副走査方向の線幅が太くなり、縦横比が改善され、高品位の画像を得る事ができる。   Since the scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8 is provided, the line width in the sub-scanning direction is increased, the aspect ratio is improved, and a high-quality image can be obtained.

本発明は上記構成としたので、レーザビーム径よりドットサイズが小さい解像度において、高品位の画像を形成することができる。   Since the present invention has the above-described configuration, a high-quality image can be formed at a resolution in which the dot size is smaller than the laser beam diameter.

次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例を詳細に説明する。   Next, an example of an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(全体構成)
図1には、本発明が適用された電子写真方式の画像形成装置10が示されている。図1に示されるように、画像形成装置10はケーシング12によって被覆されている。
(overall structure)
FIG. 1 shows an electrophotographic image forming apparatus 10 to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 10 is covered with a casing 12.

画像形成装置10の下部には、用紙トレイ14が配設されている。用紙トレイ14には、例えば、B5サイズ、B4サイズ、A4サイズ、A3サイズ等の所望のサイズの用紙16が収容されている。用紙トレイ14における用紙排出部近傍には半月ローラ18Aが配設されている。半月ローラ18Aは用紙トレイ14に供給された用紙16を上層から順に1枚ずつ送り出す。用紙トレイ14から送り出された用紙16は、複数の搬送ローラ対20によって、後述する感光体22と転写用帯電体24との間に向けて搬送される。   A paper tray 14 is disposed below the image forming apparatus 10. In the paper tray 14, for example, paper 16 of a desired size such as B5 size, B4 size, A4 size, or A3 size is accommodated. A half-moon roller 18A is disposed in the vicinity of the paper discharge portion in the paper tray 14. The half moon roller 18A feeds the sheets 16 supplied to the sheet tray 14 one by one in order from the upper layer. The sheet 16 sent out from the sheet tray 14 is conveyed by a plurality of conveying roller pairs 20 between a photosensitive member 22 and a transfer charging member 24 described later.

画像形成装置10の一方の側面(図1の右側面)には、必要に応じて用紙16を手差しで挿入する手差しトレイ26が配設されている。手差しトレイ26における用紙排出部近傍には、前述した用紙トレイ14と同様に半月ローラ18Bが配設されており、用紙16を上層から一枚ずつ送り出すことができるようになっている。   On one side surface of the image forming apparatus 10 (the right side surface in FIG. 1), a manual feed tray 26 for manually inserting the paper 16 as needed is disposed. Similar to the paper tray 14 described above, a half-moon roller 18B is disposed in the vicinity of the paper discharge portion in the manual feed tray 26 so that the paper 16 can be fed out from the upper layer one by one.

手差しトレイ26が配設されている側面に対向する画像形成装置10の側面(図1の左側面)には、所望の画像が形成された用紙16が排出される排出トレイ28が設けられている。   On the side surface (left side surface in FIG. 1) of the image forming apparatus 10 facing the side surface on which the manual feed tray 26 is disposed, a discharge tray 28 for discharging the paper 16 on which a desired image is formed is provided. .

ケーシング12内には、画像形成部30が設けられている。画像形成部30は、図1に示される矢印A方向に定速回転する円筒状の感光体ドラム(以下、単に「感光体」という)22、スキャナで原稿を読み取りかつ各種画像処理を施した画像データ(本実施形態における画像形成装置10は白黒画像を対象としているため、画像処理を施すことによってグレイスケールの画像データに変換される)に基づいてレーザビームを(図1の矢印B参照)感光体22に向けて照射する走査露光装置32、及び用紙16に所望の画像を定着する定着器34等を含んで構成している。なお、本実施形態では、感光体22の回転周速は120mm/sとなっている。   An image forming unit 30 is provided in the casing 12. An image forming unit 30 is a cylindrical photosensitive drum (hereinafter simply referred to as “photosensitive member”) 22 that rotates at a constant speed in the direction of arrow A shown in FIG. The laser beam (see arrow B in FIG. 1) is sensitized based on data (the image forming apparatus 10 in the present embodiment targets a black and white image, and is converted into grayscale image data by performing image processing). A scanning exposure device 32 that irradiates the body 22 and a fixing device 34 that fixes a desired image on the paper 16 are included. In the present embodiment, the rotational peripheral speed of the photosensitive member 22 is 120 mm / s.

感光体22の周面近傍には帯電器36が配設されている。帯電器36は、感光体22を一様に帯電させるようになっている。具体的には、帯電器36には、ピークトゥピーク値が2kVの交流電圧と、−500Vのグリッド電圧が印加されており、帯電器36による帯電部位を抜けた感光体22の表面は、一様に−500Vに帯電されるようになっている。   A charger 36 is disposed in the vicinity of the peripheral surface of the photoreceptor 22. The charger 36 is configured to uniformly charge the photosensitive member 22. Specifically, an AC voltage having a peak-to-peak value of 2 kV and a grid voltage of −500 V are applied to the charger 36, and the surface of the photosensitive member 22 that has passed through the charging portion by the charger 36 is In this way, it is charged to -500V.

帯電器36により一様に帯電された感光体22は、図1に示される矢印A方向に回転することによってレーザビームが照射され、露光される。これにより、感光体22に潜像が形成される。具体的には、露光された部分は、感光体22の感光層からプラスの電荷が発生し、−150Vの潜像が形成されるようになっている。なお、ここで言う−150Vの潜像電位とは、走査露光装置32により全面露光された場合、すなわち画像領域全体に走査が行われた場合の収束電位である。   The photosensitive member 22 uniformly charged by the charger 36 is irradiated with a laser beam by being rotated in the direction of arrow A shown in FIG. As a result, a latent image is formed on the photoreceptor 22. Specifically, positive charges are generated from the photosensitive layer of the photosensitive member 22 in the exposed portion, and a −150 V latent image is formed. The latent image potential of −150 V referred to here is a convergence potential when the entire surface is exposed by the scanning exposure device 32, that is, when the entire image area is scanned.

また、走査露光装置32によるレーザビームの照射位置よりも感光体22の回転方向下流側には、感光体22の周面に対向して、感光体22にトナーを供給する現像器38が配設されている。現像器38から供給されたトナーは、走査露光装置32によって、図1に示される矢印B方向からの光が照射された部分にトナーを付着するようになっている。これにより感光体22にトナー像が形成される。   Further, a developing unit 38 that supplies toner to the photosensitive member 22 is disposed opposite to the circumferential surface of the photosensitive member 22 on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive member 22 from the irradiation position of the laser beam by the scanning exposure device 32. Has been. The toner supplied from the developing unit 38 is attached to the portion irradiated with light from the direction of arrow B shown in FIG. As a result, a toner image is formed on the photoreceptor 22.

詳しくは、現像器38は、感光体22表面に対して0.35mmの間隔を設けて配設された現像ロール39を備えており、現像ロール39表面にトナーを薄層担持して感光体22の回転に合わせて回転している。この現像ロール39には、直流電圧と交流電圧を重畳された現像バイアス電圧が印加されるようになっている。具体的には、直流成分が−400V、交流電圧は2400Hzでピークトゥピーク値が1.6kV、デューティ比が50:50の矩形波を用いている。   Specifically, the developing device 38 includes a developing roll 39 disposed with a spacing of 0.35 mm with respect to the surface of the photoreceptor 22, and a thin layer of toner is carried on the surface of the developing roll 39 to provide the photoreceptor 22. It is rotating according to the rotation. A developing bias voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing roll 39. Specifically, a rectangular wave having a DC component of −400 V, an AC voltage of 2400 Hz, a peak-to-peak value of 1.6 kV, and a duty ratio of 50:50 is used.

感光体22に形成された潜像は、背景部分が−500V、潜像部分が−150Vとなっており、現像バイアス電圧(−400V)によりマイナス極性に帯電したトナーには、背景部分では感光体22から現像ロール39側へ、潜像部分では現像ロール39から感光体22側へと向かう電界力が働く。この電界力により、感光体22の潜像部分にトナーが静電吸着され、トナー像が形成される。   The latent image formed on the photosensitive member 22 has a background portion of −500 V and a latent image portion of −150 V. Toner charged to a negative polarity by a developing bias voltage (−400 V) is used in the background portion. An electric field force is applied from 22 to the developing roll 39 side and from the developing roll 39 to the photosensitive member 22 side in the latent image portion. By this electric field force, the toner is electrostatically attracted to the latent image portion of the photosensitive member 22 to form a toner image.

なお、本実施形態では、感光体22と現像ロール39とが非接触の構成とした画像形成装置としたが、感光体22と現像ロール39とが接触している接触方式の画像形成装置でもよい。   In this embodiment, the image forming apparatus is configured such that the photoconductor 22 and the developing roll 39 are not in contact with each other. However, a contact type image forming apparatus in which the photoconductor 22 and the developing roll 39 are in contact may be used. .

また、トナーは磁性1成分トナーであり、現像ロール39の回転時に現像ロール39に圧接されている層厚規制部材との圧接部を通過することによりマイナス極性に帯電されるものを用いている。磁性現像剤(トナー)の場合は、現像ロール39内に内包される磁石部材によりトナーが現像ロール39表面に拘束保持されるが、非磁性トナーや2次成分系のトナーも各粒子の帯電により発生する現像ロール39表面への鏡像力により保持されており、言うまでもなく感光体22表面の電位と現像ロール39に印加される現像バイアス電位の差を用いて現像を行うのであるから、その現像バイアスに交流電圧を伴う方式のものであれば、磁性1成分トナーに限定されるものではなく、非磁性トナーや2次成分系のトナーでもよい。また、帯電極性も、本実施の形態ではマイナス側としたが、プラス側としてもよい。   Further, the toner is a magnetic one-component toner that is charged to a negative polarity by passing through a pressure contact portion with a layer thickness regulating member pressed against the developing roll 39 when the developing roll 39 rotates. In the case of a magnetic developer (toner), the toner is constrained and held on the surface of the developing roll 39 by a magnet member included in the developing roll 39, but non-magnetic toner and secondary component toner are also charged by the charge of each particle. It is held by the generated mirror image force on the surface of the developing roll 39. Needless to say, development is performed using the difference between the potential of the surface of the photosensitive member 22 and the developing bias potential applied to the developing roll 39. As long as it uses an AC voltage, it is not limited to a magnetic one-component toner, and may be a non-magnetic toner or a secondary component toner. Also, the charging polarity is set to the minus side in the present embodiment, but may be set to the plus side.

現像器38の配設位置よりも感光体22の回転方向下流側(感光体22の軸芯垂下位置)には、感光体22の周面に対向して、転写用帯電体24が配設されている。転写用帯電体24は、感光体22に形成されたトナー像を用紙16に転写する。   A charging member 24 for transfer is disposed on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive member 22 (position where the axial center of the photosensitive member 22 hangs down) from the position where the developing unit 38 is disposed, facing the peripheral surface of the photosensitive member 22. ing. The transfer charging member 24 transfers the toner image formed on the photosensitive member 22 to the paper 16.

転写用帯電体24の配設位置よりも感光体22の回転方向下流側には、感光体22に対向して、クリーナー40が配設されている。クリーナー40により、転写後に感光体22の表面に残留しているトナーが除去される。   A cleaner 40 is disposed opposite to the photosensitive member 22 on the downstream side in the rotational direction of the photosensitive member 22 from the position where the transfer charging member 24 is disposed. The toner remaining on the surface of the photoreceptor 22 after the transfer is removed by the cleaner 40.

トナー像が転写された用紙16は、図1に示される矢印C方向に搬送される。感光体22よりも用紙16の搬送方向下流側には、加圧ローラ42と加熱ローラ44を含んで構成している定着器34が配設されている。定着器34では、搬送されてきたトナー像が転写された用紙16を加熱及び加圧し、トナーを融解固定する。すなわち、定着器34では所謂定着処理が施され、用紙16上に所定の画像が形成される。   The paper 16 to which the toner image is transferred is conveyed in the direction of arrow C shown in FIG. A fixing unit 34 including a pressure roller 42 and a heating roller 44 is disposed on the downstream side of the photosensitive member 22 in the conveyance direction of the paper 16. The fixing device 34 heats and pressurizes the paper 16 on which the conveyed toner image is transferred, and melts and fixes the toner. In other words, the fixing device 34 performs a so-called fixing process, and a predetermined image is formed on the paper 16.

(走査露光装置の詳細構成)
次に、走査露光装置32について図2を用いて説明する。図2には、走査露光装置32の概略構成が示されている。なお、この走査露光装置32からは1本のレーザビームが出力する。
(Detailed configuration of scanning exposure apparatus)
Next, the scanning exposure apparatus 32 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a schematic configuration of the scanning exposure apparatus 32. The scanning exposure device 32 outputs a single laser beam.

走査露光装置32は、光源としてLD50と、LD50から射出されたレーザビームを反射して、感光体22にレーザビームを照射する回転多面鏡52とを備えている。   The scanning exposure device 32 includes an LD 50 as a light source, and a rotating polygon mirror 52 that reflects the laser beam emitted from the LD 50 and irradiates the photosensitive member 22 with the laser beam.

LD50は、LD駆動回路54に接続され、画像データに基づいてレーザビームが射出されるようにコントロールされている。LD50から射出されたレーザビームの進行方向下流側には、コリメータレンズ56が配置されている。コリメータレンズ56はLD50から射出されたレーザビームを拡散光線から平行光線に変換する。コリメータレンズ56で平行光線に変換されたレーザビームは、シリンダレンズ58を介して回転多面鏡52に入射される。   The LD 50 is connected to an LD driving circuit 54 and controlled so that a laser beam is emitted based on image data. A collimator lens 56 is disposed on the downstream side in the traveling direction of the laser beam emitted from the LD 50. The collimator lens 56 converts the laser beam emitted from the LD 50 from a diffused beam to a parallel beam. The laser beam converted into parallel rays by the collimator lens 56 is incident on the rotary polygon mirror 52 via the cylinder lens 58.

回転多面鏡52は、側面に複数の反射面52Aが設けられた正多角形状(本実施形態では正六角形)に形成されており、入射されたレーザビームはこの反射面52Aに収束するようになっている。   The rotating polygon mirror 52 is formed in a regular polygonal shape (regular hexagon in this embodiment) having a plurality of reflecting surfaces 52A on the side surface, and the incident laser beam converges on the reflecting surface 52A. ing.

また、回転多面鏡52は、モータ(図示省略)に軸着されており、回転軸60を中心に矢印D方向に回転するようになっている。すなわち、各反射面52Aへのレーザビームの入射角が連続的に変化し、偏向される。これにより、感光体22の軸線方向(図2における矢印Eの示す方向で、以下、「主走査方向」という)に走査して、レーザビームが感光体22に照射される。   The rotary polygon mirror 52 is pivotally attached to a motor (not shown), and rotates in the direction of arrow D about the rotary shaft 60. That is, the incident angle of the laser beam on each reflecting surface 52A is continuously changed and deflected. Accordingly, the photosensitive member 22 is irradiated with a laser beam by scanning in the axial direction of the photosensitive member 22 (in the direction indicated by the arrow E in FIG. 2, hereinafter referred to as “main scanning direction”).

回転多面鏡52により反射されたレーザビームの進行方向には、第1レンズ62Aと第2レンズ62Bから構成されているfθレンズ62が配置されている。このfθレンズ62により、感光体22にレーザビームを照射するときの走査速度が等速度になるとともに、感光体22の周面上に結像点を結ぶ。   In the traveling direction of the laser beam reflected by the rotary polygon mirror 52, an fθ lens 62 composed of a first lens 62A and a second lens 62B is disposed. With this fθ lens 62, the scanning speed when irradiating the photosensitive member 22 with the laser beam becomes equal, and an imaging point is formed on the peripheral surface of the photosensitive member 22.

fθレンズ62を透過したレーザビームは、反射ミラー64により屈曲されて感光体22に照射される。レーザビームの進行方向で、且つ主走査方向上流側(図2における感光体22の最左端方向)には、ミラー66が配置されている。また、ミラー66によるレーザビームの反射方向にはフォトディテクタ68が配置されている。   The laser beam that has passed through the fθ lens 62 is bent by the reflection mirror 64 and applied to the photosensitive member 22. A mirror 66 is arranged in the traveling direction of the laser beam and on the upstream side in the main scanning direction (the leftmost end direction of the photosensitive member 22 in FIG. 2). A photodetector 68 is disposed in the direction of reflection of the laser beam by the mirror 66.

感光体22をその軸線方向に走査するごとに、ミラー66によって感光体22の最左端方向に進行するレーザビームが反射されて、フォトディテクタ68に入射する。すなわち、フォトディテクタ68では、走査露光装置32による感光体22へのラインごとの照射開始タイミング(所謂SOS:Start of Scan)を検知することができるようになっている。   Each time the photosensitive member 22 is scanned in the axial direction, the laser beam traveling in the leftmost direction of the photosensitive member 22 is reflected by the mirror 66 and enters the photodetector 68. That is, the photodetector 68 can detect the irradiation start timing (so-called SOS: Start of Scan) for each line of the photosensitive member 22 by the scanning exposure device 32.

本実施形態の画像形成装置10では、走査露光装置32によってレーザビームを走査露光して画像形成を行う時に、21μm移動時間分だけLD50を点灯することにより1画素を形成する。すなわち、図3に示されるように、LD50は、理論1画素に対して走査方向にビーム中心が21μm移動して消灯される。   In the image forming apparatus 10 of the present embodiment, when scanning exposure is performed with a laser beam by the scanning exposure device 32 to form an image, one pixel is formed by turning on the LD 50 for 21 μm movement time. That is, as shown in FIG. 3, the LD 50 is extinguished by moving the beam center by 21 μm in the scanning direction with respect to one theoretical pixel.

したがって、感光体22上では、レーザビームの照射開始から終了までの間に、常にビームが照射される最重なり部が存在し、この最重なり部では光電効果が最も大きくプラス電荷が最も多く発生するので、潜像電位が最も上昇する。現像器38では、前述のように現像バイアスにより、この潜像電位の任意のレベルをスレッシュホールド値として現像する。従来は、主走査方向に1ドット(画素)幅のライン(以下、「1ドットライン」という)を走査した場合と、副走査方向に1ドットラインを走査した場合とでは、感光体ドラム22表面に形成されたレーザビームの最重なり部の潜像電位の幅は、図4の斜線部分に示されるように、明らかに差異を生じてしまう(なお、実際の潜像電位のスレッシュホールド値は画像形成装置の現像特性に合わせて最適な値に設定される)。   Therefore, on the photosensitive member 22, there is a most overlapped portion where the beam is always irradiated from the start to the end of the irradiation of the laser beam, and the photoelectric effect is the largest and the most positive charges are generated in the most overlapped portion. Therefore, the latent image potential rises most. In the developing unit 38, as described above, the development bias is used to develop an arbitrary level of the latent image potential as a threshold value. Conventionally, the surface of the photosensitive drum 22 is scanned when a line of 1 dot (pixel) width (hereinafter referred to as “1 dot line”) is scanned in the main scanning direction and when a 1 dot line is scanned in the sub scanning direction. As shown in the shaded area in FIG. 4, the width of the latent image potential at the most overlapped part of the laser beams formed in FIG. 4 clearly differs (the actual latent image potential threshold value is It is set to an optimum value according to the development characteristics of the forming apparatus).

ここで、本実施形態の走査露光装置32では、感光体22上のビーム書き込み位置が、複数設定されており、走査線ごとに(あるいは後述する走査線群ごとに)ビーム書き込み開始位置を異ならせる(ずらす)ことができるようになっている。   Here, in the scanning exposure apparatus 32 of this embodiment, a plurality of beam writing positions on the photosensitive member 22 are set, and the beam writing start position is made different for each scanning line (or for each scanning line group described later). It can be (shifted).

図5には、このように感光体22上のビーム書込み開始位置を走査線ごとにずらした場合の、実際の静電潜像(上段)と現像後の副走査方向1ドットラインの画像(下段)が概念的に示されている。図5(及び後述する図6)において、グレーの濃淡は潜像の深さをイメージ的に表している。なお、図5では、副走査方向の1ドットラインの潜像電位と、潜像が現像され用紙上に定着された1ドットラインの太さが変わる様子を判り易くする為に、スレッシュホールド値を80μm、1ドット21μmとして示している。また、図5(C)は従来の書き込み位置をずらさない場合であり、図5(B)は1ラインおきに10μm書き込み開始位置をずらした場合、図5(A)は1ラインおきに21μm書き込み開始位置をずらした場合である。   FIG. 5 shows an actual electrostatic latent image (upper stage) and an image of one dot line in the sub-scanning direction after development (lower stage) when the beam writing start position on the photosensitive member 22 is shifted for each scanning line in this way. ) Is conceptually shown. In FIG. 5 (and FIG. 6 described later), gray shades represent the depth of the latent image as an image. In FIG. 5, in order to make it easy to understand how the latent image potential of one dot line in the sub-scanning direction changes and the thickness of one dot line where the latent image is developed and fixed on the paper, the threshold value is set. It is shown as 80 μm and 1 dot 21 μm. FIG. 5C shows a case where the conventional writing position is not shifted. FIG. 5B shows a case where the writing start position is shifted every other line, and FIG. 5A shows a case where 21 μm is written every other line. This is a case where the start position is shifted.

図5(A)〜(C)を比較すれば分かるように、主走査方向の書込み位置をずらすことにより、得られる画像の縦横比を調整することができ、1ドットラインの太さ(副走査方向の線幅)を変更することが可能となる。縦横比の正常値は一般的には1とされるので、図5に示した例では、(A)のように21μm書き込み開始位置をずらすと、縦横比1の画像が得られる。   As can be seen by comparing FIGS. 5A to 5C, the aspect ratio of the obtained image can be adjusted by shifting the writing position in the main scanning direction, and the thickness of one dot line (sub-scanning). The line width in the direction can be changed. Since the normal value of the aspect ratio is generally set to 1, in the example shown in FIG. 5, when the 21 μm writing start position is shifted as shown in (A), an image with an aspect ratio of 1 is obtained.

図6(A)及び(B)には、図5に示した例と同様にスレッシュホールド値が80μm、1ドットの径が21μmの場合に、主走査方向書込み位置をずらした場合の1ドットラインの静電潜像(グレー部分)と現像された1ドットラインの太さが概念的に示されているが、図9の場合と異なり、2ラインで走査線群が構成されており、走査線群ごとに、すなわち2ラインおきに書き込み開始位置を異ならせた構成とされている。   6A and 6B show one-dot lines when the writing position in the main scanning direction is shifted when the threshold value is 80 μm and the diameter of one dot is 21 μm, as in the example shown in FIG. The electrostatic latent image (gray portion) and the thickness of the developed one dot line are conceptually shown. However, unlike the case of FIG. 9, the scanning line group is composed of two lines. The writing start position is made different for each group, that is, every two lines.

このように、2ラインおきに書き込み開始位置を異ならせた場合でも、得られる画像の縦横比を調整することができ、副走査方向の線幅を変更することが可能となる。なお、走査線群を構成するライン数は限定されず、上記の2ラインのほか、3ライン以上でもよい(この点において、図5に示した例では、1つの走査線群を1ラインで構成しているとみなすこともできる)。ただし、走査線群を構成するライン数が多くなると、副走査方向の線幅が変動する周期も長くなるので、より高品位な画像を得る観点からは、このライン数をより少なくすることが好ましく、図5に示した例のように、1ラインごとに書き込み開始位置をずらすことが特に好ましい。   As described above, even when the writing start position is changed every two lines, the aspect ratio of the obtained image can be adjusted, and the line width in the sub-scanning direction can be changed. The number of lines constituting the scanning line group is not limited, and may be three lines or more in addition to the above two lines (in this respect, in the example shown in FIG. 5, one scanning line group is constituted by one line). Can also be considered). However, as the number of lines constituting the scanning line group increases, the cycle in which the line width in the sub-scanning direction fluctuates also increases. From the viewpoint of obtaining a higher quality image, it is preferable to reduce the number of lines. As in the example shown in FIG. 5, it is particularly preferable to shift the write start position for each line.

主走査方向の書込み開始位置を異ならせるためには、すなわち感光体22上のビーム書込み位置をある走査線ごとに変更するためには、SOSを基準としたコントローラから画像情報を送るタイミングを走査線ごとに変更するれば良い。また、2本のレーザビームを1つのLDから出射するいわゆるDual LDを使用した場合には、感光体22上に照射する際の主走査方向の2本のビーム位置を所定の値ずらした設計にしても良いし、。さらに、コントローラから画像情報を送るタイミングの変更と、2本のビーム位置をずらすことの両者の組合せでも良い。   In order to change the writing start position in the main scanning direction, that is, to change the beam writing position on the photosensitive member 22 for each scanning line, the timing for sending image information from the controller based on the SOS is set to the scanning line. You should change every. In addition, when a so-called Dual LD that emits two laser beams from one LD is used, the two beam positions in the main scanning direction when irradiating the photosensitive member 22 are shifted by a predetermined value. You can do it. Further, a combination of changing the timing of sending image information from the controller and shifting the positions of the two beams may be used.

また、複数の単一のビームを出射するLDを複数組み合わせた構成の走査露光装置を用いて、各ビームの感光体上での露光開始位置を異ならせるのでも良い事は言うまでも無い。   It goes without saying that the exposure start position of each beam on the photosensitive member may be varied using a scanning exposure apparatus having a combination of a plurality of LDs that emit a plurality of single beams.

図7、図8及び図9には、1偏向走査時に、1本、2本及び4本のビームを走査する場合において、書込み開始位置を異ならせる例が示されている。図11〜図13において、いずれも(A)は、副走査方向の奇数番目のラインと偶数番目のラインとで書き込み開始位置をずらした例、(B)は、副走査方向の1番目、2番目、5番目、6番目、・・・のラインと、3番目、4番目。7番目、8番目、・・・のラインとで書き込み開始位置をずらした例、(C)は、副走査方向の1番目、4番目、5番目、8番目、・・・のラインと、2番目、3番目。6番目、7番目、・・・のラインとで書き込み開始位置をずらした例、(D)は、副走査方向の1番目、5番目のラインと、2番目、3番目、6番目、7番目、・・・のライン及び4番目、87番目、・・・のラインとで書き込み開始位置をずらした例、である。いずれの例においても、書き込み開始位置は副走査方向に周期性をもってずれているので、このような周期性を持たずに書き込み開始位置がずれる構成と比較して、より高品位な画像を得ることができる。   FIGS. 7, 8 and 9 show examples in which the writing start position is changed when scanning one, two, and four beams during one deflection scanning. 11A to 13B, (A) is an example in which the writing start position is shifted between the odd-numbered line and the even-numbered line in the sub-scanning direction, and (B) is the first and second in the sub-scanning direction. The 5th, 6th, ..., 3rd and 4th lines. An example in which the writing start position is shifted with respect to the seventh, eighth,... Lines, (C) shows the first, fourth, fifth, eighth,. Second, third. An example in which the writing start position is shifted with respect to the sixth, seventh,... Line, (D) is the first, fifth line, second, third, sixth, seventh in the sub-scanning direction. ,... And the fourth, 87th,. In any example, since the writing start position is shifted with periodicity in the sub-scanning direction, a higher quality image can be obtained as compared with the configuration in which the writing start position is shifted without having such periodicity. Can do.

図10には、ビーム径が副走査方向の走査線間隔とほぼ等しいときの静電潜像が概念的に示されている。このようにビーム径Bが、感光体22上での副走査方向の走査線間隔Aと略同じ場合には、副走査方向の1ドットラインは途切れ途切れになってしまう。これを回避するためには少なくとも、2A≦B、すなわち、走査線間隔Aの2倍のビーム径Bである必要がある。この条件を満たすように走査線間隔Aとビーム径Bとを設定すると、副走査方向の1ドットラインは途切れることなく連続し、高品位の画像を得られるので、好ましい。   FIG. 10 conceptually shows an electrostatic latent image when the beam diameter is substantially equal to the scanning line interval in the sub-scanning direction. As described above, when the beam diameter B is substantially the same as the scanning line interval A in the sub-scanning direction on the photosensitive member 22, one dot line in the sub-scanning direction is interrupted. In order to avoid this, at least 2A ≦ B, that is, the beam diameter B needs to be twice the scanning line interval A. It is preferable to set the scanning line interval A and the beam diameter B so as to satisfy this condition, because one dot line in the sub-scanning direction is continuous without interruption and a high-quality image can be obtained.

また、主走査方向の書き込み位置のズレ量Cも、走査線間隔Aの2倍を超えると副走査方向の1ドットラインがうねりだし、画質が劣化してしまうので好ましくない。これを回避するためには、少なくとも、C≦2A、すなわち、ズレ量Cが走査線間隔Aの2倍を超えない範囲とする必要がある。この条件を満たすように走査線間隔Aとズレ量Cとを設定すれば、副走査方向でのラインのうねりがなくなり、高品位の画像を得られるので、好ましい。なお、当然のことながら、ズレ量Cに関しては、0(ゼロ)より大きい必要がある。したがって、ズレ量Cに貸される条件は、0<C≦2Aとなる。   Further, if the deviation amount C of the writing position in the main scanning direction exceeds twice the scanning line interval A, one dot line in the sub scanning direction undulates and the image quality deteriorates, which is not preferable. In order to avoid this, at least C ≦ 2A, that is, the shift amount C must be in a range not exceeding twice the scanning line interval A. It is preferable to set the scanning line interval A and the shift amount C so as to satisfy this condition, because the line undulation in the sub-scanning direction is eliminated and a high-quality image can be obtained. As a matter of course, the deviation amount C needs to be larger than 0 (zero). Therefore, the condition lent to the deviation amount C is 0 <C ≦ 2A.

本発明において、書き込み位置は、副走査方向に見てランダムにずらされていてもよいが、周期的に変動するようにすると、より高品位な画像を得られることができ、好ましい。   In the present invention, the writing position may be randomly shifted as viewed in the sub-scanning direction, but it is preferable to periodically change the writing position because a higher quality image can be obtained.

また、本発明において、書き込み開始位置をずらす画像は特に限定されない。しかしながら、実際には、画像の種類に応じて、画像の縦横比の正常値からのずれが顕著に出やすいこともある。したがって、画像の種類に合わせて書き込み開始位置をずらして最適化すれば、さらに高品位な画像を得ることができ、好ましい。たとえば、いわゆるテキスト画像では、縦横比の正常値からのずれが顕著に出やすいので、書き込み開始位置をずらして縦横比を最適化し、高品位な画像を得ることができる。これに対し、いわゆるイメージ画像では、テキスト画像と比較して縦横比のずれが顕在化されにくいので、書き込み開始位置を一定にして簡易に画像を得るようにしてもよい。   In the present invention, the image for shifting the writing start position is not particularly limited. However, in practice, depending on the type of image, there may be a significant deviation from the normal value of the aspect ratio of the image. Therefore, it is preferable that the writing start position is shifted and optimized in accordance with the type of image because a higher quality image can be obtained. For example, in a so-called text image, the deviation from the normal value of the aspect ratio tends to be noticeable. Therefore, it is possible to obtain a high-quality image by shifting the writing start position to optimize the aspect ratio. On the other hand, in the so-called image image, since the deviation of the aspect ratio is less obvious compared to the text image, the image may be easily obtained with the writing start position fixed.

本発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の走査露光装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the scanning exposure apparatus of one Embodiment of this invention. 画像形成装置による1ドットの形成原理を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the formation principle of 1 dot by an image forming apparatus. 通常の場合に形成される主・副走査方向の1ドットラインを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the 1 dot line of the main / sub-scanning direction formed in the normal case. 本発明において、1ラインごとに書き込み開始位置をずらした場合の静電潜像と1ドットラインの画像を示す概念図であり、(A)は21μm(1200dpi時の1ドットに相当)ずらした場合、(B)は10μmずらした場合、(C)は全くずらさない場合である。In this invention, it is a conceptual diagram which shows the electrostatic latent image and image of 1 dot line at the time of shifting the writing start position for every line, (A) is the case where it shifts by 21 micrometers (equivalent to 1 dot at 1200 dpi) , (B) shows a case of shifting by 10 μm, and (C) shows a case of no shifting. 本発明において、2ラインおきに書き込み開始位置をずらした場合の静電潜像と1ドットラインの画像を示す概念図であり、(A)は10μm(1200dpi時の1ドットに相当)ずらした場合、(B)は21μmずらした場合である。In this invention, it is a conceptual diagram which shows the electrostatic latent image and the image of 1 dot line when the writing start position is shifted every two lines, and (A) is when shifted by 10 μm (corresponding to 1 dot at 1200 dpi) , (B) shows a case of shifting by 21 μm. (A)〜(D)はいずれも、1走査で1ビームを偏向走査する場合の主走査方向の書き込み開始位置の例をそれぞれ示す説明図である。(A) to (D) are explanatory diagrams respectively showing examples of write start positions in the main scanning direction when one beam is deflected and scanned in one scan. (A)〜(D)はいずれも、1走査で2ビームを偏向走査する場合の主走査方向の書き込み開始位置の例をそれぞれ示す説明図である。(A) to (D) are explanatory diagrams respectively showing examples of writing start positions in the main scanning direction when two beams are deflected and scanned in one scan. (A)〜(D)はいずれも、1走査で4ビームを偏向走査する場合の主走査方向の書き込み開始位置の例をそれぞれ示す説明図である。(A) to (D) are explanatory diagrams respectively showing examples of write start positions in the main scanning direction when four beams are deflected and scanned in one scan. ビーム径が走査線間隔と等しい場合の静電潜像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an electrostatic latent image in case a beam diameter is equal to a scanning line space | interval. 一般的なLDの出力特性を示す図である。It is a figure which shows the output characteristic of general LD. 画像形成装置に用いられる一般的なLD駆動回路を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a general LD drive circuit used in an image forming apparatus. レーザービーム径と解像度との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a laser beam diameter and resolution. 縦横比を説明するための説明図であり、(A)は同じドット数で縦ラインと横ラインを形成した画像の理想状態、(B)はレーザビーム径よりもドットサイズが小さい場合に形成される画像、(C)はレーザービームのスポット形状を示す。It is explanatory drawing for demonstrating an aspect ratio, (A) is the ideal state of the image which formed the vertical line and the horizontal line with the same number of dots, (B) is formed when dot size is smaller than a laser beam diameter. (C) shows the spot shape of the laser beam. 走査露光装置で通常の露光状態において、縦横比及び1ドットの再現性が悪化することを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows that the aspect ratio and the reproducibility of 1 dot deteriorate in a normal exposure state with a scanning exposure apparatus. 走査露光装置で通常の露光状態において、ハーフトーンの再現性が低下することを示す説明図であり、(A)は面積階調を説明するための図、(B)、(C)はレーザービーム径よりもドットサイズが小さい場合の1スクリーン内のド塗り潰し状態を示す図である。It is explanatory drawing which shows that the reproducibility of a halftone falls in a normal exposure state with a scanning exposure apparatus, (A) is a figure for demonstrating an area gradation, (B), (C) is a laser beam. It is a figure which shows the half-filled state in 1 screen in case dot size is smaller than a diameter. (A)は従来のLD駆動回路(オーバーシュート回路無し)によってLDを駆動した場合のLDの出力波形、(B)はLD駆動回路(オーバーシュート回路有り)によってLDを駆動した場合のLDの出力波形を示すグラフである。(A) is an output waveform of the LD when the LD is driven by a conventional LD drive circuit (without an overshoot circuit), and (B) is an output of the LD when the LD is driven by an LD drive circuit (with an overshoot circuit). It is a graph which shows a waveform.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像形成装置
16 用紙(転写体)
24 転写用帯電体(転写手段)
32 走査露光装置(露光手段)
34 定着器
36 帯電器
38 現像器(現像手段)
50 LD(半導体レーザ)
52 回転多面鏡
54 LD駆動回路(半導体レーザ駆動回路)
62 fθレンズ(結像手段)
Dt 主走査方向のレーザビーム径
Ds 副走査方向のレーザビーム径
10 Image forming device 16 Paper (transfer body)
24 Charger for transfer (transfer means)
32 Scanning exposure equipment (exposure means)
34 Fixing device 36 Charging device 38 Developing device (developing means)
50 LD (semiconductor laser)
52 Rotating polygon mirror 54 LD drive circuit (semiconductor laser drive circuit)
62 fθ lens (imaging means)
Dt Laser beam diameter in the main scanning direction Ds Laser beam diameter in the sub-scanning direction

Claims (9)

画像情報に基づいて半導体レーザを点灯し、前記半導体レーザから出力されたレーザビームによって感光体を走査露光する走査露光装置であって、
前記レーザービームの前記感光体上での主走査方向の書き込み開始位置が複数ある、
ことを特徴とする走査露光装置。
A scanning exposure apparatus that turns on a semiconductor laser based on image information and scans and exposes a photoconductor with a laser beam output from the semiconductor laser,
There are a plurality of write start positions in the main scanning direction of the laser beam on the photoconductor.
A scanning exposure apparatus.
1回の偏向走査により複数の前記レーザービームで構成される走査線群を偏向走査し、主走査方向と直交する副走査方向に隣接する走査線群では前記書き込み開始位置が異なる、
ことを特徴とする請求項1に記載の走査露光装置。
A scanning line group composed of a plurality of the laser beams is deflected and scanned by one deflection scanning, and the writing start position is different in the scanning line group adjacent to the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction.
The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein:
主走査方向と直交する副走査方向に隣接する走査線では前記書き込み開始位置が異なる、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の走査露光装置。
The writing start position is different in the scanning lines adjacent in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction.
The scanning exposure apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記書き込み開始位置が主走査方向と直交する副走査方向で周期的に変動する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の走査露光装置。
The writing start position periodically varies in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction.
The scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
主走査方向と直交する副走査方向の書込み密度で決まる感光体上の走査線間隔をA、感光体上のビーム径をBとした場合、2A≦Bである、
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の走査露光装置。
When the scanning line interval on the photosensitive member determined by the writing density in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction is A and the beam diameter on the photosensitive member is B, 2A ≦ B.
The scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the scanning exposure apparatus is characterized.
主走査方向と直交する副走査方向の書込み密度で決まる感光体上の走査線間隔をA、副走査方向の書込み位置のズレ量をCとした場合、0<C≦2Aである、
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の走査露光装置。
When the scanning line interval on the photosensitive member determined by the writing density in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction is A and the deviation amount of the writing position in the sub-scanning direction is C, 0 <C ≦ 2A.
The scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
画像の種類に応じて前記書き込み開始位置を変更する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の走査露光装置。
Changing the writing start position according to the type of image,
The scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記書き込み開始位置をイメージ画像では各走査線で一定にし、テキスト画像では走査線ごとに異ならせる、
ことを特徴とする請求項7に記載の走査露光装置。
The writing start position is constant for each scanning line in the image image, and is different for each scanning line in the text image.
The scanning exposure apparatus according to claim 7.
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の走査露光装置と、
前記走査露光装置によって感光体上に形成された静電潜像を静電的に現像し、感光体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写体に転写し、転写体上に画像を形成する転写手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
A scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8,
Developing means for electrostatically developing an electrostatic latent image formed on the photosensitive member by the scanning exposure device, and forming a toner image on the photosensitive member;
Transfer means for transferring the toner image to a transfer member and forming an image on the transfer member;
An image forming apparatus comprising:
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