JP2006267288A - Optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device.
図15に示すように、デジタル複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に用いる光走査装置1010は、光源(図示略)から射出したレーザ光Lを回転多面鏡1024によって反射して偏向走査し、Fθレンズ等の走査結像光学系レンズ群1000を透過した後、反射ミラー1030,1034で反射して出射する。そして、感光体ドラム1038に結像され走査される。
As shown in FIG. 15, an
さて、近年、光走査装置1010は、走査結像光学系レンズ群1000を被球面レンズとし、使用するレンズの枚数を減らしたり、反射鏡1030,1034の枚数を少なくしたりし、光走査装置1010全体の部品点数を少なくし、小型化、及び低コスト化を進展させている。(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, the
しかしながら、小型化、及び低コスト化を、より進展させることが望まれている。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、小型化、及び低コスト化をより進展させることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to further advance the reduction in size and cost.
請求項1に記載の画像形成装置は、複数の発光点を備える光源から射出された複数の光ビームを、偏向手段によって被走査体上に走査する光走査装置であって、主走査方向の画像データにおける挿入・間引きを行う補正手段と、複数の前記発光点の各々の光ビーム径を調整する光ビーム径調整手段と、前記光源の少なくとも一つの前記発光点を選択する選択手段と、前記被走査体上の位置に応じて、予め定めた前記発光点を選択するように選択手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。 The image forming apparatus according to claim 1 is an optical scanning device that scans a scanning target with a plurality of light beams emitted from a light source having a plurality of light emitting points, and is an image in a main scanning direction. Correction means for inserting / decimating data; light beam diameter adjusting means for adjusting the light beam diameter of each of the plurality of light emitting points; selection means for selecting at least one light emitting point of the light source; And control means for controlling the selection means so as to select the predetermined light emitting point according to the position on the scanning body.
請求項1に記載の光走査装置は、複数の発光点を備える光源から射出された複数の光ビームを、偏向手段によって被走査体上に走査する。 According to another aspect of the present invention, a plurality of light beams emitted from a light source having a plurality of light emitting points are scanned on a scanning object by a deflecting unit.
さて、被走査体に走査すると、被走査体上の走査速度と光ビーム径が変化する。 When the scanning object is scanned, the scanning speed and the light beam diameter on the scanning object change.
したがって、補正手段が主走査方向の画像データの挿入・間引きを行い、光ビームの走査速度変化による画像の歪(画像の伸縮)を補正する。 Accordingly, the correction means inserts / decimates image data in the main scanning direction, and corrects image distortion (expansion / contraction of the image) due to change in the scanning speed of the light beam.
更に、複数の発光点の各々に対応する光ビーム径を光ビーム径調整手段が調整し、被走査体上の位置に応じて、予め定めた発光点を選択するように選択手段を制御手段が制御することで、光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。 Further, the light beam diameter adjusting means adjusts the light beam diameter corresponding to each of the plurality of light emitting points, and the control means controls the selecting means so as to select a predetermined light emitting point according to the position on the scanned object. By controlling, the light beam diameter is made substantially uniform, and the change of the light beam diameter on the main scanning line is corrected.
よって、例えば、従来、偏向手段と被走査体との光路上に配置されていた、Fθレンズ等の走査結像光学系レンズ群が不要となる。よって、小型で低コストな光走査装置となる。 Therefore, for example, a scanning imaging optical system lens group such as an Fθ lens, which has been conventionally arranged on the optical path between the deflecting means and the scanned object, is not necessary. Therefore, the optical scanning device is small and low cost.
請求項2に記載の光走査装置は、請求項1に記載の構成において、前記被走査体上を主走査方向に複数のエリアに分割し、光ビーム径調整手段は、前記エリア毎とに光ビーム径を調整し、前記選択手段は、前記各エリア毎に前記光ビームを射出する前記発光点を選択することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the first aspect, wherein the scanning object is divided into a plurality of areas in the main scanning direction, and the light beam diameter adjusting means is configured to emit light for each area. The beam diameter is adjusted, and the selection means selects the light emitting point that emits the light beam for each area.
請求項2に記載の光走査装置は、光ビーム径調整手段によってエリア毎に最適なる光ビーム径に調整する。そして、選択手段は、各エリア毎に最適となった光ビーム径の光ビームの発光点を選択して射出する。 In the optical scanning device according to the second aspect, the light beam diameter is adjusted to the optimum light beam diameter for each area by the light beam diameter adjusting means. Then, the selection means selects and emits the light emission point of the light beam having the optimum light beam diameter for each area.
したがって、主走査線上の光ビーム径が略一様となり、主走査線上の光ビーム径変化が補正される。 Therefore, the light beam diameter on the main scanning line becomes substantially uniform, and the light beam diameter change on the main scanning line is corrected.
請求項3に記載の光走査装置は、請求項1、又は請求項2に記載の構成において、前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記光ビームの発光光量を制御し、該光ビーム径を調整することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the light beam diameter adjusting unit controls a light emission amount of the light beam emitted from each light emitting point. The light beam diameter is adjusted.
請求項3に記載の光走査装置は、各発光点から射出される光ビームの発光光量を制御し、最適な光ビーム径に調整する。 According to a third aspect of the present invention, the light emission amount of the light beam emitted from each light emitting point is controlled and adjusted to an optimum light beam diameter.
そして、最適な光ビーム径の光ビームを射出する発光点を選択して射出し、主走査線上の光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。 Then, a light emitting point for emitting a light beam having an optimum light beam diameter is selected and emitted, the light beam diameter on the main scanning line is made substantially uniform, and the change in the light beam diameter on the main scanning line is corrected.
請求項4に記載の光走査装置は、請求項1、又は請求項2に記載の構成において、前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記光ビームの発光時間を制御し、該光ビーム径を調整することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the light beam diameter adjusting unit controls a light emission time of the light beam emitted from each light emitting point. The light beam diameter is adjusted.
請求項4に記載の光走査装置は、各発光点から射出される光ビームの発光時間を制御し、最適な光ビーム径に調整する。 The optical scanning device according to claim 4 controls the light emission time of the light beam emitted from each light emitting point and adjusts the light beam diameter to an optimum value.
そして、最適な光ビーム径の光ビームを射出する発光点を選択して射出し、主走査線上の光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。 Then, a light emitting point for emitting a light beam having an optimum light beam diameter is selected and emitted, the light beam diameter on the main scanning line is made substantially uniform, and the change in the light beam diameter on the main scanning line is corrected.
請求項5に記載の光走査装置は、請求項1、又は請求項2に記載の構成において、前記光ビーム径調整手段は、前記各発光点から射出される前記各光ビームの前記被走査体までの光路長を変える光路長変更手段であることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the optical beam diameter adjusting unit is configured to scan the light beam emitted from the light emitting points. It is an optical path length changing means for changing the optical path length up to.
請求項5に記載の光走査装置は、各発光点から射出される光ビームの光路長を変えて、最適な光ビーム径に調整する。 The optical scanning device according to claim 5 adjusts the optical beam diameter to the optimum by changing the optical path length of the light beam emitted from each light emitting point.
そして、最適な光ビーム径の光ビームを射出する発光点を選択して射出し、主走査線上の光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。 Then, a light emitting point for emitting a light beam having an optimum light beam diameter is selected and emitted, the light beam diameter on the main scanning line is made substantially uniform, and the change in the light beam diameter on the main scanning line is corrected.
請求項6に記載の光走査装置は、請求項5に記載の構成において、前記光路長変更手段は、前記光源を、前記各光ビームの前記被走査体への入射角度を該被走査体の法線に対して傾けて入射させる構成としたことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, the optical path length changing unit is configured to change the incident angle of each light beam to the scanned object. It is characterized in that it is configured to be incident with an inclination with respect to the normal line.
請求項6記載の光走査装置は、光源を、各光ビームの被走査体への入射角度を被走査体の法線に対して傾けて入射させることで、各発光点から射出される光ビームの光路長を変えて、最適な光ビーム径に調整する。 The optical scanning device according to claim 6, wherein the light beam is made incident by tilting the incident angle of each light beam to the scanned body with respect to the normal line of the scanned body, thereby emitting the light beam from each light emitting point. The optical path length is changed to an optimum light beam diameter.
そして、最適な光ビーム径の光ビームを射出する発光点を選択して射出し、主走査線上の光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。 Then, a light emitting point for emitting a light beam having an optimum light beam diameter is selected and emitted, the light beam diameter on the main scanning line is made substantially uniform, and the change in the light beam diameter on the main scanning line is corrected.
請求項7に記載の光走査装置は、請求項5に記載の構成において、前記光路長変更手段は、前記光ビームが透過する透過位置によって、該光ビームの前記被走査体までの光路長が変化するプリズムであることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, the optical path length changing unit is configured such that an optical path length of the light beam to the scanned object is varied depending on a transmission position through which the light beam is transmitted. It is characterized by a changing prism.
請求項7に記載の光走査装置は、ビームが透過する透過位置によって、光ビームの被走査体までの光路長が変化するプリズムによって、各発光点から射出される光ビームの光路長を変えて、最適な光ビーム径に調整する。 According to a seventh aspect of the present invention, the optical path length of the light beam emitted from each light emitting point is changed by the prism that changes the optical path length of the light beam to the scanning object depending on the transmission position through which the beam is transmitted. Adjust to the optimal light beam diameter.
そして、最適な光ビーム径の光ビームを射出する発光点を選択して射出し、主走査線上の光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。 Then, a light emitting point for emitting a light beam having an optimum light beam diameter is selected and emitted, the light beam diameter on the main scanning line is made substantially uniform, and the change in the light beam diameter on the main scanning line is corrected.
請求項8に記載の光走査装置は、請求項5に記載の構成において、前記光路長変更手段は、前記光源の複数の各発光点毎にコリメートレンズに対して距離を異なせて配置したことを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。 According to an eighth aspect of the present invention, in the configuration according to the fifth aspect, the optical path length changing means is arranged at a different distance from the collimating lens for each of a plurality of light emitting points of the light source. The optical scanning device according to claim 5.
請求項8に記載の光走査装置は、光源の複数の各発光点毎にコリメートレンズに対してる距離を異なせて配置することで、各光ビームの焦点距離を異ならせることができる。 In the optical scanning device according to the eighth aspect, the focal lengths of the respective light beams can be made different by arranging the respective light emitting points of the light source at different distances with respect to the collimating lens.
そして、最適な光ビーム径の光ビームを射出する発光点を選択して射出し、主走査線上の光ビーム径を略一様とし、主走査線上の光ビーム径変化を補正する。 Then, the light emitting point for emitting the light beam having the optimum light beam diameter is selected and emitted, the light beam diameter on the main scanning line is made substantially uniform, and the change of the light beam diameter on the main scanning line is corrected.
以上説明したように本発明によれば、Fθレンズ等の走査結像光学系レンズ群が不要となるので、小型で低コストな光走査装置を提供できる。 As described above, according to the present invention, a scanning imaging optical system lens group such as an Fθ lens is not necessary, and thus a small and low-cost optical scanning device can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、本実施形態は、電子写真プロセスにより画像形成を行うレーザプリンタ,複写機、複合機等の画像形成装置に適用可能である。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present embodiment can be applied to an image forming apparatus such as a laser printer, a copying machine, or a multi-function machine that forms an image by an electrophotographic process.
図2に示すように、画像形成装置1は、用紙トレイ200、レジストローラ202、紙搬送路204、感光体ドラム38、中間転写ベルト222、定着装置240、光走査装置10、一次転写装置221、二次転写装置223、制御装置部500などを備えている。また、パソコンなどの外部装置から入力された画像データに基づき、制御装置部500が画像形成装置1全体を制御し、記録用紙Pに画像を形成する。
As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 1 includes a
図1は、画像形成装置1の要部を示している。図1に示すように、感光体ドラム38は回転軸方向に沿って細長い略円筒状をしている。(図1参照)そして、感光体ドラム38の長手方向(回転軸方向)が主走査方向Sとなり、感光体ドラム38の回転方向が副走査方向Fとなる。
FIG. 1 shows a main part of the image forming apparatus 1. As shown in FIG. 1, the
光走査装置10は、レーザ光Lを射出する光源として半導体レーザ12を備えている。半導体レーザ12は、図3に示す発光素子102が格子状に二次元配置された(4列×8行=32個)、マルチビーム光源としての面発光型のレーザアレイ100を内蔵している。レーザアレイ100の各発光素子102から射出された各レーザ光Lは、主走査方向S及び副走査方向Fにそれぞれ略均等な広がり角を持つビーム光となって光走査装置10から出射する。
The
レーザアレイ100の各発光素子102は、駆動時に略ガウシアン分布を有するレーザ光を発光する。そして、分解能をアップさせるために千鳥状に発光素子102を配置している。なお、図1では、判りやすくするため、1本のレーザ光Lのみを示している。
Each
図1に示すように、レーザ光Lの光路には、半導体レーザ12側から順に、コリメータレンズ14、スリット部材16、シリンドリカルレンズ18、ハーフミラー20が、配置されている。
As shown in FIG. 1, a
コリメータレンズ14は、レーザアレイ100との間隔がコリメータレンズ14の焦点距離と一致するように配置されている。これにより、コリメータレンズ14を透過したレーザ光Lは略平行光となる。コリメータレンズ14を透過したレーザ光Lは、スリット部材16のスリット16Aを通過し、スリット16Aの所定の断面形状によって整形される。そして、シリンドリカルレンズ18により、副走査方向Fにレーザ光Lが集光される。
The
ハーフミラー20は、シリンドリカルレンズ18を透過したレーザ光Lの全光量のうち、約30%を透過し、残りの約70%を回転多面鏡24に向かって反射する。
The
ハーフミラー20の裏面側は、主走査方向Sに沿って曲率を有し、シリンドリカルレンズとしての機能を備えている。よって、ハーフミラー20を透過したレーザ光Lは、副走査方向及び主走査方向にそれぞれ集光され、光量モニタ用のフォトダイオード22(以下、MPD22という)に所定の大きさの光スポットを形成して入射する。
The back side of the
一方、ハーフミラー20によって反射したレーザ光Lは、回転多面鏡24によって反射し、偏向走査される。なお、回転多面鏡24が走査する走査方向が前述した主走査方向Sである。回転多面鏡24によって反射されたレーザ光Lは、第一シリンドリカルミラー30、第二シリンドリカルミラー34で反射する。第一シリンドリカルミラー30、第二シリンドリカルミラー34は副走査方向Fに、レーザ光Lを収束させるための光学的なパワーを有する。
On the other hand, the laser beam L reflected by the
そして、図4に示すように、光走査装置10の光学箱11の防塵ガラス36から出射し、被走査体である感光体ドラム38上に結像し、主走査方向Sに走査する。
Then, as shown in FIG. 4, the light is emitted from the dust-
図1に示すように、回転多面鏡24は、略正多角柱形状に形成されており、その外周面が反射偏向面24aとなっている。また、回転多面鏡24には、回転軸にステッピングモータ等からなる駆動モータ(図示略)が連結されており、この駆動モータ(図示略)により、回転多面鏡24は、回転方向K(主走査方向)に略等角速度で回転する。すなわち、ハーフミラー20により反射されたレーザ光Lは、回転多面鏡24の反射偏向面24aにより反射され、主走査方向Sに等角速度で移動する。
As shown in FIG. 1, the
なお、回転多面鏡24の反射偏向面24aと感光体ドラム38の外周面とを略共役関係とし、回転多面鏡24の偏向方向のばらつき(反射偏向面24aの面倒れ等)により生じる感光体ドラム38上での副走査方向Fの位置ズレを補正している。
Note that the
また、コリメータレンズ14、シリンドリカルレンズ18、第一シリンドリカルミラー30、第二シリンドリカルミラー34の副走査方向Fの曲率は、感光体ドラム38上での副走査方向Fのレーザ光Lの間隔と、感光体ドラム38から数ミリ程度離れた位置でのレーザ光Lの間隔と、が互いに等しいテレセントリックな関係に設定している。
Further, the curvature in the sub-scanning direction F of the
感光体ドラム38は回転軸方向に沿って細長い略円筒状をし、外周面がレーザ光Lに感応する感光層(図示略)が形成されている。そして、帯電装置(図示略)によって一様に帯電される。
The
光走査装置10から射出されたレーザ光Lは、表面が一様に帯電した感光体ドラム38上に所定の光ビーム径の光スポットとして収束するとともに、感光体ドラム38上の直線状の主走査線SS上を主走査方向Sに走査する。
The laser beam L emitted from the
感光体ドラム38は、駆動機構(図示略)によって回転する(副走査方向Fに移動する)。そして、感光体ドラム38を回転(副走査方向Fに移動)させながら、前述したように主走査方向Sにレーザ光Lを走査することにより、感光体ドラム38上に2次元的な潜像が形成される。
The
図2に示すように、感光体ドラム38に形成された潜像は、現像器(図示略)によってトナー像となる。感光体ドラム38上に形成されたトナー像は、一次転写装置221によって中間転写ベルト222に転写された後、二次転写装置223によって記録用紙Pに転写される。トナー像が転写された記録用紙Pは、定着装置240によって記録用紙Pに定着した後、排紙トレイ(図示略)に排出される。
As shown in FIG. 2, the latent image formed on the
さて、図1に示すように、第一シリンドリカルミラー30の端部により感光体ドラム38への走査外へ反射されたレーザ光LLは、平面ミラー40によって反射され、シリンドリカルレンズ42に入射する。シリンドリカルレンズ42を透過したレーザ光LLは、同期センサ44に結像する。
As shown in FIG. 1, the laser beam LL reflected by the end portion of the first
そして、同期センサ44から出力されるSOS信号に基づいて、主走査方向Sの書き出しのタイミング、及び感光体ドラム38の回転(副走査方向Fへの移動)タイミングを決定する。
Based on the SOS signal output from the
さて、図5に示すように、回転多面鏡24で等角度走査されたレーザ光Lは、感光体ドラム38上(結像面上)では、主走査方向Sの走査速度が等速度で無いので、主走査方向Sに画像が伸縮する。具体的には、図5(B)で模式的に示しているように、中央部が遅く幅狭画像となり、両端部が速く幅広画像となる。また、光路長も異なるので、感光体ドラム38上の光ビーム径も異なる。具体的には、図5(A)に模式的に示しているように、中央部が小さく、両端部が大きくなる。よって、このままでは、入力された画像データに対し、歪んだ画像となり、正常な画像(入力された画像データと同等の画像)が形成されない。
As shown in FIG. 5, the laser beam L scanned at the same angle by the
このため、通常、図15に示すように、回転多面鏡1024と感光体ドラム1038との光路上に、Fθレンズ等の走査結像光学系レンズ群1000を配置し、補正している。なお、Fθレンズとは、回転多面鏡で等角度走査されたビームを結像面上で等速走査させる機能がある。像高をY,レンズの焦点距離をf,レンズへの入射角度をθとすると,Y=fθで表されることから「Fθレンズ」と命名されている。
For this reason, normally, as shown in FIG. 15, a scanning imaging optical
しかし、本実施形態の画像形成装置1の光走査装置10は、Fθレンズ等の走査結像光学系レンズ群を備えていない(図4と図15とを比較されたい)。
However, the
このため、以下の画像データの補正と制御とを行うことで、正常な画像(入力された画像データと略同等の画像)を形成している。以下にその説明をする。 Therefore, a normal image (an image substantially equivalent to the input image data) is formed by performing the following correction and control of the image data. This will be described below.
まず、感光体ドラム38上の主走査方向Sのレーザ光Lの走査速度が等速でないことによる主走査方向Sの画像の歪(主走査方向S伸縮)は、画像データを補正することで対応している。
First, image distortion in the main scanning direction S due to the scanning speed of the laser light L in the main scanning direction S on the
具体的には、特開2003−274143号公報に記載の画像補正技術(主走査方向全倍率補正)を用いている。下記に、この画像補正技術(主走査方向全倍率補正)を用いた、主走査方向Sの画像の歪(伸縮)の補正について説明する。また、以下の画像データの補正は、全て制御装置部500の制御部50(図10参照)によって行われる。
Specifically, the image correction technique (full-scanning direction full magnification correction) described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-274143 is used. Hereinafter, correction of distortion (expansion / contraction) of the image in the main scanning direction S using this image correction technique (correction of all magnifications in the main scanning direction) will be described. Further, the following correction of image data is all performed by the control unit 50 (see FIG. 10) of the
まず、感光体ドラム38のレーザ光Lの主走査方向Sの走査速度が等速度でないことによる出力画像の主走査線SS上の縮小、及び拡大を算出する。つぎに、メモリ502(図2参照)上の画像データに対し、補正用のデータを挿入するための座標(補正座標)及びデータを間引きする座標(補正座標)を算出する。
First, the reduction and enlargement of the output image on the main scanning line SS due to the scanning speed of the laser light L of the
更に、図6(A)に示すように、メモリ502から画像データを読み出す際に用いられるアドレスを制御し、上述のように算出された補正座標にデータを挿入、あるいは間引きする画像データを主走査方向Sに対して逆相の補正を行う。
Further, as shown in FIG. 6A, the address used when reading out the image data from the
そして、逆相の補正が加えられた画像データに基づいて、光走査装置10のレーザ光Lを制御して画像を形成することで、主走査方向Sの走査速度が一定でないことによる出力画像の主走査方向Sの歪(縮小及び、拡大)がキャンセルされた出力画像を得ることができる。
Then, based on the image data subjected to the reverse phase correction, the laser beam L of the
図6(A)は、前述したように、画像におけるデータの挿入・間引き位置を示す図である。しかしながら、このように主走査方向S上(主走査線SS上)の同じ位置に対して単純にデータの挿入を行うと、視覚的に目立ってしまう。また、主走査方向S上(主走査線SS上)の同じ位置に対して単純にデータの間引きを行うと、間引いた位置に細い直線が重なってしまったような場合には、この細い直線が消えて、画像の情報量が著しく減少してしまう。 FIG. 6A is a diagram showing data insertion / thinning positions in an image as described above. However, when data is simply inserted into the same position in the main scanning direction S (on the main scanning line SS) as described above, it becomes visually noticeable. In addition, when data thinning is simply performed on the same position in the main scanning direction S (on the main scanning line SS), if a thin line overlaps the thinned position, the thin line is It disappears and the amount of information in the image is significantly reduced.
したがって、実際の処理においては、図6(B)に示すように、あるいは、図示は省略するが、更にランダムな態様で、主走査線SSごとにデータの挿入・間引き操作が行われる位置を変更して分散することにより、上述したような不具合を解消している。 Therefore, in the actual processing, as shown in FIG. 6B, or although not shown, the position where the data insertion / thinning operation is performed is changed for each main scanning line SS in a more random manner. In this way, the above-mentioned problems are solved.
つぎに、感光体ドラム38上の主走査線SS上の光ビーム径を略一様とするための制御について説明する。
Next, control for making the light beam diameter on the main scanning line SS on the
図3に示すレーザアレイ100の各発光素子102毎に、感光体ドラム38上の光ビーム径を異ならせている。なお、この光ビーム径を異ならせる方法の詳細は後述する。また、以降、判りやすくするため、図3(C)に示す、発光素子102A、発光素子102B、発光素子102C、発光素子102Dの四つのみで説明する。
The light beam diameter on the
前述したように、発光素子102A、発光素子102B、発光素子102C、発光素子102Dから射出したレーザ光LA〜レーザ光LDは、回転多面鏡24の反射偏向面24aで偏向走査されたのち、感光体ドラム38上を主走査線上SSを走査する。
As described above, the laser light LA to laser light LD emitted from the
図7に示すように、感光体ドラム38の主走査方向Sの画像幅をエリア81〜エリア88の8つに分割し、それぞれ、発光素子102A、発光素子102B、発光素子102C、発光素子102Dから射出した各レーザ光LA,レーザ光LB,レーザ光LC,レーザ光LDが、各エリア81〜88で最適な光ビーム径としている
そして、図7(B)に示すように、点灯させる発光素子102A、発光素子102B、発光素子102C、発光素子102Dを選択する。換言すると、発光素子102Aから発光素子102Dへと、そして、発光素子102Dから発光素子102Aへと順番に点灯させて、主走査線上SSの光ビーム径を略一様にしている。
As shown in FIG. 7, the image width of the
例えば、主走査方向Sに1光ビーム径の細線を形成する場合は、図8に示すように、回転多面鏡24の反射偏向面24aの第四走査面で発光素子102Aを点灯、第三走査面で発光素子102Bを点灯、第二走査面で発光素子102Cを点灯、第一走査面で発光素子102Dを点灯、第一走査面で発光素子102Dを点灯、第二走査面で発光素子102Cを点灯、第三走査面で発光素子102Bを点灯、第四走査面で発光素子102Aを点灯させることで、略一様な線幅が形成される。
For example, when forming a thin line having a diameter of one light beam in the main scanning direction S, as shown in FIG. 8, the
なお、分割部分(各発光素子102A,102B,102C,102Dの点灯の切り替え部分)が視覚的に目立ってしまう場合がある。このような場合は、図9に示すように各レーザ光LA,レーザ光LB,レーザ光LC,レーザ光LDをオーバーラップさせることで、ディフェクト(副走査方向Fの筋)を目立たなくできる。
In some cases, the divided portions (lighting switching portions of the
つぎに、レーザ光LA〜レーザ光LDを、感光体ドラム38上の各エリア81〜88で最適な光ビーム径とする方法(光ビーム径を調整する方法)を説明する。
Next, a method for adjusting the laser beam LA to the laser beam LD to the optimum light beam diameter in each of the
まず、光ビーム径を変える第一の方法を説明する。 First, the first method for changing the light beam diameter will be described.
第一の方法は各発光素子102A,102B,102C,102Dの発光光量を調整し、光ビーム径を変えている。つまり、主走査方向Sの中央部分のエリアほど発光光量を大きくし、走査方向Sの両端部分のエリアほど発光光量を小さくし、光ビーム径を略一様としている。
The first method adjusts the amount of light emitted from each of the
図10は、画像形成装置1の制御装置部500の構成を示すブロック図であり、制御部50,検知部52,レーザ駆動回路60から構成されている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the
制御部50は、画像データを補正し、レーザ駆動回路60の同期回路61に画像データを出力する。更に、感光体ドラム上に形成された静電潜像の電位を検出する潜像電位センサであるESV(Electro−Static Voltage)センサ(図示略)の検知結果のMPD信号をレーザ駆動回路60の目標光量演算回路62に出力する。
The
検知部52は、同期センサ44(図1参照)の検知結果であるSOS信号を同期回路61に出力し、MPD22(図1参照)の検知結果であるMPD信号を目標光量演算回路62に出力する。
The
レーザ駆動回路60の目標光量演算回路62は、上述したMPD信号とESV信号を、同期回路54からの出力信号をタイミングの基準として、各発光素子102の光量を決定し、駆動電流を制御する電圧にフィードバックする光量制御回路64(以降、APC回路64と記す)に出力する。
The target light
一方、同期回路54は同期センサ44(図1参照)の検知結果であるSOS信号に基づいて、各発光素子102の設計上(図3の千鳥配置の間隔)の主走査方向Sの位置ズレする分を遅延させ、制御部50から送られた画像データとレーザ光LA〜レーザ光LDの同期を取り、シリアルデータとしてデータ変換器66にデータを出力する。
On the other hand, the synchronization circuit 54 is displaced in the main scanning direction S due to the design of each light emitting element 102 (interval of staggered arrangement in FIG. 3) based on the SOS signal that is the detection result of the synchronization sensor 44 (see FIG. 1). Minutes, the image data sent from the
データ変換器66は、シリアルデータとして入力された画像データを各発光素子102A、102B、102C、102Dに振り分け、APC回路64に出力する。
The
APC回路64は、入力された同期が取られた画像データと駆動電流48から決定された強度信号をレーザドライバ(LDD)68に入力し、各発光素子102A、102B、102C、102Dに設定された発光光量で各発光素子102A、102B、102C、102Dを点灯させることで、各エリア81〜88毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Sの光ビーム径を略一様としている。
The
つぎに、光ビーム径を変える第二の方法を説明する。 Next, a second method for changing the light beam diameter will be described.
第二の方法は、各発光素子102A,102B,102C,102Dの各レーザ光LA〜レーザ光LDの発光時間(点灯時間)を調整し、光ビーム径を変えている。つまり、主走査方向Sの中央部分のエリアほど発光時間を長くし、走査方向Sの両端部分のエリアほど発光時間を短くし、光ビーム径を略一様としている。
In the second method, the light beam diameter is changed by adjusting the light emission time (lighting time) of each laser beam LA to laser beam LD of each light emitting
図10のAPC回路64からLDD68へは、点線の矢印で示すように、各発光素子102A,102B,102C,102Dに設定された発光時間(点灯時間)で各発光素子102A、102B、102C、102Dを点灯させることで、各エリアで最適な光ビーム径とし、主走査方向Sの光ビーム径を略一様としている。
From the
つぎに、光ビーム径を変える第三の方法を説明する。 Next, a third method for changing the light beam diameter will be described.
図11に示すように、コリメータレンズ14(図1参照)と半導体レーザ12(図1参照)との間にプリズム15が配置されている。プリズム15は、レーザ光Lが通過する位置によって、感光体ドラム38までの光路長を変える。つまり、主走査方向Sの中央部分のエリアと両端部分のエリアとの光路長を略一致させることで、各エリア81〜88毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Sの光ビーム径を略一様としている。
As shown in FIG. 11, a
つぎに、光ビーム径を変える第四の方法を説明する。 Next, a fourth method for changing the light beam diameter will be described.
図12に示すように、レーザ光LA〜レーザ光LDが感光体ドラム38の法線Gに対して、角度θをもって入射するように、光走査装置10を配置することで、感光体ドラム38までの光路長を変えている。つまり、主走査方向Sの中央部分のエリアと両端部分のエリアとの光路長を略一致させることで、各エリア81〜88毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Sの光ビーム径を略一様としている。
As shown in FIG. 12, by arranging the
つぎに、光ビーム径を変える第五の方法を説明する。 Next, a fifth method for changing the light beam diameter will be described.
図16に示すように、コリメータレンズ14(図1参照)に対して、半導体レーザ12(図1参照)を傾斜させて固定し、各発光素子102A、102B、102C、102Dで、コリメータレンズ14までの距離を異ならせている。このように、コリメータレンズ14までの距離が異なると各レーザ光LA,LB,LC,LDの絞れる焦点距離を異ならせることができる。つまり、主走査方向Sの中央部分のエリアと両端部分のエリアとの光路長を略一致させることで、各エリア81〜88毎に最適な光ビーム径とし、主走査方向Sの光ビーム径を略一様としている。
As shown in FIG. 16, the semiconductor laser 12 (see FIG. 1) is tilted and fixed to the collimator lens 14 (see FIG. 1), and the
なお、上述した光ビーム径を変える第一から第五の方法を、二つ以上を組み合わせても良い。 Two or more of the first to fifth methods for changing the light beam diameter described above may be combined.
また、上述したように、判りやすくするため、便宜上、発光素子102A、発光素子102B、発光素子102C、発光素子102Dの四つのみで説明しているので、8つのエリア81〜88に分割しているが、実際は、最大64(32個×2)のエリアに分割できる。つまり、感光体ドラム38の主走査方向Sの光ビーム径がより略一様になる。
In addition, as described above, for the sake of simplicity, only four of the
また、上記実施形態では、分解能をアップさせるために(高解像度とするために)、図3に示すように、千鳥状に各発光素子102を配置していたが、図13、図14に示すように、一列に配列されていも良い。
In the above embodiment, the
つぎに、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
今まで説明したように、主走査方向Sの出力画像の伸縮を、特開2003−274143号公報に記載の画像補正技術(主走査方向全倍率補正)を用いて補正するとともに、各発光素子102から射出された各レーザ光Lの感光体ドラム38上の各エリア81〜88で最適となる光ビーム径に調整し、点灯させる発光素子102を選択して感光体ドラム38上の光ビーム径を略一様としている。
As described so far, the expansion and contraction of the output image in the main scanning direction S is corrected using the image correction technology (full magnification correction in the main scanning direction) described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-274143, and each light emitting
したがって、回転多面鏡24で等角度走査されたレーザ光Lを、Fθレンズなどの走査結像光学系レンズ群を設けることなく、画像データと略同一の正常な画像を形成することができる。つまり、高価で高精度に位置決する必要があるFθレンズなどの走査結像光学系レンズ群が無いので、小型で低価格な光走査装置10となっている。
Therefore, it is possible to form a normal image substantially the same as the image data without providing a scanning imaging optical system lens group such as an Fθ lens with the laser light L scanned at an equal angle by the
1 画像形成装置
10 光走査装置
14 コリメータレンズ(コリメートレンズ)
15 プリズム
24 回転多面鏡
50 制御部(補正手段)
81 エリア
82 エリア
83 エリア
84 エリア
85 エリア
86 エリア
87 エリア
88 エリア
100 レーザアレイ(光源)
102 発光素子(発光点)
500 制御装置部(選択手段、光ビーム径調整手段、制御手段)
L レーザ光(光ビーム)
S 主走査方向
SS 主走査線
P 記録用紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
15
81
102 Light emitting element (light emitting point)
500 Control unit (selection means, light beam diameter adjustment means, control means)
L Laser light (light beam)
S main scanning direction SS main scanning line
P Recording paper
Claims (8)
主走査方向の画像データにおける挿入・間引きを行う補正手段と、
複数の前記発光点の各々の光ビーム径を調整する光ビーム径調整手段と、
前記光源の少なくとも一つの前記発光点を選択する選択手段と、
前記被走査体上の位置に応じて、予め定めた前記発光点を選択するように選択手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device that scans a plurality of light beams emitted from a light source having a plurality of light emitting points onto a scanned object by a deflection unit,
Correction means for performing insertion / decimation in image data in the main scanning direction;
A light beam diameter adjusting means for adjusting a light beam diameter of each of the plurality of light emitting points;
Selecting means for selecting at least one light emitting point of the light source;
Control means for controlling the selection means so as to select the predetermined light emitting point according to the position on the scanned object;
An optical scanning device comprising:
前記光ビーム径調整手段は、前記エリア毎に光ビーム径を調整し、
前記制御手段は、前記各エリア毎に予め定めた前記発光点を選択するように選択手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 Dividing the object to be scanned into a plurality of areas in the main scanning direction;
The light beam diameter adjusting means adjusts the light beam diameter for each area,
The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the selection unit so as to select the predetermined light emitting point for each area.
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