JP2009066834A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置を備えた複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a laser beam printer, a facsimile machine, or a complex machine including an optical scanning device.
最近の複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置においては、電子情報を光情報に変換し、光情報を光走査装置で感光媒体上に潜像として固定し、固定された潜像をトナー等により現像して画像形成している。光走査装置は、光源、シリンドリカルレンズ、回転多面鏡等の偏向手段、結像レンズ、及びミラーなどを含む光学系からなり、光源からのビームをシリンドリカルレンズにより光束調整し、回転多面鏡によって偏向走査し、偏向されたビームを結像レンズ、ミラーなどにより感光媒体の感光面上に結像し静電潜像を形成するようになっている。 In recent electrophotographic image forming apparatuses such as a copying machine, a laser beam printer, a facsimile machine, or a complex machine thereof, electronic information is converted into optical information, and the optical information is hidden on a photosensitive medium by an optical scanning device. The image is fixed as an image, and the fixed latent image is developed with toner or the like to form an image. The optical scanning device comprises an optical system including a light source, a cylindrical lens, a deflecting means such as a rotating polygonal mirror, an imaging lens, and a mirror. The light beam from the light source is adjusted by the cylindrical lens and deflected and scanned by the rotating polygonal mirror. Then, the deflected beam is imaged on the photosensitive surface of the photosensitive medium by an imaging lens, a mirror or the like to form an electrostatic latent image.
一般に上記構成の画像形成装置においては、光源としてレーザダイオード(以下、LDと記す)が使用される。LDの発振は駆動電流に対し直ちに立ち上がらず、図2に示す様にLD毎に規定されている閾値まではLED発振されており、閾値を超えた範囲において駆動電流に対し線形にLD光強度が増加する特性(以下、IL特性と記す)を持っている。この様な発振特性を持つ故、低強度にてLD発振させた場合、閾値近傍で途端に光量の線形性が悪くなり、所望の光強度が得られないという問題がある。また、低強度においてはLDの動特性(ドループ特性)が悪い故、発振の時間応答性が悪いといった問題点もあげられる。 In general, in the image forming apparatus having the above configuration, a laser diode (hereinafter referred to as LD) is used as a light source. The oscillation of the LD does not rise immediately with respect to the drive current, and as shown in FIG. 2, the LED oscillates up to the threshold defined for each LD, and the LD light intensity is linear with respect to the drive current in the range exceeding the threshold. It has an increasing characteristic (hereinafter referred to as IL characteristic). Because of such oscillation characteristics, when LD oscillation is performed at a low intensity, there is a problem that the linearity of the light quantity is deteriorated in the vicinity of the threshold value, and a desired light intensity cannot be obtained. In addition, since the dynamic characteristics (droop characteristics) of the LD are poor at low strength, there is a problem that the time response of oscillation is poor.
これらの問題に対し、従来は特許文献1に記載の従来技術の様に、ハーフミラー等を用いてLD発振前のLED光を除去する光学系が主に知られている。しかし、ハーフミラーの様に光量の減衰率が一定である素子を用いると、温度変化に伴いIL特性が変化した場合、十分にLED光を除去できなかったり、また、LD交換時においてはハーフミラーも新たな光源の特性に合わせて交換する必要があり、汎用性に欠ける。 Conventionally, an optical system that removes LED light before LD oscillation using a half mirror or the like is conventionally known as a conventional technique described in Patent Document 1 for these problems. However, if an element with a constant light attenuation, such as a half mirror, is used, the LED light cannot be removed sufficiently when the IL characteristics change with temperature changes. However, it is necessary to replace the light source according to the characteristics of the new light source, and lacks versatility.
また、特許文献2に記載の従来技術の様に、液晶素子を用いてアクティブにLDの発光強度に変調をかける事例もある。しかし、この構成においては温度変動に伴いIL特性が変移し、液晶素子の透過率が変動した場合に、LDの出力強度と液晶素子の透過率の両方を制御する必要があり、液晶素子を採用したことによる周辺素子のコスト増加が懸念される。 There is also a case where the light emission intensity of the LD is actively modulated using a liquid crystal element as in the prior art described in Patent Document 2. However, in this configuration, when the IL characteristics change due to temperature fluctuations and the transmittance of the liquid crystal element fluctuates, it is necessary to control both the output intensity of the LD and the transmittance of the liquid crystal element. There is a concern about the increase in the cost of peripheral devices due to the above.
本発明は、以上に説明した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、外乱温度の上昇・低下や、また発光源を交換した場合においても、被走査面(感光体)上に所望の出力強度のビームを照射でき、低コストで良好な画像品質を維持することができる光走査装置を備え、従来技術に対し画像品質の向上を図ることができ、高速・高画質に対応した画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, and is desired on the surface to be scanned (photoreceptor) even when the disturbance temperature rises or falls and the light source is replaced. An optical scanning device that can irradiate a beam with a high output intensity and maintain good image quality at low cost, and can improve image quality compared to the conventional technology. An object is to provide a forming apparatus.
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第1の手段は、光源からのビームを偏向手段を含む光学系を介して感光媒体の感光面へ導き偏向走査する光走査装置を備え、該光走査装置により前記感光媒体の感光面に潜像を形成し、前記潜像を現像手段で可視化して画像を得る画像形成装置において、前記光源の光強度を一定に保つ光源駆動手段と、前記ビームの透過率を連続的に変化させる光量調整手段と、前記画像の濃度を検出する検出手段を有し、前記検出手段の出力に応じて前記ビームの光強度を可変することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following solutions.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device that guides a beam from a light source to a photosensitive surface of a photosensitive medium through an optical system including a deflecting unit, and deflects and scans the photosensitive surface of the photosensitive medium by the optical scanning device. In an image forming apparatus for forming a latent image on the surface and visualizing the latent image with a developing unit to obtain an image, a light source driving unit that keeps the light intensity of the light source constant, and a transmittance of the beam are continuously changed. It has a light amount adjusting means and a detecting means for detecting the density of the image, and the light intensity of the beam is varied according to the output of the detecting means.
本発明の第2の手段は、第1の手段の画像形成装置において、前記光量調整手段は液晶素子と偏光子により構成されることを特徴とする。
また、本発明の第3の手段は、第2の手段の画像形成装置において、前記液晶素子は前記ビームの直進方向に対し90°からずらして傾きを与えることを特徴とする。
さらに本発明の第4の手段は、第2または第3の手段の画像形成装置において、前記液晶素子は前記偏向方向に透過率を変化させるための複数電極を有すること特徴とする。
According to a second means of the present invention, in the image forming apparatus of the first means, the light amount adjusting means is composed of a liquid crystal element and a polarizer.
According to a third means of the present invention, in the image forming apparatus according to the second means, the liquid crystal element is inclined from 90 ° with respect to the straight traveling direction of the beam.
The fourth means of the present invention is the image forming apparatus of the second or third means, wherein the liquid crystal element has a plurality of electrodes for changing the transmittance in the deflection direction.
本発明の第5の手段は、第1の手段の画像形成装置において、前記光源と前記偏向手段との間にビームの透過率を連続的に変化させることができる、偏光子からなる光量調整手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の第6の手段は、第7の手段の画像形成装置において、前記光量調整手段は複数の偏光子から成り、前記偏光子のうち1枚は回転調整機構を有することを特徴とする。
According to a fifth means of the present invention, in the image forming apparatus of the first means, a light amount adjusting means comprising a polarizer capable of continuously changing a beam transmittance between the light source and the deflecting means. It is provided with.
According to a sixth means of the present invention, in the image forming apparatus of the seventh means, the light amount adjusting means comprises a plurality of polarizers, and one of the polarizers has a rotation adjusting mechanism. To do.
本発明の第7の手段は、第5の手段の画像形成装置において、前記光量調整手段は偏光子と位相子により構成され、前記偏光子は回転調整機構を有することを特徴とする。
また、本発明の第8の手段は、第6または第7の手段の画像形成装置において、前記偏光子の内一つは前記ビームの直進方向に対し90°からずらして傾きを与えることを特徴とする。
さらに本発明の第9の手段は、第1〜第8のいずれか1つの手段の画像形成装置において、前記光源は、複数の発光点を有し、偏光方向を揃えて配備することを特徴とする。
According to a seventh means of the present invention, in the image forming apparatus of the fifth means, the light amount adjusting means comprises a polarizer and a phase shifter, and the polarizer has a rotation adjusting mechanism.
According to an eighth means of the present invention, in the image forming apparatus of the sixth or seventh means, one of the polarizers is tilted from 90 ° with respect to the straight traveling direction of the beam. And
Furthermore, a ninth means of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to eighth means, wherein the light source has a plurality of light emitting points and is arranged with the polarization direction aligned. To do.
本発明の画像形成装置においては、第1〜第9のいずれか1つの手段の構成を有することにより、外乱温度の上昇・低下や、また発光源を交換した場合においても、被走査面である感光媒体の感光面上に所望の出力強度のビームを照射でき、低コストで良好な画像品質を維持することができるので、従来技術に対し画像品質の向上を図ることができ、高速・高画質に対応した画像形成装置を実現することができる。また、本発明においては、高速・高画質に対応し、従来技術に対して画像品質の向上および環境負荷の低減を図ることができる画像形成装置を実現することができる。 In the image forming apparatus according to the present invention, the configuration of any one of the first to ninth means allows the surface to be scanned even when the disturbance temperature rises or falls or the light source is replaced. A beam with a desired output intensity can be irradiated onto the photosensitive surface of a photosensitive medium, and good image quality can be maintained at a low cost. Therefore, image quality can be improved over conventional technology, and high speed and high image quality can be achieved. Can be realized. Further, according to the present invention, it is possible to realize an image forming apparatus that can cope with high speed and high image quality, and can improve image quality and reduce environmental burden compared to the prior art.
まず、本発明の技術思想を採り入れることができる光走査装置と、それを備えた画像形成装置の例を、図1及び図3を参照しながら説明する。
図1は本発明に係る光走査装置の一実施形態を示しており、図1の光走査装置において、符号1−1、1−2はそれぞれ光源であるレーザダイオード(以下、LDと記す)を、2−1、2−2はそれぞれカップリングレンズを、3はアパーチャを、4はシリンドリカルレンズを、5は偏向手段であるポリゴンミラーを、6は第1走査レンズを、7は第2走査レンズを、8は反射ミラーを、9は被走査面となる感光体ドラムを示している。
First, an example of an optical scanning apparatus that can adopt the technical idea of the present invention and an image forming apparatus including the optical scanning apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
FIG. 1 shows an embodiment of an optical scanning device according to the present invention. In the optical scanning device of FIG. 1, reference numerals 1-1 and 1-2 denote laser diodes (hereinafter referred to as LDs) as light sources. 2-1 and 2-2 are coupling lenses, 3 is an aperture, 4 is a cylindrical lens, 5 is a polygon mirror as a deflecting means, 6 is a first scanning lens, and 7 is a second scanning lens. 8 is a reflecting mirror, and 9 is a photosensitive drum serving as a surface to be scanned.
2つのLD1−1、1−2からはそれぞれ2つの光束が出射される。2つのLD1−1、1−2から出たそれぞれ2つの光束はカップリングレンズ2−1、2−2で後続の光学系にカップリングされ、アパーチャ3でビーム整形後、シリンドリカルレンズ4で副走査方向にのみ集光され、ポリゴンミラー5の反射点近傍で線像が形成される。ポリゴンミラー5は周面に周方向に一定間隔で数個の偏向反射面が形成されていて、駆動源である図示しないモータにより一定速度で高速回転駆動されることにより、光束を反射しつつ等角速度的に偏向する。ポリゴンミラー5で偏向された計4本の光束は第1走査レンズ6、第2走査レンズ7を透過し、さらには、反射ミラー8に反射されて、感光体ドラム9に導かれる。
Two light beams are emitted from the two LDs 1-1 and 1-2, respectively. The two light beams emitted from the two LDs 1-1 and 1-2 are coupled to the subsequent optical system by coupling lenses 2-1 and 2-2, shaped by the
第1走査レンズ6、第2走査レンズ7は走査光学系を構成していて、この走査光学系の結像機能およびfθ機能により、各光束は被走査面である感光体ドラム9の表面に集光されるとともに、感光体ドラム9の表面上をその回転軸方向に平行な方向(主走査方向と言う)に等速度的に走査される。2つのLD1−1、1−2から出射される各光束は画像信号によって変調され、感光体ドラム9の表面上には変調信号に応じて画像が書き込まれていき、静電潜像が形成される。
The first scanning lens 6 and the
図3は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を概略的に示している。この画像形成装置は、光走査装置120を有する画像形成部(プリンタ部)と、給紙部(給紙トレイ19等)を備えた画像形成装置本体100と、その上に設置された原稿画像の読み取り装置110から構成されており、複写機、プリンタの機能を備えている。また、通信回線やLAN等と接続することにより、ファクシミリ装置やデジタル複合機として機能させることができる。
FIG. 3 schematically shows an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus includes an image forming unit (printer unit) having an
図3において、画像形成装置本体100の画像形成部(プリンタ部)には、同じ構成の4つの作像ユニット(またはプロセスカートリッジ)が中間転写ベルト13に沿って並設されている。そして、各作像ユニットにおいて、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎に設けられたドラム形状の像担持体である。各感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kは、同一径であり、中間転写ベルト13に等間隔で圧接されている。
なお、この感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kの周囲近傍には、ドラム回転方向に沿って、帯電装置10Y,10M,10C,10K、現像装置11Y,11M,11C,11K、中間転写ベルト13、ドラムクリーニング装置12Y,12M,12C,12K、除電装置(不図示)が配設されている。
In FIG. 3, four image forming units (or process cartridges) having the same configuration are arranged in parallel along the
In the vicinity of the periphery of the
光走査装置120は、図1に示した構成の光走査装置を各感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kに対応させて4つ配設した構成があるが、この他、偏向手段であるポリゴンミラー5は共通に用い、4系統の光源や走査光学系を、ポリゴンミラー5の左右や、あるいは片側に配置し、1つのポリゴンミラー5で4系統のビームを偏向走査する構成等がある。
また、光走査装置120からの書き込み用の各レーザ光は、帯電装置10Y,10M,10C,10Kと現像装置11Y,11M,11C,11Kの間において各感光体ドラム9Y,9M,9C,9K上に照射される。
The
Further, each laser beam for writing from the
帯電装置10Y,10M,10C,10Kは、各色の感光体ドラム9Y,9M,9C,9K毎に非接触に配設されたローラ形状の装置であり、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kの表面を均一に帯電させる。帯電装置10Y,10M,10C,10Kにより帯電された感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kの表面に光走査装置120から書き込み用のレーザ光が照射されると、感光体ドラム9Y,9M,9C,9K上に各色に対応した静電潜像が形成される。
The
現像装置11Y,11M,11C,11Kは、各感光体ドラム9に現像ローラを接触させて配設された装置であり、各色対応の感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kに対応した色のトナー(現像剤)を保持する。作像時には、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kにトナーを供給し、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kに形成された静電潜像を現像する。静電潜像は、各色のトナーで現像されることにより各色のトナー像となる。
The developing
ドラムクリーニング装置12Y,12M,12C,12Kは、各感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kにブレード(クリーニングブレード)(あるいはブラシローラ等)を接触させて配設された装置であり、中間転写ベルト13へのトナー像の転写後に感光体ドラム9Y,9M,9C,9K上に残留している残留トナー・紙片等を除去・回収し、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kの表面をクリーニングする。また、ドラムクリーニング装置12Y,12M,12C,12Kと帯電装置10Y,10M,10C,10Kの間には不図示の除電装置が設けられている。除電装置は、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kの表面を除電する。
The
中間転写ベルト13は、各感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kの表面に形成された各色のトナー像を順次重ね合わせて転写するための無端ベルトである。各色のトナー像が順次重ね合わせられることで中間転写ベルト13上にはフルカラー画像が形成される。
光学センサ14は、中間転写ベルト13に非接触に配設された装置であり、画像形成装置100のメンテナンス用のテストパターンとして形成されるトナーパターンの検出を行う。具体的には、『プロセスコントロール用パターン』、『色合わせ用パターン』などのことである。これらのトナーパターンについては、後で詳述する。
The
The
転写ベルトクリーニング装置15は、中間転写ベルト13にブレード(クリーニングブレード)等を接触させて配設された装置であり、給紙される記録紙へのトナー像の転写後に中間転写ベルト13上に残留している残留トナー、あるいは、トナーパターンを除去・回収し、中間転写ベルト13の表面をクリーニングする。
The transfer
転写ローラ16は、中間転写ベルト13上に形成されたカラー画像を、給紙トレイ19から搬送される記録紙上に転写する。定着装置17は、記録紙上に転写されたカラー画像を記録紙に熱定着させる。給紙ローラ18は、記録紙を給紙する。給紙トレイ19は、記録紙を記録紙サイズ毎に格納する。排紙ローラ20は、カラー画像の熱定着された記録紙を画像形成装置100の機外に排紙する。排紙トレイ21は、排紙された記録紙を載せるためのトレイである。
The
なお、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kは、すべて同一の方向に回転する。また、中間転写ベルト13は、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kの回転方向とは逆の回転方向で移動し、転写ローラ16は中間転写ベルト13とは逆の回転方向(感光体ドラム9と同一の回転方向)で回転する。図3では、感光体ドラム9Y,9M,9C,9Kおよび転写ローラ16は反時計回りに回転し、中間転写ベルト13は時計回りに回転する。
The
次に、本実施形態の画像形成装置においてメンテナンス用のテストパターンとして形成される「プロセスコントロール用パターン」について説明する。プロセスコントロール用パターンは、画像濃度を調整する為に用いるパターンであり、その一例を図4に示す。図4に示すように中間転写ベルト13の搬送方向に沿って、各色ごとに濃度を段階的に異ならせた(段階的に濃度を上げた)矩形のパッチが形成されている。なお、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のパッチが重なることがないように列を異ならせて形成される。このプロセスコントロール用のパターンは、主走査カウンタ及び副走査カウンタに基づいて、主走査開始位置〜主走査終了位置/副走査開始位置〜副走査終了位置を設定することで得ることができる。
Next, a “process control pattern” formed as a test pattern for maintenance in the image forming apparatus of the present embodiment will be described. The process control pattern is a pattern used for adjusting the image density, and an example thereof is shown in FIG. As shown in FIG. 4, rectangular patches are formed along the conveyance direction of the
次に上記のような構成の光走査装置および画像形成装置において、本発明では、光走査装置のLD光源1(1−1,1−2)と偏向手段であるポリゴンミラー5との間、またはポリゴンミラー5と被走査面である感光体9との間に、ビームの透過率を連続的に変化させることができる光量調整手段を備えた構成としたものである。以下、本発明に係る光量調整手段の実施例の詳細を以下に示す。
Next, in the optical scanning device and the image forming apparatus configured as described above, in the present invention, between the LD light source 1 (1-1, 1-2) of the optical scanning device and the polygon mirror 5 that is a deflection unit, or A light amount adjusting means capable of continuously changing the transmittance of the beam is provided between the polygon mirror 5 and the
[実施例1:偏光子と液晶素子により光量調整する場合]
本実施例では光量調整手段を偏光子(偏向板)と液晶素子により構成したものであり、図5は光量調整手段として、ネマチック液晶によるTN(ツイストネマチック)モードを利用する実施例を示したものである。図示しないLD光源側からのビームに対して、ガラス基板22、ITO(透明電極)23、配向膜24、液晶25、配向膜24、ITO23、ガラス基板22、偏光板27と順に配置されている。ガラス基板22は白板ガラスや、BK7(ショット社製)など、透光性の高いものが利用できる。ITO23を成膜したガラス基板22に配向膜をスピンコートで塗布し、焼成することで成膜される。配向膜24は例えば、JSR社製のAL3046を使用することが出来る。また、ギャップ材26などを使って所定のセルギャップを与える。液晶にはチッソ社製ZLI−4792(波長680nmでΔn=0.095)を用いた。ギャップ材26は直径6.2μmのものを使用する。偏光板27はサンリツ社のLLC2−8218を用いる。
[Example 1: When the light amount is adjusted by a polarizer and a liquid crystal element]
In this embodiment, the light amount adjusting means is constituted by a polarizer (deflecting plate) and a liquid crystal element, and FIG. 5 shows an embodiment using a TN (twisted nematic) mode by nematic liquid crystal as the light amount adjusting means. It is. A
ビームの偏光面は副走査方向に平行とする。LD側のラビング方位は主走査方向とし、出射側基板上のラビング方位は副走査方向とする。したがって、液晶25のツイスト角は90°とする。偏光板27の透過軸は主走査方向に平行とする。両ITO23間の電圧差が0のときには出射側ガラス基板内では主走査方向に振動するほぼ直線偏光で偏光板27を効率良く(入射光量の約82%で)透過する。例えば透過率を下げたいときには所定の電圧差を印加する。例えば1/10にする場合には3Vの印加電圧を与えると入射光の約8.2%が透過される(仮に、入射偏光と出射光の偏光が平行であることが望ましい場合には、出射側ガラス板22と偏光板27との間にλ/2板を配置し、λ/2板の遅相軸を主走査方向に対して45°傾け、かつ、偏光板の透過軸を副走査方向に平行とすればよい)。
The plane of polarization of the beam is parallel to the sub-scanning direction. The rubbing direction on the LD side is the main scanning direction, and the rubbing direction on the emission side substrate is the sub-scanning direction. Therefore, the twist angle of the
この様に液晶25の印加電圧を制御することにより、任意の透過率を実現することができる。これにより図2に示したIL特性を持つLD光源1においても、LDが安定して発振する光強度において、透過率を変化させることで光強度(画像濃度)を制御することができる。ただし、液晶25は温度変化または液晶分子の状態変化によって透過率が変動する場合がある。また、LDも温度変化によってIL特性が変動する場合ある。この様な場合においては、上記に示したプロセスコントロール用パターンから濃度検出手段(光学センサ14)で各パターンの画像濃度を検出し、光源駆動手段(LD駆動回路)によりLD駆動電流を固定し、光量調整手段の液晶印加電圧を微調整することにより、所望の光強度が得られる様にする。図6はその検出・制御系のブロック図であり、画像の濃度を検出する濃度検出手段(光学センサ14)を有し、検出手段の出力に応じて光量調整手段でビームの光強度を可変する検出・制御系の一例を示している。本構成を採用することにより、従来技術に対し制御するパラメータを減らし、効率的に所望の光強度が得られる様になる。
By controlling the voltage applied to the
一般にLDを光源とする画像形成装置においては、感光体上に潜像を作る為に必要な光強度に対し、LDの発光能力が十分に高い場合が多い。よって安定してLDを発振させる為には高強度で出力する場合が多い。しかし、高強度発振時の問題として、光量調整素子(本実施例の場合は液晶素子)における戻り光があげられる。そこで本実施例では液晶素子全体を前記ビームの直進方向から90°ずらして傾きを与えることにより、液晶素子における戻り光を防ぐ構造をとっている。 In general, in an image forming apparatus using an LD as a light source, the light emission capability of the LD is often sufficiently high with respect to the light intensity necessary for forming a latent image on a photoconductor. Therefore, in order to oscillate the LD stably, there are many cases of outputting with high intensity. However, as a problem at the time of high intensity oscillation, there is a return light in the light amount adjusting element (in the present embodiment, a liquid crystal element). Therefore, in this embodiment, the entire liquid crystal element is shifted by 90 ° from the straight traveling direction of the beam to give an inclination, thereby preventing the return light in the liquid crystal element.
さらに液晶25は図7に示す様に、主走査方向に複数の電極28を有し、主走査方向の透過率を異ならせる構造を取っても良い。複数ビームを有し、一つの液晶素子を用いて各々の光強度を制御する時には、この構造を取ると良い。また、単一光源に対してもポリゴンミラー5から感光体ドラム9の間に図7の構造を取り入れることにより、シリンドリカルレンズ4、ポリゴンミラー5、走査レンズ6,7、反射ミラー8による像高間(主走査方向)の強度ムラ(シェーディング)を抑えることができる。例えば、感光体上で像高端のビーム強度が像高中央部の強度に比べ弱い場合は、液晶25の主走査方向端の透過率を上げるか、中央部の透過率を下げることで、像高間の光強度を統一することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the
[実施例2:複数の偏光子により光量調整する場合]
次に本実施例では光量調整手段を複数の偏光子(偏向板)により構成したものであり、図8は固定した偏光板29と回転調整機構付き偏光板30を搭載した場合の実施例である。
図8に示すように、光量調整手段は、モータ31等の回転調整機構付き偏光板30と固定の偏光板29からなり、図示しないLD光源からのビームの入射偏光は紙面に平行とする。また、固定の偏光板29の透過軸は紙面に平行とする。
[Example 2: When adjusting the amount of light with a plurality of polarizers]
Next, in this embodiment, the light amount adjusting means is constituted by a plurality of polarizers (deflecting plates), and FIG. 8 shows an embodiment in which a fixed
As shown in FIG. 8, the light amount adjusting means includes a
本実施例の光量調整手段の最大光利用効率は、偏光板30の透過軸が紙面に平行なときで、平行透過率70%の偏光板を用いたときは約50%(=70%×70%)となる。また、光量を例えば最大光量の1/10(光利用効率5%)にする場合には、偏光板30の回転角をcos−1(1/10)=84.3°とする。偏光板の温度による依存性は、前記の実施例1の液晶素子に比べて十分に小さい為、濃度調整の際は、図6と同様の検出・制御系を用い、プロセスコントロール用パターンの濃度検出結果から、偏光板30の回転角度をモータ31で微調整することで、光強度を調整することができる。さらに実施例1と同様に、偏光板30を前記ビームの直進方向から90°ずらして傾きを与えることにより、偏光板における戻り光を防ぐことができる。
The maximum light utilization efficiency of the light amount adjusting means of this embodiment is about 50% (= 70% × 70) when the transmission axis of the
[実施例3:偏光子と位相子により光量調整する場合]
次に本実施例では光量調整手段を偏光子(偏向板)と位相子(位相差板)により構成したものであり、図9(a)は、固定した位相差板33に、モータ34等の回転調整機構付き偏光板32を搭載した場合の実施例である。
光走査光学系でポリゴンミラー5までに円偏光にする必要がある場合には本実施例の構成が好ましい。円偏光を用いることにより、走査レンズ6、7による戻り光を防ぐことができる。偏光板32と位相差板(例えばλ/4板)33は一体化(接着)されており、モータ34によって回転調整される。また、λ/4板33の遅相軸(光軸)は、図9(b)に示すように、偏光板32の透過軸に対して45°傾けられている。また、偏向板32に入射される光の偏光は紙面に平行とする。偏光板32の透過軸に平行な成分が透過され、λ/4板33で円偏光化される。
[Example 3: When the light amount is adjusted by a polarizer and a phase shifter]
Next, in this embodiment, the light amount adjusting means is constituted by a polarizer (deflection plate) and a phaser (phase difference plate). FIG. 9A shows a fixed
When it is necessary to make circularly polarized light up to the polygon mirror 5 in the optical scanning optical system, the configuration of this embodiment is preferable. By using circularly polarized light, return light from the
本構成での最大光利用効率は偏光板32の平行透過率でほぼ決まる。平行透過率70%の偏光板を用いると、最大効率はほぼ70%となる。この光量を1/10にするにはλ/4板33付き偏光板32を84.3°回転させる。濃度調整の際は、実施例2と同様に、図6と同様の検出・制御系を用い、プロセスコントロール用パターンの濃度検出結果から、偏光板32の回転角をモータ34により微調整して光強度を調整することで行う。さらに偏光板32を前記ビームの直進方向から90°ずらして傾きを与えることで、偏光板32における戻り光を防ぐことができる。
The maximum light utilization efficiency in this configuration is substantially determined by the parallel transmittance of the
なお、実施例2,3に関しては、単一光源のみならず、複数光源、または複数ビームを発光する光源においても、各ビームの偏光方向を揃えて配備することで成立する。 The second and third embodiments can be realized by arranging not only a single light source but also a plurality of light sources or a light source that emits a plurality of beams so that the polarization directions of the respective beams are aligned.
以上説明したように、本発明の光走査装置を備えた画像形成装置においては、実施例1〜3のいずれかの構成の光量調整手段を有することにより、外乱温度の上昇・低下や、また発光源を交換した場合においても、被走査面である感光体9の感光面上に所望の出力強度のビームを照射することができ、低コストで良好な画像品質を維持することができる。
そして、本発明の画像形成装置においては、実施例1〜3のいずれかの構成の光量調整手段を有する光走査装置を備えたことにより、従来技術に対し画像品質の向上を図ることができ、高速・高画質に対応した画像形成装置を実現することができる。また、本発明においては、高速・高画質に対応し、従来技術に対して画像品質の向上および環境負荷の低減を図ることができる。
As described above, the image forming apparatus provided with the optical scanning device of the present invention has the light amount adjusting means having any one of the configurations of the first to third embodiments, thereby increasing or decreasing the disturbance temperature or emitting light. Even when the source is replaced, a beam having a desired output intensity can be irradiated onto the photosensitive surface of the
And in the image forming apparatus of the present invention, by providing the optical scanning device having the light amount adjusting means of any configuration of the first to third embodiments, it is possible to improve the image quality over the prior art, An image forming apparatus corresponding to high speed and high image quality can be realized. In the present invention, it is possible to cope with high speed and high image quality, and to improve the image quality and reduce the environmental load compared to the prior art.
1(1−1,1−2):LD(光源)
2(2−1,2−2):カップリングレンズ
3:アパーチャ
4:シリンドリカルレンズ
5:ポリゴンミラー(偏向手段)
6:第1走査レンズ
7:第2走査レンズ
8:反射ミラー
9(9Y,9M,9C,9K):感光体ドラム
10Y,10M,10C,10K:帯電装置
11Y,11M,11C,11K:現像装置
12Y,12M,12C,12K:ドラムクリーニング装置
13:中間転写ベルト
14:光学センサ
16:転写ローラ
17:定着装置
18:給紙ローラ
19:給紙トレイ
20:排紙ローラ
21:排紙トレイ
22:ガラス基板
23:ITO(透明電極)
24:配向膜
25:液晶
26:ギャップ材
27:偏光板(偏光子)
28:複数の電極
29:固定の偏光板(偏光子)
30:回転調整機構付き偏光板(偏光子)
31:モータ(回転調整機構)
32:回転調整機構付き偏光板(偏光子)
33:位相差板(位相子)
34:モータ(回転調整機構)
100:画像形成装置本体
110:読み取り装置
120:光走査装置
1 (1-1, 1-2): LD (light source)
2 (2-1, 2-2): Coupling lens 3: Aperture 4: Cylindrical lens 5: Polygon mirror (deflection means)
6: first scanning lens 7: second scanning lens 8: reflection mirror 9 (9Y, 9M, 9C, 9K):
24: Alignment film 25: Liquid crystal 26: Gap material 27: Polarizing plate (polarizer)
28: Multiple electrodes 29: Fixed polarizing plate (polarizer)
30: Polarizing plate with a rotation adjustment mechanism (polarizer)
31: Motor (rotation adjustment mechanism)
32: Polarizing plate with a rotation adjustment mechanism (polarizer)
33: Retardation plate (phaser)
34: Motor (rotation adjustment mechanism)
100: Image forming apparatus body 110: Reading apparatus 120: Optical scanning apparatus
Claims (9)
前記光源の光強度を一定に保つ光源駆動手段と、前記ビームの透過率を連続的に変化させる光量調整手段と、前記画像の濃度を検出する検出手段を有し、前記検出手段の出力に応じて前記ビームの光強度を可変することを特徴とする画像形成装置。 An optical scanning device that guides a beam from a light source to a photosensitive surface of a photosensitive medium through an optical system including a deflecting unit and performs deflection scanning, and forms a latent image on the photosensitive surface of the photosensitive medium by the optical scanning device; In an image forming apparatus that obtains an image by visualizing the image with a developing unit,
A light source driving means for keeping the light intensity of the light source constant, a light amount adjusting means for continuously changing the transmittance of the beam, and a detecting means for detecting the density of the image, and according to the output of the detecting means An image forming apparatus characterized in that the light intensity of the beam is varied.
前記光量調整手段は液晶素子と偏光子により構成されることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the light amount adjusting means includes a liquid crystal element and a polarizer.
前記液晶素子は前記ビームの直進方向に対し90°からずらして傾きを与えることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid crystal element is tilted by shifting from 90 ° with respect to a straight traveling direction of the beam.
前記液晶素子は前記偏向方向に透過率を変化させるための複数電極を有すること特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2 or 3,
The image forming apparatus, wherein the liquid crystal element has a plurality of electrodes for changing transmittance in the deflection direction.
前記光源と前記偏向手段との間にビームの透過率を連続的に変化させることができる、偏光子からなる光量調整手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus, comprising: a light amount adjusting unit made of a polarizer capable of continuously changing a beam transmittance between the light source and the deflecting unit.
前記光量調整手段は複数の偏光子から成り、前記偏光子のうち1枚は回転調整機構を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the light amount adjusting unit includes a plurality of polarizers, and one of the polarizers has a rotation adjusting mechanism.
前記光量調整手段は偏光子と位相子により構成され、前記偏光子は回転調整機構を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the light amount adjusting unit includes a polarizer and a phase shifter, and the polarizer has a rotation adjusting mechanism.
前記偏光子の内一つは前記ビームの直進方向に対し90°からずらして傾きを与えることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6 or 7,
An image forming apparatus according to claim 1, wherein one of the polarizers is tilted by shifting from 90 ° with respect to a straight traveling direction of the beam.
前記光源は、複数の発光点を有し、偏光方向を揃えて配備することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the light source has a plurality of light emitting points and is arranged with the polarization direction aligned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007236271A JP2009066834A (en) | 2007-09-12 | 2007-09-12 | Image forming device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7813020B2 (en) | 2007-04-19 | 2010-10-12 | Ricoh Company, Ltd. | Hydrodynamic bearing unit, and optical deflector, optical scanner and image forming apparatus using the same |
JP2015079213A (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社リコー | Optical scanner and image forming apparatus |
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2007
- 2007-09-12 JP JP2007236271A patent/JP2009066834A/en active Pending
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