JP2009069272A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably and precisely detect misalignment of a luminous flux condensed on a face to be scanned in a subscanning direction. <P>SOLUTION: A portion of the luminous flux which is deflected with a polygon mirror 13, passing through a scanning optical system and not used for image formation is made incident to a synchronization detection sensor 18 via two synchronization detection mirrors (19a and 19b) as a luminous flux for synchronization detection. Thus, the difference in the number of the mirror faces through which the luminous flux directed from the polygon mirror 13 to a photoreceptor drum 1030 passes and the number of the mirror faces through which the luminous flux directed from the polygon mirror 13 to the synchronization detection sensor 18 passes is two. Thus, when the housing 21 is deformed due to the heat generation at the polygon mirror 13 or the like, even when the tilt angle and the position of the respective synchronization detection mirrors are changed, the subscanning misalignment is precisely detected. Accordingly, the misalignment in the subscanning direction of the luminous flux condensed on the surface of the photoreceptor drum 1030 is stably and precisely detected. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光束により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning apparatus that scans a surface to be scanned with a light beam and an image forming apparatus including the optical scanning apparatus.

電子写真の画像記録では、レーザ光を用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光体ドラムの軸方向に偏向器(例えば、ポリゴンミラー)を用いてレーザ光を走査しつつ、感光体ドラムを回転させ潜像を形成する方法が一般的である。   In electrophotographic image recording, an image forming apparatus using a laser beam is widely used. In this case, the image forming apparatus includes an optical scanning device, and scans the laser beam using a deflector (for example, a polygon mirror) in the axial direction of the photosensitive drum, and rotates the photosensitive drum to form a latent image. Is common.

感光体ドラム上を走査するレーザ光は、温度変化等により副走査方向に位置ずれを生じることがある。そこで、ビーム検知素子などを用いて位置ずれを検出し、その検出結果に基づいて、位置ずれを小さくするフィードバック補正方式が提案されている。   The laser beam that scans the photosensitive drum may be displaced in the sub-scanning direction due to a temperature change or the like. Therefore, a feedback correction method has been proposed in which a positional deviation is detected using a beam detection element or the like, and the positional deviation is reduced based on the detection result.

例えば、特許文献1には、光ビームを発生させる光源と、該光源からの光ビームを偏向させ走査する光偏向手段と、光ビームを略等速に走査させる走査光学系とを備えた光走査装置において、複数のセンサを並べて配置し、少なくとも2つの互いに対向する辺縁が平行で直線をなし、各々のセンサの対向する辺縁のうち少なくとも一方の辺は主走査方向と非平行な角度を持って配置した複数光ビームの位置を検出する光ビーム位置検出手段と、光ビーム位置検出手段からのビーム位置検出信号に基づいて副走査方向の走査位置を検出する副走査位置検出手段と、副走査位置検出手段で検出した副走査の走査位置が規定の位置からずれていた場合に副走査方向の走査位置を制御して、規定の走査位置に戻す走査位置制御手段と、を具備する光走査装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses an optical scanning including a light source that generates a light beam, a light deflecting unit that deflects and scans the light beam from the light source, and a scanning optical system that scans the light beam at a substantially constant speed. In the apparatus, a plurality of sensors are arranged side by side, at least two opposite edges are parallel and form a straight line, and at least one of the opposite edges of each sensor has an angle that is not parallel to the main scanning direction. A light beam position detecting means for detecting the positions of the plurality of light beams arranged, a sub scanning position detecting means for detecting a scanning position in the sub scanning direction based on a beam position detection signal from the light beam position detecting means, A scanning position control means for controlling the scanning position in the sub-scanning direction and returning the scanning position to the prescribed scanning position when the scanning position of the sub-scan detected by the scanning position detection means deviates from the prescribed position. Apparatus is disclosed.

特開2005−62597号公報JP 2005-62597 A

ところで、偏向器、走査光学系、ビーム検知素子、ビーム検知素子にレーザ光を導くための検知用ミラーなどは、ハウジング内の所定位置に収容されている。このハウジングは、稼動中に偏向器から発生する熱によって変形することがある。このとき、ハウジング内に配置されている検知用ミラーの姿勢も変化すると、ビーム検知素子での検出結果に誤差を生じ、その結果、正確なフィードバック補正ができなくなるおそれがあった。   Incidentally, a deflector, a scanning optical system, a beam detection element, a detection mirror for guiding laser light to the beam detection element, and the like are accommodated in predetermined positions in the housing. The housing may be deformed by heat generated from the deflector during operation. At this time, if the attitude of the detection mirror disposed in the housing also changes, an error occurs in the detection result of the beam detection element, and as a result, accurate feedback correction may not be possible.

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを安定して精度良く検出することができる光走査装置を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is light that can stably and accurately detect a positional deviation of a light beam condensed on a surface to be scanned in the sub-scanning direction. It is to provide a scanning device.

また、本発明の第2の目的は、高品質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of stably forming a high quality image.

本発明は、第1の観点からすると、光束により被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、光源と;前記光源からの光束を偏向する偏向器と;少なくとも1つのミラー面を有し、前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と;前記被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを検出するためのビーム検知センサと;前記光源、前記偏向器、前記走査光学系、及び前記ビーム検知センサのそれぞれを所定の位置関係で配置するハウジングと;を備え、前記偏向器から前記被走査面に向かう光束が介するミラー面の数と、前記偏向器から前記ビーム検知センサに向かう光束が介するミラー面の数との差は、0枚あるいは偶数枚であることを特徴とする第1の光走査装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device that scans a surface to be scanned in a main scanning direction with a light beam, a light source; a deflector that deflects the light beam from the light source; and at least one mirror surface A scanning optical system for condensing the light beam deflected by the deflector on the surface to be scanned; and for detecting a positional deviation of the light beam condensed on the surface to be scanned in the sub-scanning direction. A beam detection sensor; and a housing in which each of the light source, the deflector, the scanning optical system, and the beam detection sensor is arranged in a predetermined positional relationship, and a light beam traveling from the deflector toward the scanned surface. The first optical scanning device is characterized in that the difference between the number of mirror surfaces interposed and the number of mirror surfaces through which the light beam traveling from the deflector toward the beam detection sensor passes is zero or an even number.

本発明は、第2の観点からすると、光束により被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、光源と;前記光源からの光束を偏向する偏向器と;複数のミラー面を有し、前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と;前記被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを検出するためのビーム検知センサと;前記走査光学系の複数のミラー面のうち、光学的に前記被走査面に最も近い位置に配置されたミラー面で反射された光束を前記ビーム検知センサに導くビーム検知光学系と;前記光源、前記偏向器、前記走査光学系、及び前記ビーム検知センサのそれぞれを所定の位置関係で配置するハウジングと;を備え、前記ビーム検知光学系は、偶数枚のミラー面を有することを特徴とする第2の光走査装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device that scans a surface to be scanned in a main scanning direction with a light beam, a light source; a deflector that deflects the light beam from the light source; and a plurality of mirror surfaces. A scanning optical system for condensing the light beam deflected by the deflector on the surface to be scanned; and a beam for detecting a positional deviation of the light beam collected on the surface to be scanned in the sub-scanning direction. A detection sensor; and a beam detection optical system that guides, to the beam detection sensor, a light beam reflected by a mirror surface that is optically closest to the scanned surface among a plurality of mirror surfaces of the scanning optical system. A housing in which each of the light source, the deflector, the scanning optical system, and the beam detection sensor is arranged in a predetermined positional relationship, and the beam detection optical system has an even number of mirror surfaces. Characteristic second A scanning device.

第1あるいは第2の光走査装置によれば、ミラー面の数を規定しているため、稼動中に偏向器から発生する熱によってハウジングが変形したときに、ミラー面の傾き角及び位置が変化しても、被走査面上に集光される光束の副走査方向の位置ずれを精度良く検出することができる。従って、被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを安定して精度良く検出することが可能となる。   According to the first or second optical scanning device, since the number of mirror surfaces is regulated, the tilt angle and position of the mirror surface change when the housing is deformed by heat generated from the deflector during operation. Even in this case, it is possible to accurately detect the positional deviation in the sub-scanning direction of the light beam condensed on the surface to be scanned. Accordingly, it is possible to stably detect the positional deviation in the sub-scanning direction of the light beam condensed on the surface to be scanned.

本発明は、第3の観点からすると、少なくとも1つの像担持体と;前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも1つの本発明の光走査装置と;を備える画像形成装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided at least one image carrier; and at least one optical scanning device according to the invention that scans a light beam including image information on the at least one image carrier. An image forming apparatus provided.

これによれば、少なくとも1つの本発明の光走査装置を備えているため、結果として高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   According to this, since at least one optical scanning device of the present invention is provided, as a result, a high-quality image can be stably formed.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図19に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ1000の概略構成が示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 1000 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

このレーザプリンタ1000は、光走査装置1010、感光体ドラム1030、帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034、クリーニングブレード1035、トナーカートリッジ1036、給紙コロ1037、給紙トレイ1038、レジストローラ対1039、定着ローラ1041、排紙ローラ1042、排紙トレイ1043、通信制御装置1050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置1060などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体1044の中の所定位置に収容されている。   The laser printer 1000 includes an optical scanning device 1010, a photosensitive drum 1030, a charging charger 1031, a developing roller 1032, a transfer charger 1033, a static elimination unit 1034, a cleaning blade 1035, a toner cartridge 1036, a paper supply roller 1037, a paper supply tray 1038, A registration roller pair 1039, a fixing roller 1041, a paper discharge roller 1042, a paper discharge tray 1043, a communication control device 1050, a printer control device 1060 that comprehensively controls the above-described units, and the like are provided. These are housed in predetermined positions in the printer housing 1044.

通信制御装置1050は、ネットワークなどを介した外部機器との双方向の通信を制御する。   The communication control device 1050 controls bidirectional communication with an external device via a network or the like.

感光体ドラム1030は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム1030の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム1030は、図1における矢印方向に回転するようになっている。   The photosensitive drum 1030 is a cylindrical member, and a photosensitive layer is formed on the surface thereof. That is, the surface of the photoconductor drum 1030 is a scanned surface. The photosensitive drum 1030 rotates in the direction of the arrow in FIG.

帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034及びクリーニングブレード1035は、それぞれ感光体ドラム1030の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム1030の回転方向に沿って、帯電チャージャ1031→現像ローラ1032→転写チャージャ1033→除電ユニット1034→クリーニングブレード1035の順に配置されている。   The charging charger 1031, the developing roller 1032, the transfer charger 1033, the charge removal unit 1034, and the cleaning blade 1035 are each arranged in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 1030. Then, along the rotation direction of the photosensitive drum 1030, the charging charger 1031 → the developing roller 1032 → the transfer charger 1033 → the discharging unit 1034 → the cleaning blade 1035 are arranged in this order.

帯電チャージャ1031は、感光体ドラム1030の表面を均一に帯電させる。   The charging charger 1031 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1030.

光走査装置1010は、帯電チャージャ1031で帯電された感光体ドラム1030の表面に、上位装置(例えばパソコン)からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、感光体ドラム1030の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム1030の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム1030の回転に伴って現像ローラ1032の方向に移動する。なお、この光走査装置1010の構成については後述する。   The optical scanning device 1010 irradiates the surface of the photosensitive drum 1030 charged by the charging charger 1031 with a light beam modulated based on image information from a host device (for example, a personal computer). As a result, a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1030 on the surface of the photosensitive drum 1030. The latent image formed here moves in the direction of the developing roller 1032 as the photosensitive drum 1030 rotates. The configuration of the optical scanning device 1010 will be described later.

トナーカートリッジ1036にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ1032に供給される。   The toner cartridge 1036 stores toner, and the toner is supplied to the developing roller 1032.

現像ローラ1032は、感光体ドラム1030の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ1036から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像(以下では、便宜上「トナー像」ともいう)は、感光体ドラム1030の回転に伴って転写チャージャ1033の方向に移動する。   The developing roller 1032 causes the toner supplied from the toner cartridge 1036 to adhere to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1030 to visualize the image information. Here, the latent image to which the toner is attached (hereinafter also referred to as “toner image” for the sake of convenience) moves in the direction of the transfer charger 1033 as the photosensitive drum 1030 rotates.

給紙トレイ1038には記録紙1040が格納されている。この給紙トレイ1038の近傍には給紙コロ1037が配置されており、該給紙コロ1037は、記録紙1040を給紙トレイ1038から1枚づつ取り出し、レジストローラ対1039に搬送する。該レジストローラ対1039は、給紙コロ1037によって取り出された記録紙1040を一旦保持するとともに、該記録紙1040を感光体ドラム1030の回転に合わせて感光体ドラム1030と転写チャージャ1033との間隙に向けて送り出す。   Recording paper 1040 is stored in the paper feed tray 1038. A paper feed roller 1037 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 1038, and the paper feed roller 1037 takes out the recording paper 1040 one by one from the paper feed tray 1038 and conveys it to the registration roller pair 1039. The registration roller pair 1039 temporarily holds the recording paper 1040 taken out by the paper supply roller 1037, and in the gap between the photosensitive drum 1030 and the transfer charger 1033 according to the rotation of the photosensitive drum 1030. Send it out.

転写チャージャ1033には、感光体ドラム1030の表面上のトナーを電気的に記録紙1040に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム1030の表面のトナー像が記録紙1040に転写される。ここで転写された記録紙1040は、定着ローラ1041に送られる。   A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer charger 1033 in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 1030 to the recording paper 1040. With this voltage, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1030 is transferred to the recording paper 1040. The recording sheet 1040 transferred here is sent to the fixing roller 1041.

この定着ローラ1041では、熱と圧力とが記録紙1040に加えられ、これによってトナーが記録紙1040上に定着される。ここで定着された記録紙1040は、排紙ローラ1042を介して排紙トレイ1043に送られ、排紙トレイ1043上に順次スタックされる。   In the fixing roller 1041, heat and pressure are applied to the recording paper 1040, whereby the toner is fixed on the recording paper 1040. The recording paper 1040 fixed here is sent to the paper discharge tray 1043 via the paper discharge roller 1042 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 1043.

除電ユニット1034は、感光体ドラム1030の表面を除電する。   The neutralization unit 1034 neutralizes the surface of the photosensitive drum 1030.

クリーニングブレード1035は、感光体ドラム1030の表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム1030の表面は、再度帯電チャージャ1031の位置に戻る。   The cleaning blade 1035 removes toner (residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1030. The removed residual toner is used again. The surface of the photosensitive drum 1030 from which the residual toner has been removed returns to the position of the charging charger 1031 again.

次に、前記光走査装置1010の構成について説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 1010 will be described.

この光走査装置1010は、図2及び図3に示されるように、光源14、カップリングレンズ15、開口板16、シリンドリカルレンズ17、ポリゴンミラー13、偏向器側走査レンズ11a、像面側走査レンズ11b、3枚の走査用ミラー(12a、12b、12c)、同期検知センサ18、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)、液晶偏向素子20及び走査制御装置22(図2及び図3では図示省略、図13参照)などを備えている。そして、これらは、ハウジング21の中の所定位置に組み付けられている。なお、本明細書では、XYZ3次元直交座標系において、感光体ドラム1030の長手方向に沿った方向をY軸方向、各走査レンズ(11a、11b)の光軸に沿った方向をX軸方向として説明する。   2 and 3, the optical scanning device 1010 includes a light source 14, a coupling lens 15, an aperture plate 16, a cylindrical lens 17, a polygon mirror 13, a deflector side scanning lens 11a, and an image plane side scanning lens. 11b, three scanning mirrors (12a, 12b, 12c), synchronization detection sensor 18, two synchronization detection mirrors (19a, 19b), liquid crystal deflecting element 20, and scanning control device 22 (in FIGS. 2 and 3) (Not shown, see FIG. 13). These are assembled at predetermined positions in the housing 21. In this specification, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 is defined as the Y-axis direction, and the direction along the optical axis of each scanning lens (11a, 11b) is defined as the X-axis direction. explain.

光源14は、一例として図4に示されるように、40個の発光部が1つの基板上に形成された2次元アレイ100を有している。図4におけるM方向は主走査方向に対応する方向であり、S方向は副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向と同じ)である。また、T方向はM方向からS方向に向かって傾斜角α(0°<α<90°)をなす方向である。   As shown in FIG. 4 as an example, the light source 14 includes a two-dimensional array 100 in which 40 light emitting units are formed on one substrate. The M direction in FIG. 4 is a direction corresponding to the main scanning direction, and the S direction is a direction corresponding to the sub scanning direction (here, the same as the Z-axis direction). The T direction is a direction that forms an inclination angle α (0 ° <α <90 °) from the M direction toward the S direction.

この2次元アレイ100は、T方向に沿って10個の発光部が等間隔に配置された発光部列を4列有している。そして、これら4列の発光部列は、S方向に等間隔に配置されている。すなわち、40個の発光部は、T方向とS方向とにそれぞれ沿って2次元的に配列されている。ここでは、便宜上、各発光部列は、図4における紙面の上から下に向かって、第1発光部列、第2発光部列、第3発光部列、第4発光部列という。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは2つの発光部の中心間距離をいう。   This two-dimensional array 100 has four light emitting part rows in which ten light emitting parts are arranged at equal intervals along the T direction. These four light emitting unit rows are arranged at equal intervals in the S direction. That is, the 40 light emitting units are two-dimensionally arranged along the T direction and the S direction, respectively. Here, for the sake of convenience, each light emitting unit row is referred to as a first light emitting unit row, a second light emitting unit row, a third light emitting unit row, and a fourth light emitting unit row from top to bottom in FIG. In this specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions.

また、各発光部を特定するために、便宜上、図4における紙面左下から右上に向かって、第1発光部列を構成する10個の発光部をv1〜v10、第2発光部列を構成する10個の発光部をv11〜v20、第3発光部列を構成する10個の発光部をv21〜v30、第4発光部列を構成する10個の発光部をv31〜v40とする。   Further, in order to specify each light emitting unit, for convenience, the ten light emitting units constituting the first light emitting unit row are configured as v1 to v10 and the second light emitting unit row are configured from the lower left to the upper right in FIG. The ten light emitting units are designated as v11 to v20, the ten light emitting units constituting the third light emitting unit row are designated as v21 to v30, and the ten light emitting units constituting the fourth light emitting unit row are designated as v31 to v40.

また、各発光部は、設計上の発振波長が655nmの垂直共振器型面発光半導体レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)である。すなわち、2次元アレイ100は、いわゆる面発光レーザアレイである。   Each light emitting unit is a vertical cavity surface emitting semiconductor (VCSEL) having a design oscillation wavelength of 655 nm. That is, the two-dimensional array 100 is a so-called surface emitting laser array.

図2に戻り、カップリングレンズ15は、光源14から射出された光束を略平行光とする。   Returning to FIG. 2, the coupling lens 15 converts the light beam emitted from the light source 14 into substantially parallel light.

開口板16は、開口部を有し、カップリングレンズ15を介した光束のビーム径を規定する。   The aperture plate 16 has an aperture and defines the beam diameter of the light beam through the coupling lens 15.

液晶偏向素子20は、開口板16の開口部を通過した光束の光路上に配置され、印加電圧に応じて、入射光を副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に関して偏向することができる。この液晶偏向素子20は、2枚の透明なガラス板の間に液晶が封入された構成であり、一例として図5(A)に示されるように、一方のガラス板の表面の上下に電極が形成されている。この電極間に電位差が与えられると、一例として図5(B)に示されるように、副走査方向に対応する方向に関して電位の傾斜が発生し、それに応じて液晶の配向が変化し、その結果、副走査方向に対応する方向に関して屈折率の傾斜が発生する。これにより、プリズムと同様に光の射出軸を副走査方向に対応する方向に関してわずかに傾けることができる。なお、液晶としては誘電異方性を有するネマティック液晶等が用いられる。   The liquid crystal deflecting element 20 is disposed on the optical path of the light beam that has passed through the opening of the aperture plate 16, and deflects incident light in the direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the Z-axis direction) according to the applied voltage. be able to. The liquid crystal deflecting element 20 has a configuration in which liquid crystal is sealed between two transparent glass plates. As an example, as shown in FIG. 5A, electrodes are formed above and below the surface of one glass plate. ing. When a potential difference is applied between the electrodes, as shown in FIG. 5B as an example, a potential gradient occurs in the direction corresponding to the sub-scanning direction, and the alignment of the liquid crystal changes accordingly. In addition, a refractive index gradient occurs in a direction corresponding to the sub-scanning direction. As a result, like the prism, the light emission axis can be slightly tilted with respect to the direction corresponding to the sub-scanning direction. As the liquid crystal, nematic liquid crystal having dielectric anisotropy is used.

シリンドリカルレンズ17は、液晶偏向素子20を介した光束をポリゴンミラー13の偏向反射面近傍で副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に関して結像する。   The cylindrical lens 17 forms an image of the light beam that has passed through the liquid crystal deflecting element 20 in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 13 in the direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the Z-axis direction).

光源14とポリゴンミラー13との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ15と開口板16と液晶偏向素子20とシリンドリカルレンズ17とから構成されている。   The optical system arranged on the optical path between the light source 14 and the polygon mirror 13 is also called a pre-deflector optical system. In the present embodiment, the pre-deflector optical system includes a coupling lens 15, an aperture plate 16, a liquid crystal deflecting element 20, and a cylindrical lens 17.

ポリゴンミラー13は、4面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー13は、副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に平行な軸の周りに等速回転し、シリンドリカルレンズ17からの光束を偏向する。   The polygon mirror 13 has a four-sided mirror, and each mirror serves as a deflection reflection surface. The polygon mirror 13 rotates at a constant speed around an axis parallel to a direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the Z-axis direction), and deflects the light beam from the cylindrical lens 17.

偏向器側走査レンズ11aは、ポリゴンミラー13で偏向された光束の光路上に配置されている。   The deflector-side scanning lens 11 a is disposed on the optical path of the light beam deflected by the polygon mirror 13.

像面側走査レンズ11bは、偏向器側走査レンズ11aを介した光束の光路上に配置されている。   The image plane side scanning lens 11b is disposed on the optical path of the light beam via the deflector side scanning lens 11a.

走査用ミラー12aは、像面側走査レンズ11bを介した光束を反射し、その光路を折り曲げる。   The scanning mirror 12a reflects the light beam that has passed through the image plane side scanning lens 11b and bends its optical path.

走査用ミラー12bは、走査用ミラー12aを介した光束を反射し、その光路を折り曲げる。   The scanning mirror 12b reflects the light beam that has passed through the scanning mirror 12a and bends its optical path.

走査用ミラー12cは、走査用ミラー12bを介した光束を反射し、その光路を折り曲げる。この走査用ミラー12cで反射された光束が感光体ドラム1030の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー13の回転に伴って感光体ドラム1030の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム1030上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。   The scanning mirror 12c reflects the light beam that has passed through the scanning mirror 12b and bends its optical path. The light beam reflected by the scanning mirror 12c is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 1030, and a light spot is formed. This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 as the polygon mirror 13 rotates. That is, the photoconductor drum 1030 is scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction”.

偏向器側走査レンズ11a及び像面側走査レンズ11bの各面(入射面、射出面)は次の(1)式及び次の(2)式で表現される非球面である。ここで、XはX軸方向の座標、YはY軸方向の座標を示す。また、入射面の中央をY=0とする。Cm0はY=0における主走査方向に対応する方向の曲率を示し、曲率半径Rの逆数である。a00,a01,a02,・・・は主走査形状の非球面係数である。また、Cs(Y)はYに関する副走査方向に対応する方向の曲率、Rs0は副走査方向に対応する方向の光軸上の曲率半径、b00,b01,b02,・・・は副走査方向に対応する方向の非球面係数である。なお、光軸は、Y=0で副走査方向に対応する方向における中央の点を通る軸をいう。 Each surface (incident surface, exit surface) of the deflector side scanning lens 11a and the image surface side scanning lens 11b is an aspherical surface expressed by the following equations (1) and (2). Here, X represents the coordinate in the X-axis direction, and Y represents the coordinate in the Y-axis direction. The center of the incident surface is Y = 0. C m0 indicates the curvature in the direction corresponding to the main scanning direction when Y = 0, and is the reciprocal of the curvature radius R m . a 00 , a 01 , a 02 ,... are main scanning aspherical coefficients. Cs (Y) is the curvature of Y in the direction corresponding to the sub-scanning direction, R s0 is the radius of curvature on the optical axis in the direction corresponding to the sub-scanning direction, b 00 , b 01 , b 02 ,. It is an aspheric coefficient in a direction corresponding to the sub-scanning direction. The optical axis is an axis passing through a central point in a direction corresponding to the sub-scanning direction with Y = 0.

Figure 2009069272
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Figure 2009069272
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偏向器側走査レンズ11aの各面(入射面(第1面)、射出面(第2面))におけるR、Rs0及び各非球面係数の値の一例が図6に示されている。 FIG. 6 shows an example of values of R m , R s0, and each aspheric coefficient on each surface (incident surface (first surface), exit surface (second surface)) of the deflector-side scanning lens 11a.

像面側走査レンズ11bの各面(入射面(第3面)、射出面(第4面))におけるR、Rs0及び各非球面係数の値の一例が図7に示されている。 FIG. 7 shows an example of values of R m , R s0, and each aspheric coefficient on each surface (incident surface (third surface), exit surface (fourth surface)) of the image surface side scanning lens 11b.

ポリゴンミラー13と感光体ドラム1030との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ11aと像面側走査レンズ11bと3枚の走査用ミラー(12a、12b、12c)から構成されている。   The optical system arranged on the optical path between the polygon mirror 13 and the photosensitive drum 1030 is also called a scanning optical system. In the present embodiment, the scanning optical system includes a deflector side scanning lens 11a, an image plane side scanning lens 11b, and three scanning mirrors (12a, 12b, 12c).

ところで、偏向器前光学系及び走査光学系の主な光学素子の位置関係が図8に示されている。そして、図8における符号d1〜d11の具体的な値(単位mm)の一例が図9に示されている。   Incidentally, FIG. 8 shows the positional relationship between main optical elements of the pre-deflector optical system and the scanning optical system. FIG. 9 shows an example of specific values (unit: mm) of the symbols d1 to d11 in FIG.

また、シリンドリカルレンズ17からの光束の射出方向と、ポリゴンミラー13の偏向反射面により感光体ドラム1030の表面における像高0の位置(図8における符号p0の位置)へ向けて反射される光束の進行方向とのなす角(図8におけるθr)は60度である。   In addition, the direction of emission of the light beam from the cylindrical lens 17 and the light beam reflected toward the position of the image height 0 on the surface of the photosensitive drum 1030 (position p0 in FIG. 8) by the deflection reflection surface of the polygon mirror 13. The angle formed with the traveling direction (θr in FIG. 8) is 60 degrees.

図2及び図3に戻り、ポリゴンミラー13で偏向され、走査光学系を介した光束のうち、画像形成に関与しない光束の一部は、同期検知用光束として、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)を介して同期検知センサ18に入射する。同期検知センサ18における同期検知用光束の入射位置は、ポリゴンミラー13の回転に伴って、主走査方向に対応する方向(便宜上、m方向とする)に移動する。   2 and 3, a part of the light beam that is deflected by the polygon mirror 13 and does not participate in image formation out of the light beam that passes through the scanning optical system is used as the synchronization detection light beam. 19a, 19b) and enters the synchronous detection sensor 18. The incident position of the synchronization detection light beam in the synchronization detection sensor 18 moves in the direction corresponding to the main scanning direction (for convenience, the m direction) as the polygon mirror 13 rotates.

すなわち、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差は、2枚である。   That is, the difference between the number of mirror surfaces through which the light beam traveling from the polygon mirror 13 toward the photosensitive drum 1030 passes and the number of mirror surfaces through which the light beam traveling from the polygon mirror 13 toward the synchronization detection sensor 18 is two.

また、3枚の走査用ミラーのうち、光学的に感光体ドラム1030に最も近い位置に配置された走査用ミラー12cで反射された光束が同期検知センサ18で受光されるまでに介するミラー面の数は2枚である。   Of the three scanning mirrors, the mirror surface through which the light beam reflected by the scanning mirror 12c optically disposed at the position closest to the photosensitive drum 1030 is received by the synchronization detection sensor 18 is also shown. The number is two.

《同期検知センサ》
同期検知センサ18は、一例として図10に示されるように、その受光面が光学的に像面(設計上の像面)に略平行となるように配置されている。なお、図10における符号18´は、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)がないと仮定したときの同期検知センサ18の位置を示している。また、同期検知センサ18の受光面の法線方向は、同期検知用光束の入射方向に対して傾斜している(図10参照)。
《Synchronous detection sensor》
As shown in FIG. 10 as an example, the synchronization detection sensor 18 is disposed so that its light receiving surface is optically substantially parallel to the image plane (designed image plane). In addition, the code | symbol 18 'in FIG. 10 has shown the position of the synchronous detection sensor 18 when it assumes that there are no two synchronous detection mirrors (19a, 19b). In addition, the normal direction of the light receiving surface of the synchronization detection sensor 18 is inclined with respect to the incident direction of the synchronization detection light beam (see FIG. 10).

同期検知センサ18は、一例として図11に示されるように、2つの受光部(第1受光部18、第2受光部18)を有する受光素子、該受光素子からの受光量に応じた信号(光電変換信号)を増幅するアンプ(AMP)18、該アンプ18の出力信号レベルと予め設定されている基準レベルVsとを比較し、その比較結果を出力する比較器(CMP)18を有している。この比較器18の出力信号は走査制御装置22に供給される。 As shown in FIG. 11 as an example, the synchronization detection sensor 18 includes a light receiving element having two light receiving parts (first light receiving part 18 1 , second light receiving part 18 2 ), and the amount of light received from the light receiving element. An amplifier (AMP) 18 3 that amplifies a signal (photoelectric conversion signal), a comparator (CMP) 18 that compares the output signal level of the amplifier 18 3 with a preset reference level Vs and outputs the comparison result. 4 . The output signal of the comparator 18 4 is supplied to the scanning control device 22.

受光素子の各受光部は、副走査方向に対応する方向(便宜上、s方向とする)の位置によってm方向の互いの間隔が異なっている。   The respective light receiving portions of the light receiving elements have different intervals in the m direction depending on positions in a direction corresponding to the sub-scanning direction (for convenience, the s direction).

第1受光部18は、一例として長方形状の受光部であり、長手方向がs方向と一致するように配置されている。すなわち、同期検知用光束が通過する2辺がs方向に平行である。 The first light receiving portion 18 1 is a rectangular light-receiving section as an example, are arranged so that the longitudinal direction coincides with the direction s. That is, the two sides through which the synchronization detection light beam passes are parallel to the s direction.

第2受光部18は、一例として平行四辺形状の受光部であり、第1受光部18の+m側に配置されている。そして、第2受光部18の長手方向は、受光面内において第1受光部18の長手方向に対して角度θ(0<θ<90°)だけ傾斜している。すなわち、同期検知用光束が通過する2辺がm方向に対して傾斜している。 Second light receiving section 18 2 is a parallelogram-shaped light-receiving section as an example, it is arranged in the 1 + m side of the light receiving portion 18 1. The second longitudinal direction of the light receiving portion 18 2 is inclined by an angle theta with respect to the first longitudinal direction of the light receiving portion 18 1 in the light-receiving surface (0 <θ <90 °) . That is, the two sides through which the synchronization detection light beam passes are inclined with respect to the m direction.

アンプ18では、入力信号の反転が行われる。従って、受光素子の受光量が多いほど、アンプ18の出力信号レベルは低くなる。 In amplifier 18 3, the inverted input signals. Therefore, as the amount of light received by the light receiving element is large, the output signal level of the amplifier 18 3 becomes low.

前記基準レベルVsは、同期検知用光束が受光素子で受光されたときのアンプ18の出力信号レベル(最低値)よりも若干高いレベルに設定されている。そこで、各受光部のいずれかが同期検知用光束を受光したときに、比較器18での判断結果が変化し、それに応じて比較器18の出力信号が変化する。 The reference level Vs is set slightly higher level than the amplifier 18 third output signal level (minimum value) when the synchronization detection light beam is received by the light receiving element. Therefore, when any of the light receiving portion has received the synchronization detection light beam, the judgment result of the comparator 18 4 is changed, the output signal of the comparator 18 4 changes accordingly.

同期検知センサ18は、感光体ドラム1030の表面における光束の入射位置が、設計上の位置のときに、同期検知用光束が、各受光部のほぼ中央を通過するように調整されている(図12(A)参照)。そして、このときに、同期検知用光束が第1受光部18で検知されてから第2受光部18で検知されるまでの時間は、基準時間Tsとして予め得られている(図12(B)参照)。なお、便宜上、このときの同期検知センサ18における同期検知用光束の入射位置の移動経路、すなわち設計上の移動経路を「経路A」という。 The synchronization detection sensor 18 is adjusted so that the synchronization detection light beam passes through almost the center of each light receiving portion when the incident position of the light beam on the surface of the photosensitive drum 1030 is a designed position (FIG. 12 (A)). Then, in this case, the time until the synchronization detection light beam is detected after it is detected by the first light receiving portion 18 1 in the second light receiving portion 18 2, obtained in advance as the reference time Ts (Fig. 12 ( B)). For convenience, the movement path of the incident position of the synchronization detection light beam in the synchronization detection sensor 18 at this time, that is, the design movement path is referred to as “path A”.

ところで、上記各光学素子をハウジング21内に取り付ける際の取り付け位置の誤差や、ハウジング21の変形等により、感光体ドラム1030に向かう光束の光路が設計上の光路に対して副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)にずれることがある。この場合には、同期検知用光束も、感光体ドラム1030に向かう光束と同様に、設計上の光路に対して副走査方向に対応する方向(ここでは、s方向)にずれることとなる。そして、一例として図12(C)に示されるように、同期検知センサ18における同期検知用光束の入射位置の移動経路も、経路Aに対して副走査方向に対応する方向にずれる。なお、便宜上、このときの移動経路を経路Bという。   By the way, the optical path of the light beam directed to the photosensitive drum 1030 corresponds to the designed optical path in the sub-scanning direction due to an error in the mounting position when mounting each optical element in the housing 21 or deformation of the housing 21. May be displaced in the direction (here, the Z-axis direction). In this case, the synchronization detection light beam is also shifted in the direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the s direction) with respect to the designed optical path, similarly to the light beam traveling toward the photosensitive drum 1030. As an example, as shown in FIG. 12C, the movement path of the incident position of the synchronization detection light beam in the synchronization detection sensor 18 is also shifted in the direction corresponding to the sub-scanning direction with respect to the path A. For convenience, the movement route at this time is referred to as a route B.

そして、このときの移動経路のずれ量Δh(図12(C)参照)は、次の(3)式から求めることができる。ここで、ΔTは、比較器18の出力信号における立下りから次の立下りまでの時間Tと前記基準時間Tsとの差であり(図12(D)参照)、Vは同期検知用の光束の移動速度(走査速度)である。このずれ量Δhは、感光体ドラム1030に向かう光束の光路の設計上の光路に対する副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)のずれ量と相関関係がある。 Then, the shift amount Δh (see FIG. 12C) of the movement path at this time can be obtained from the following equation (3). Here, [Delta] T is from the falling of the output signal of the comparator 18 4 is the difference between the time T and the reference time Ts until the next falling (see FIG. 12 (D)), V is for detecting synchronization This is the moving speed (scanning speed) of the light beam. This deviation amount Δh has a correlation with the deviation amount in the direction corresponding to the sub-scanning direction with respect to the designed optical path of the optical path of the light beam toward the photosensitive drum 1030 (here, the Z-axis direction).

Δh=(V/tanθ)×ΔT ……(3)   Δh = (V / tan θ) × ΔT (3)

また、第1受光部18が同期検知用光束を受光したときの、比較器18の出力信号における立下りは、s方向における同期検知用光束の入射位置の影響を受けない(図12(B)及び図12(D)参照)。そこで、第1受光部18が同期検知用光束を受光したときの、比較器18の出力信号における立下りから走査開始のタイミングを求めることができる。 Further, when the first light receiving portion 18 1 has received the synchronization detection light beam, falling in the output signal of the comparator 18 4 is not affected by the incident position of the synchronization detection light beam in the s direction (FIG. 12 ( B) and FIG. 12 (D)). Therefore, when the first light receiving portion 18 1 has received the synchronization detection light beam, it is possible to determine the timing of the start scanning from the falling of the output signal of the comparator 18 4.

《走査制御装置》
走査制御装置22は、一例として図13に示されるように、CPU210、フラッシュメモリ211、RAM212、液晶素子駆動回路213、IF(インターフェース)214、画素クロック生成回路215、画像処理回路216、フレームメモリ217、ラインバッファ218〜21840、書込み制御回路219、及び光源駆動回路221などを有している。なお、図13における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
<Scanning control device>
As shown in FIG. 13 as an example, the scanning control device 22 includes a CPU 210, a flash memory 211, a RAM 212, a liquid crystal element driving circuit 213, an IF (interface) 214, a pixel clock generation circuit 215, an image processing circuit 216, and a frame memory 217. , Line buffers 218 1 to 218 40 , a writing control circuit 219, a light source driving circuit 221, and the like. Note that the arrows in FIG. 13 indicate the flow of typical signals and information, and do not represent the entire connection relationship of each block.

画素クロック生成回路215は、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック信号は、1/8クロックの分解能で位相変調が可能である。   The pixel clock generation circuit 215 generates a pixel clock signal. The pixel clock signal can be phase-modulated with a resolution of 1/8 clock.

フレームメモリ217は、CPU210によってラスター展開された画像データ(以下、便宜上「ラスターデータ」と略述する)を一時的に格納する。   The frame memory 217 temporarily stores image data rasterized by the CPU 210 (hereinafter abbreviated as “raster data” for convenience).

画像処理回路216は、フレームメモリ217に格納されているラスターデータを読み出し、所定の中間調処理などを行った後、発光部毎のドットデータを作成し、発光部それぞれに対応したラインバッファ218〜21840へ出力する。 The image processing circuit 216 reads raster data stored in the frame memory 217, performs predetermined halftone processing, etc., and then creates dot data for each light emitting unit, and a line buffer 218 1 corresponding to each light emitting unit. To 218 40 .

書込制御回路219は、同期検知センサ18の出力信号に基づいて、第1受光部18が同期検知用の光束を受光したときの、比較器18の出力信号における立下りを監視する。そして、該立下りを検出すると、走査開始のタイミングを求める。そして、走査開始のタイミングに合わせて、ラインバッファ218〜21840から各発光部のドットデータを読み出し、画素クロック生成回路215からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。 Write control circuit 219, based on the output signal of the synchronous detection sensor 18, when the first light receiving portion 18 1 has received the light beam for detecting synchronization, monitoring the fall in the output signal of the comparator 18 4. When the fall is detected, the scanning start timing is obtained. Then, in accordance with the scanning start timing, the dot data of each light emitting unit is read from the line buffers 218 1 to 218 40 and superimposed on the pixel clock signal from the pixel clock generation circuit 215, and independent modulation is performed for each light emitting unit. Generate data.

光源駆動回路221は、書込制御回路219からの変調データに応じて2次元アレイ100の各発光部を駆動する。   The light source driving circuit 221 drives each light emitting unit of the two-dimensional array 100 according to the modulation data from the writing control circuit 219.

フラッシュメモリ211には、CPU210にて解読可能なコードで記述された各種プログラムが格納されている。   The flash memory 211 stores various programs described by codes that can be decoded by the CPU 210.

RAM212は、作業用のメモリである。   The RAM 212 is a working memory.

CPU210は、フラッシュメモリ211に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置1010の全体を制御する。   The CPU 210 operates according to a program stored in the flash memory 211 and controls the entire optical scanning device 1010.

例えば、CPU210は、所定のタイミング毎に、同期検知センサ18の出力信号に基づいて、前記ずれ量Δhを求め、感光体ドラム1030の表面での光束の副走査方向に関する位置ずれ量(以下、便宜上「副走査ずれ量」と略述する)がほぼ0となるように、液晶偏向素子20の印加電圧を決定する。なお、ずれ量Δhと副走査ずれ量とは、一例として図14に示されるように線形の関係にあり、副走査ずれ量と印加電圧との関係は予め求められ、フラッシュメモリ211に格納されている。   For example, the CPU 210 obtains the deviation amount Δh based on the output signal of the synchronization detection sensor 18 at every predetermined timing, and the positional deviation amount in the sub-scanning direction of the light beam on the surface of the photosensitive drum 1030 (hereinafter referred to as convenience). The voltage applied to the liquid crystal deflecting element 20 is determined so that the “sub-scanning deviation amount”) is substantially zero. Note that the shift amount Δh and the sub-scanning shift amount have a linear relationship as shown in FIG. 14 as an example, and the relationship between the sub-scanning shift amount and the applied voltage is obtained in advance and stored in the flash memory 211. Yes.

なお、CPU210は、副走査ずれ量が感光体ドラム1030における走査線の間隔の1/2以上の場合は、副走査ずれ量が低減されるように画像データをシフトする。   Note that when the sub-scanning deviation amount is ½ or more of the scanning line interval on the photosensitive drum 1030, the CPU 210 shifts the image data so that the sub-scanning deviation amount is reduced.

液晶素子駆動回路215は、CPU210で決定された印加電圧を液晶偏向素子20に印加する。   The liquid crystal element driving circuit 215 applies the applied voltage determined by the CPU 210 to the liquid crystal deflecting element 20.

IF(インターフェース)214は、プリンタ制御装置1060との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像データは、IF(インターフェース)214を介して供給される。   An IF (interface) 214 is a communication interface that controls bidirectional communication with the printer control apparatus 1060. Image data from the host device is supplied via an IF (interface) 214.

ところで、光走査装置1010は、一例として図15(A)に示されるように、ハウジング21の下部の締結部21aを介してプリンタ筐体1044の構造部材1044aに固定されている。そして、同期検知センサ18は、締結部21aの近傍に配置されている。   By the way, the optical scanning device 1010 is fixed to the structural member 1044a of the printer casing 1044 through the fastening portion 21a at the lower part of the housing 21, as shown in FIG. And the synchronous detection sensor 18 is arrange | positioned in the vicinity of the fastening part 21a.

光走査装置1010が駆動されると、ポリゴンミラー13などの発熱により、一例として図15(B)に示されるように、ハウジング21は変形する。   When the optical scanning device 1010 is driven, the housing 21 is deformed by heat generated by the polygon mirror 13 or the like as shown in FIG. 15B as an example.

ここでは、ハウジング21は、その周辺部が締結されるため中央部が持ち上がるように変形する。そこで、一例として図16に示されるように、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)は、傾き角が変化したり、位置が変化する。   Here, the housing 21 is deformed so that the central portion is lifted because the peripheral portion thereof is fastened. Therefore, as shown in FIG. 16 as an example, the two synchronization detection mirrors (19a, 19b) change in inclination angle or position.

一例として図17には、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)の傾き角変化(チルト)による同期検知用光束の光路変化が示されている。このときには、各同期検知用ミラーでの同期検知用光束の反射方向が変化する。しかしながら、同期検知用ミラー19aと同期検知用ミラー19bは、互いに近接した位置に配置されているため、それらの傾き角変化量はほぼ等しい。すなわち、θ≒θであり、同期検知センサ18で受光される同期検知用光束は、略平行にシフトする。 As an example, FIG. 17 shows a change in the optical path of a light beam for synchronization detection due to a change in tilt angle (tilt) of two synchronization detection mirrors (19a, 19b). At this time, the reflection direction of the synchronization detection light beam at each synchronization detection mirror changes. However, since the synchronization detection mirror 19a and the synchronization detection mirror 19b are arranged at positions close to each other, the amount of change in the tilt angle is substantially equal. That is, θ 1 ≈θ 2 and the synchronization detection light beam received by the synchronization detection sensor 18 is shifted substantially in parallel.

また、一例として図18には、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)のZ軸方向に関する位置変化(シフト)による同期検知用光束の光路変化が示されている。同期検知用ミラー19aと同期検知用ミラー19bは、互いに近接した位置に配置されているため、それらの位置変化量(シフト量)はほぼ等しい。すなわち、ΔZ=ΔZであり、同期検知センサ18で受光される同期検知用光束に変化はない。なお、X軸方向についても同様である。 As an example, FIG. 18 shows a change in the optical path of the light beam for synchronization detection due to a position change (shift) in the Z-axis direction of the two synchronization detection mirrors (19a, 19b). Since the synchronization detection mirror 19a and the synchronization detection mirror 19b are arranged at positions close to each other, their positional change amounts (shift amounts) are substantially equal. That is, ΔZ 1 = ΔZ 2 , and there is no change in the synchronization detection light beam received by the synchronization detection sensor 18. The same applies to the X-axis direction.

従って、ハウジング21が変形し、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)に傾き角変化及び位置変化が生じると、同期検知センサ18で受光される同期検知用光束には、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)の傾き角変化による略平行なシフトが生じる。   Therefore, when the housing 21 is deformed and the inclination angle change and the position change occur in the two synchronization detection mirrors (19a, 19b), the synchronization detection light beam received by the synchronization detection sensor 18 is synchronized with two synchronization detection beams. A substantially parallel shift occurs due to a change in the tilt angle of the detection mirror (19a, 19b).

また、一例として図19には、比較例として、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)に代えて1枚の同期検知用ミラー19が用いられ、ハウジング21の変形によって同期検知用ミラー19が傾き角変化を生じた場合の、同期検知用光束の光路変化が示されている。このときには、同期検知用ミラー19の傾き角変化による同期検知用光束の反射方向の変化が打ち消されるように同期検知センサ18も傾き角が変化する。この場合には、同期検知センサ18での同期検知用光束の受光位置の変化量が小さくなってしまうためダイナミックレンジが小さくなり、副走査ずれ量の検出精度が低下する。   As an example, in FIG. 19, as a comparative example, one synchronization detection mirror 19 is used instead of the two synchronization detection mirrors (19 a, 19 b), and the synchronization detection mirror 19 is deformed by deformation of the housing 21. The optical path change of the synchronous detection light beam is shown when the tilt angle changes. At this time, the tilt angle of the sync detection sensor 18 also changes so that the change in the reflection direction of the sync detection beam caused by the tilt angle change of the sync detection mirror 19 is canceled out. In this case, since the amount of change in the light receiving position of the synchronization detection light beam in the synchronization detection sensor 18 becomes small, the dynamic range becomes small, and the detection accuracy of the sub-scanning deviation amount decreases.

しかしながら、本実施形態では、同期検知用ミラーを2枚備えているため、同期検知センサ18での同期検知用光束の受光位置は、ハウジング21の変形に対応して変化することとなる。すなわち、副走査ずれ量を精度良く検出することができる。   However, in the present embodiment, since two synchronization detection mirrors are provided, the light receiving position of the synchronization detection light beam by the synchronization detection sensor 18 changes corresponding to the deformation of the housing 21. That is, the sub-scanning deviation amount can be detected with high accuracy.

また、本実施形態では、同期検知センサ18が締結部21aの近傍に配置されているため、ハウジング21の変形による同期検知センサ18の姿勢変化を抑制することができる。   Moreover, in this embodiment, since the synchronous detection sensor 18 is arrange | positioned in the vicinity of the fastening part 21a, the attitude | position change of the synchronous detection sensor 18 by the deformation | transformation of the housing 21 can be suppressed.

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置1010では、同期検知センサ18によってビーム検知センサが構成され、同期検知用ミラー19aと同期検知用ミラー19bとによってビーム検知光学系が構成されている。   As is clear from the above description, in the optical scanning device 1010 according to the present embodiment, a beam detection sensor is configured by the synchronization detection sensor 18, and a beam detection optical system is configured by the synchronization detection mirror 19a and the synchronization detection mirror 19b. It is configured.

また、走査制御装置22によって制御装置が構成されている。   The scanning control device 22 constitutes a control device.

また、CPU210によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。   Further, at least a part of the processing according to the program by the CPU 210 may be configured by hardware, or all may be configured by hardware.

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置1010によると、ポリゴンミラー13で偏向され、走査光学系を介した光束のうち、画像形成に関与しない光束の一部は、同期検知用光束として、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)を介して同期検知センサ18に入射する。そこで、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差は、2枚となる。これにより、稼動中にポリゴンミラー13から発生する熱によってハウジング21が変形したときに、各同期検知用ミラーの傾き角及び位置が変化しても、副走査ずれ量を精度良く検出することが可能となる。すなわち、副走査ずれ量を安定して精度良く検出することが可能となる。   As described above, according to the optical scanning device 1010 according to the present embodiment, a part of the light beam that is deflected by the polygon mirror 13 and does not participate in image formation out of the light beam that passes through the scanning optical system is a synchronization detection light beam. Then, the light enters the synchronization detection sensor 18 through the two synchronization detection mirrors (19a, 19b). Therefore, the difference between the number of mirror surfaces through which the light beam traveling from the polygon mirror 13 toward the photosensitive drum 1030 passes and the number of mirror surfaces through which the light beam traveling from the polygon mirror 13 toward the synchronization detection sensor 18 is two is two. Thereby, when the housing 21 is deformed by heat generated from the polygon mirror 13 during operation, the amount of sub-scanning deviation can be accurately detected even if the tilt angle and position of each synchronization detection mirror change. It becomes. That is, the sub-scanning deviation amount can be detected stably and accurately.

そして、CPU210は、得られた副走査ずれ量がほぼ0となるように、液晶偏向素子20の印加電圧を決定し、液晶素子駆動回路215を介して液晶偏向素子20に印加している。従って、副走査ずれ量を安定して小さくすることが可能となる。   Then, the CPU 210 determines the applied voltage of the liquid crystal deflecting element 20 so that the obtained sub-scanning deviation amount becomes substantially zero, and applies it to the liquid crystal deflecting element 20 via the liquid crystal element driving circuit 215. Therefore, the sub-scanning deviation amount can be stably reduced.

また、同期検知センサ18が、s方向の位置によってm方向の互いの間隔が異なる第1受光部18と第2受光部18とを有する受光素子を備えているため、ずれ量Δhを容易に精度良く検出することが可能となる。 The synchronous detection sensor 18, due to the provision of a light receiving element having a first light receiving portion 18 1 mutual spacing m direction by the position of the s-direction is different from the second light receiving portion 18 2, facilitate the shift amount Δh Can be detected with high accuracy.

また、光源14が、2次元アレイ100を有しているため、同時に複数の走査を行うことが可能となる。   Further, since the light source 14 has the two-dimensional array 100, a plurality of scans can be performed simultaneously.

また、同期検知センサ18の受光面が、光学的に像面と略平行であるため、像面上での走査速度と同期検知センサ18の受光面での走査速度とを等価にすることが可能となる。また、同期検知センサ18の受光面での反射光が戻り光として光源14まで到達するのを抑制できる。   In addition, since the light receiving surface of the synchronization detection sensor 18 is optically substantially parallel to the image surface, the scanning speed on the image surface can be equivalent to the scanning speed on the light receiving surface of the synchronization detection sensor 18. It becomes. Moreover, it can suppress that the reflected light in the light-receiving surface of the synchronous detection sensor 18 arrives at the light source 14 as return light.

また、本実施形態に係るレーザプリンタ1000によると、副走査ずれ量が安定して小さい光走査装置1010を備えているため、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   In addition, according to the laser printer 1000 according to the present embodiment, since the optical scanning device 1010 having a small and small amount of sub-scanning deviation is provided, as a result, a high-quality image can be stably formed. .

さらに、光走査装置1010が2次元アレイ100を有する光源14を備えているため、高速で画像を形成することが可能となる。また、形成される画像の高密度化を図ることが可能となる。   Furthermore, since the optical scanning device 1010 includes the light source 14 having the two-dimensional array 100, an image can be formed at high speed. In addition, the density of the formed image can be increased.

また、ネットワークを介して、レーザプリンタ1000と、電子演算装置(コンピュータ等)、画像情報通信システム(ファクシミリ等)等とを接続することにより、1台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態(ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか等)を知ることができ、一番状態の良い(使用者の希望に一番適した)画像形成装置を選択し、画像形成を行うことができる。   In addition, by connecting the laser printer 1000 to an electronic arithmetic device (computer or the like), an image information communication system (facsimile or the like), etc. via a network, a single image forming apparatus can output from a plurality of devices. An information processing system that can be processed can be formed. In addition, if multiple image forming devices are connected to the network, the status of each image forming device (the degree of job congestion, whether the power is on, whether it is broken, etc.) can be known from each output request. The image forming apparatus having the best state (most suitable for the user's request) can be selected and image formation can be performed.

また、上記実施形態では、同期検知センサが、主走査の開始情報とずれ量Δhに関する情報とを含む信号を出力する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、主走査の終了を検知するためのセンサが設けられているときには、該センサにずれ量Δhに関する情報を出力する機能を持たせても良い。また、主走査の開始を検知するためのセンサ及び主走査の終了を検知するためのセンサの両方に、ずれ量Δhに関する情報を出力する機能を持たせても良い。この場合には、走査線の曲がり情報を得ることが可能となる。   In the above-described embodiment, the case where the synchronization detection sensor outputs a signal including main scanning start information and information regarding the shift amount Δh has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, when a sensor for detecting the end of main scanning is provided, the sensor may be provided with a function of outputting information related to the shift amount Δh. Further, both the sensor for detecting the start of the main scan and the sensor for detecting the end of the main scan may have a function of outputting information regarding the shift amount Δh. In this case, it is possible to obtain the curve information of the scanning line.

また、上記実施形態では、前記第1受光部18が長方形状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、同期検知用光束が通過する2辺がs方向に平行な形状であれば良い。 In the above embodiment, the first is the light receiving portion 18 1 has been described for the case of rectangular shape, not limited thereto, two sides synchronization detection light beam to pass through in parallel shape s direction I need it.

また、上記実施形態では、前記第2受光部18が、平行四辺形状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、同期検知用の光束が通過する2辺がm方向に対して傾斜している形状であれば良い。 In the above embodiment, the second light receiving unit 18 2, the description has been given of the parallelogram, is not limited to this, with respect to two sides m direction in which the light flux for synchronization detection passes And any shape that is inclined.

また、上記実施形態では、光源14が40個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the light source 14 had 40 light emission parts, it is not limited to this.

また、上記実施形態において、前記液晶偏向素子20に代えて、副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に平行な軸回りに回動可能な非平行平板やガルバノミラーを用いても良い。   Further, in the above embodiment, instead of the liquid crystal deflecting element 20, a non-parallel plate or a galvano mirror that can be rotated around an axis parallel to a direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the Z-axis direction) is used. Also good.

また、上記実施形態では、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差が、2枚の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差が、0枚あるいは偶数枚であれば良い。   In the above embodiment, the difference between the number of mirror surfaces through which the light flux from the polygon mirror 13 toward the photosensitive drum 1030 passes and the number of mirror surfaces through which the light flux from the polygon mirror 13 toward the synchronization detection sensor 18 passes is two. However, the present invention is not limited to this. In short, the difference between the number of mirror surfaces through which the light beam from the polygon mirror 13 toward the photosensitive drum 1030 passes and the number of mirror surfaces through which the light beam from the polygon mirror 13 toward the synchronization detection sensor 18 passes is zero or even. It ’s fine.

また、上記実施形態では、3枚の走査用ミラーのうち、光学的に感光体ドラム1030に最も近い位置に配置された走査用ミラー12cで反射された光束が同期検知センサ18で受光されるまでに介するミラー面の数が2枚の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、複数の走査用ミラーのうち、光学的に感光体ドラム1030に最も近い位置に配置された走査用ミラーで反射された光束が同期検知センサ18で受光されるまでに介するミラー面の数が偶数枚であれば良い。   In the above-described embodiment, the light beam reflected by the scanning mirror 12c optically disposed closest to the photosensitive drum 1030 among the three scanning mirrors is received by the synchronization detection sensor 18. Although the case where the number of mirror surfaces interposed between the two is two has been described, the present invention is not limited to this. In short, among the plurality of scanning mirrors, the number of mirror surfaces through which the light beam reflected by the scanning mirror optically disposed at the position closest to the photosensitive drum 1030 is received by the synchronization detection sensor 18 is determined. Even number is sufficient.

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ1000の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置1010を備えた画像形成装置であれば、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   In the above embodiment, the case of the laser printer 1000 as the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. In short, if the image forming apparatus includes the optical scanning device 1010, a high-quality image can be stably formed as a result.

例えば、レーザ光によって発色する媒体(例えば、用紙)に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。   For example, an image forming apparatus that directly irradiates laser light onto a medium (for example, paper) that develops color with laser light may be used.

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

また、多色のカラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高品質のカラー画像を安定して形成することが可能となる。   In addition, even an image forming apparatus that forms a multi-color image can stably form a high-quality color image by using an optical scanning device corresponding to the color image.

例えば、図20に示されるように、カラー画像に対応し、複数の感光体ドラムを備えるプリンタ2000であっても良い。   For example, as shown in FIG. 20, a printer 2000 corresponding to a color image and including a plurality of photosensitive drums may be used.

このプリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4個の感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4個の帯電チャージャ(2032a、2032b、2032c、2032d)、4個の現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、4個のトナーカートリッジ(2034a、2034b、2034c、2034d)、4個のクリーニングケース(2031a、2031b、2031c、2031d)、転写ベルト2040、給紙トレイ2060、給紙コロ2054、レジストローラ対2056、定着ローラ2050、排紙トレイ2070、排紙ローラ2058、通信制御装置2050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2060などを備えている。   The printer 2000 is a tandem multicolor printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow), and includes an optical scanning device 2010, four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d), 4 charging chargers (2032a, 2032b, 2032c, 2032d), 4 developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, 2033d), 4 toner cartridges (2034a, 2034b, 2034c, 2034d) ) Four cleaning cases (2031a, 2031b, 2031c, 2031d), transfer belt 2040, paper feed tray 2060, paper feed roller 2054, registration roller pair 2056, fixing roller 2050, paper discharge tray 2070, paper discharge roller 2 58, the communication control unit 2050, and a printer control unit 2060 for centrally controlling the above units.

光走査装置2010は、一例として図21及び図22に示されるように、2個の光源ユニット(2200a、2200b)、2個の開口板(2201a、2201b)、2個の光束分割プリズム(2202a、2202b)、ポリゴンミラー2104、4個の液晶偏向素子(2203a、2203b、2203c、2203d)、4個のシリンダレンズ(2204a、2204b、2204c、2204d)、4個のfθレンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)、8枚の走査用ミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c、2108d)、4個のトロイダルレンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、4個の同期検知センサ(2205a、2205b、2205c、2205d)、及び不図示の走査制御装置などを備えている。   As shown in FIG. 21 and FIG. 22 as an example, the optical scanning device 2010 includes two light source units (2200a, 2200b), two aperture plates (2201a, 2201b), two light beam splitting prisms (2202a, 2202b), polygon mirror 2104, four liquid crystal deflecting elements (2203a, 2203b, 2203c, 2203d), four cylinder lenses (2204a, 2204b, 2204c, 2204d), four fθ lenses (2105a, 2105b, 2105c, 2105d), 8 scanning mirrors (2106a, 2106b, 2106c, 2106d, 2108a, 2108b, 2108c, 2108d), 4 toroidal lenses (2107a, 2107b, 2107c, 2107d), 4 synchronization detection sensors (2205a) , 22 5b, 2205c, 2205d), and a like scan control device (not shown).

感光体ドラム2030a、帯電チャージャ2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a、クリーニングケース2031a、液晶偏向素子2203a、シリンダレンズ2204a、fθレンズ2105a、走査用ミラー2106a、トロイダルレンズ2107a、走査用ミラー2108a、同期検知センサ2205aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。   Photosensitive drum 2030a, charging charger 2032a, developing roller 2033a, toner cartridge 2034a, cleaning case 2031a, liquid crystal deflection element 2203a, cylinder lens 2204a, fθ lens 2105a, scanning mirror 2106a, toroidal lens 2107a, scanning mirror 2108a, synchronization detection The sensor 2205a is used as a set and forms an image forming station (hereinafter also referred to as “K station” for convenience) that forms a black image.

感光体ドラム2030b、帯電チャージャ2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b、クリーニングケース2031b、液晶偏向素子2203b、シリンダレンズ2204b、fθレンズ2105b、走査用ミラー2106b、トロイダルレンズ2107b、走査用ミラー2108b、同期検知センサ2205bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。   Photosensitive drum 2030b, charging charger 2032b, developing roller 2033b, toner cartridge 2034b, cleaning case 2031b, liquid crystal deflection element 2203b, cylinder lens 2204b, fθ lens 2105b, scanning mirror 2106b, toroidal lens 2107b, scanning mirror 2108b, synchronization detection The sensor 2205b is used as a set and forms an image forming station (hereinafter, also referred to as “C station” for convenience) that forms a cyan image.

感光体ドラム2030c、帯電チャージャ2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c、クリーニングケース2031c、液晶偏向素子2203c、シリンダレンズ2204c、fθレンズ2105c、走査用ミラー2106c、トロイダルレンズ2107c、走査用ミラー2108c、同期検知センサ2205cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。   Photosensitive drum 2030c, charging charger 2032c, developing roller 2033c, toner cartridge 2034c, cleaning case 2031c, liquid crystal deflection element 2203c, cylinder lens 2204c, fθ lens 2105c, scanning mirror 2106c, toroidal lens 2107c, scanning mirror 2108c, synchronization detection The sensor 2205c is used as a set and constitutes an image forming station (hereinafter also referred to as “M station” for convenience) that forms a magenta image.

感光体ドラム2030d、帯電チャージャ2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d、クリーニングケース2031d、液晶偏向素子2203d、シリンダレンズ2204d、fθレンズ2105d、走査用ミラー2106d、トロイダルレンズ2107d、走査用ミラー2108d、同期検知センサ2205dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。   Photosensitive drum 2030d, charging charger 2032d, developing roller 2033d, toner cartridge 2034d, cleaning case 2031d, liquid crystal deflection element 2203d, cylinder lens 2204d, fθ lens 2105d, scanning mirror 2106d, toroidal lens 2107d, scanning mirror 2108d, synchronization detection The sensor 2205d is used as a set and forms an image forming station (hereinafter, also referred to as “Y station” for convenience) that forms a yellow image.

各光源ユニットはいずれも、前記2次元アレイ100を有している。   Each light source unit has the two-dimensional array 100.

光源ユニット2200aから射出され、開口板2201aの開口部を通過した光束は、光束分割プリズム2202aでKステーション用の光束とCステーション用の光束とに分割される。また、光源ユニット2200bから射出され、開口板2201bの開口部を通過した光束は、光束分割プリズム2202bでMステーション用の光束とYステーション用の光束とに分割される。   The light beam emitted from the light source unit 2200a and passing through the opening of the aperture plate 2201a is split into a light beam for the K station and a light beam for the C station by the light beam splitting prism 2202a. The light beam emitted from the light source unit 2200b and having passed through the opening of the aperture plate 2201b is split into a light beam for the M station and a light beam for the Y station by the light beam splitting prism 2202b.

各同期検知センサはいずれも、前記同期検知センサ18と同様なセンサであり、対応する像面に等価な面に対して前記同期検知センサ18と同様な位置に配置され、ずれ量Δh及び対応する感光体ドラムにおける主走査の開始を検出するために用いられる。   Each of the synchronization detection sensors is the same sensor as the synchronization detection sensor 18 and is disposed at the same position as the synchronization detection sensor 18 with respect to a surface equivalent to the corresponding image plane, and corresponds to the shift amount Δh. It is used to detect the start of main scanning on the photosensitive drum.

走査制御装置は、前記走査制御装置22と同様にして、各同期検知センサの出力信号に基づいて、各感光体ドラムにおける副走査ずれ量を取得する。そして、走査制御装置は、副走査ずれがほぼ0となるように各液晶偏向素子に電圧を印加する。   Similarly to the scanning control device 22, the scanning control device acquires the sub-scanning deviation amount in each photosensitive drum based on the output signal of each synchronization detection sensor. Then, the scanning control device applies a voltage to each liquid crystal deflecting element so that the sub-scanning deviation is substantially zero.

また、走査制御装置は、前記走査制御装置22と同様にして、各感光体ドラムにおける走査開始を検出する。   The scanning control device detects the start of scanning on each photosensitive drum in the same manner as the scanning control device 22.

また、走査制御装置は、前記走査制御装置22と同様に、副走査ずれ量が感光体ドラムにおける走査線の間隔の1/2以上の場合は、副走査ずれが相殺されるように、対応する画像データをシフトする。   Similarly to the scanning control device 22, the scanning control apparatus responds so that the sub-scanning deviation is canceled when the sub-scanning deviation amount is ½ or more of the scanning line interval on the photosensitive drum. Shift image data.

このプリンタ2000では、ポリゴンミラー2104から各感光体ドラムに向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー2104から各同期検知センサに向かう光束が介するミラー面の数との差は、0枚である。従って、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。   In this printer 2000, the difference between the number of mirror surfaces through which the light flux from the polygon mirror 2104 goes to each photosensitive drum and the number of mirror surfaces through which the light beam goes from the polygon mirror 2104 to each synchronization detection sensor is zero. . Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.

このプリンタ2000では、感光体ドラムが1つだけのタイプの画像形成装置、すなわち4色に対応して4回の書き込みが必要な画像形成装置と比較して、4倍の速度で画像を形成することが可能となる。   In this printer 2000, an image is formed at a speed four times that of an image forming apparatus having only one photosensitive drum, that is, an image forming apparatus that requires four writing operations corresponding to four colors. It becomes possible.

なお、このプリンタ2000において、光走査装置を1色毎に設けても良いし、2色毎に設けても良い。   In this printer 2000, an optical scanning device may be provided for each color, or may be provided for every two colors.

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを安定して精度良く検出するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を安定して形成するのに適している。   As described above, according to the optical scanning device of the present invention, it is suitable for stably detecting the positional deviation in the sub-scanning direction of the light beam condensed on the surface to be scanned. The image forming apparatus of the present invention is suitable for stably forming a high quality image.

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the laser printer which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における光走査装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the optical scanning device in FIG. 図1における光走査装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the optical scanning device in FIG. 図2における光源に含まれるVCSELの2次元アレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the two-dimensional array of VCSEL contained in the light source in FIG. 図5(A)及び図5(B)は、いずれも図2における液晶偏向素子を説明するための図である。5A and 5B are diagrams for explaining the liquid crystal deflecting element in FIG. 図2における偏向器側走査レンズの光学面形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical surface shape of the deflector side scanning lens in FIG. 図2における像面側走査レンズの光学面形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical surface shape of the image surface side scanning lens in FIG. 図2の光走査装置における主要な光学素子の位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of the main optical elements in the optical scanning device of FIG. 図8における具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example in FIG. 光学的に像面に略平行な面を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface substantially parallel to an image surface optically. 図2における同期検知センサの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the synchronous detection sensor in FIG. 図12(A)〜図12(D)は、いずれも図11の同期検知センサの動作を説明するための図である。FIGS. 12A to 12D are diagrams for explaining the operation of the synchronization detection sensor of FIG. 11. 走査制御装置の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of a scanning control apparatus. 副走査ずれ量とΔhとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between subscanning deviation | shift amount and (DELTA) h. 図15(A)及び図15(B)は、いずれも光走査装置のハウジングの変形を説明するための図である。FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining the deformation of the housing of the optical scanning device. ハウジングの変形による同期検知用ミラーの変位を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the displacement of the mirror for a synchronous detection by deformation | transformation of a housing. 同期検知用ミラーの傾き角変化による同期検知用光束の光路変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path change of the light beam for synchronous detection by the inclination-angle change of the mirror for synchronous detection. 同期検知用ミラーのZ軸方向に関する位置変化による同期検知用光束の光路変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path change of the light beam for synchronous detection by the position change regarding the Z-axis direction of the mirror for synchronous detection. 同期検知用ミラーが1枚のときの傾き角変化による同期検知用光束の光路変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path change of the light beam for synchronous detection by the inclination-angle change when the mirror for synchronous detection is one sheet. タンデムカラー機の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a tandem color machine. 図20における光走査装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the optical scanning device in FIG. 図20における光走査装置の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the optical scanning device in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11a…偏向器側走査レンズ(走査光学系の一部)、11b…像面側走査レンズ(走査光学系の一部)、12a〜12c…走査用ミラー(走査光学系の一部)、13…ポリゴンミラー(偏向器)、14…光源、18…同期検知センサ(ビーム検知センサ)、18…第1受光部、18…第2受光部、19a…同期検知用ミラー(ビーム検知光学系の一部)、19b…同期検知用ミラー(ビーム検知光学系の一部)、20…液晶偏向素子、21…ハウジング、22…走査制御装置(制御装置)、1000…レーザプリンタ(画像形成装置)、1010…光走査装置、1030…感光体ドラム(像担持体)、1050…通信制御装置(通信装置)、2000…プリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、2030a,2030b,2030c,2030d…感光体ドラム(像担持体)、2050…通信制御装置(通信装置)、2104…ポリゴンミラー(偏向器)、2105a〜2105d…fθレンズ(走査光学系の一部)、2106a〜2106d…走査用ミラー(走査光学系の一部)、2107a〜2107d…トロイダルレンズ(走査光学系の一部)、2108a〜2108d…走査用ミラー(走査光学系の一部)、2205a〜2205d…同期検知センサ(ビーム検知センサ)。 11a: deflector side scanning lens (part of scanning optical system), 11b: image plane side scanning lens (part of scanning optical system), 12a-12c: scanning mirror (part of scanning optical system), 13 ... Polygon mirror (deflector), 14 ... light source, 18 ... synchronization detection sensor (beam detection sensor), 18 1 ... first light receiving part, 18 2 ... second light receiving part, 19a ... synchronization detection mirror (of the beam detection optical system) Part), 19b ... synchronization detection mirror (part of beam detection optical system), 20 ... liquid crystal deflection element, 21 ... housing, 22 ... scanning control device (control device), 1000 ... laser printer (image forming device), DESCRIPTION OF SYMBOLS 1010 ... Optical scanning apparatus, 1030 ... Photosensitive drum (image carrier), 1050 ... Communication control apparatus (communication apparatus), 2000 ... Printer (image forming apparatus), 2010 ... Optical scanning apparatus, 2030a, 2030b, 2 030c, 2030d ... photosensitive drum (image carrier), 2050 ... communication control device (communication device), 2104 ... polygon mirror (deflector), 2105a-2105d ... fθ lens (part of scanning optical system), 2106a-2106d ... Scanning mirror (part of scanning optical system), 2107a to 2107d ... Toroidal lens (part of scanning optical system), 2108a to 2108d ... Scanning mirror (part of scanning optical system), 2205a to 2205d ... Synchronization detection Sensor (beam detection sensor).

Claims (13)

光束により被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
光源と;
前記光源からの光束を偏向する偏向器と;
少なくとも1つのミラー面を有し、前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と;
前記被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを検出するためのビーム検知センサと;
前記光源、前記偏向器、前記走査光学系、及び前記ビーム検知センサのそれぞれを所定の位置関係で配置するハウジングと;を備え、
前記偏向器から前記被走査面に向かう光束が介するミラー面の数と、前記偏向器から前記ビーム検知センサに向かう光束が介するミラー面の数との差は、0枚あるいは偶数枚であることを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned in a main scanning direction with a light beam,
With a light source;
A deflector for deflecting a light beam from the light source;
A scanning optical system having at least one mirror surface and condensing the light beam deflected by the deflector onto the surface to be scanned;
A beam detection sensor for detecting a positional shift of a light beam condensed on the surface to be scanned in a sub-scanning direction;
A housing in which each of the light source, the deflector, the scanning optical system, and the beam detection sensor is disposed in a predetermined positional relationship;
The difference between the number of mirror surfaces through which the light beam traveling from the deflector toward the scanned surface passes and the number of mirror surfaces through which the light beam traveling from the deflector toward the beam detection sensor passes is zero or an even number. An optical scanning device.
光束により被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
光源と;
前記光源からの光束を偏向する偏向器と;
複数のミラー面を有し、前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と;
前記被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを検出するためのビーム検知センサと;
前記走査光学系の複数のミラー面のうち、光学的に前記被走査面に最も近い位置に配置されたミラー面で反射された光束を前記ビーム検知センサに導くビーム検知光学系と;
前記光源、前記偏向器、前記走査光学系、及び前記ビーム検知センサのそれぞれを所定の位置関係で配置するハウジングと;を備え、
前記ビーム検知光学系は、偶数枚のミラー面を有することを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned in a main scanning direction with a light beam,
With a light source;
A deflector for deflecting a light beam from the light source;
A scanning optical system having a plurality of mirror surfaces and condensing the light beam deflected by the deflector onto the surface to be scanned;
A beam detection sensor for detecting a positional shift of a light beam condensed on the surface to be scanned in a sub-scanning direction;
A beam detection optical system for guiding a light beam reflected by a mirror surface optically disposed at a position closest to the surface to be scanned among the plurality of mirror surfaces of the scanning optical system to the beam detection sensor;
A housing in which each of the light source, the deflector, the scanning optical system, and the beam detection sensor is disposed in a predetermined positional relationship;
The beam scanning optical system has an even number of mirror surfaces.
前記ビーム検知センサは、その受光面内において、副走査方向に対応する方向の位置によって、主走査方向に対応する方向の互いの間隔が異なる第1受光部と第2受光部とを有する受光素子を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。   The beam detection sensor has a light receiving element having a first light receiving portion and a second light receiving portion in the light receiving surface, in which the distance in the direction corresponding to the main scanning direction differs depending on the position in the direction corresponding to the sub scanning direction. The optical scanning device according to claim 1, comprising: 前記ビーム検知センサの受光面は、光学的に像面に略平行であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein a light receiving surface of the beam detection sensor is optically substantially parallel to an image surface. 前記ビーム検知センサの出力信号は、主走査の開始タイミングに関する情報を更に含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光走査装置。   5. The optical scanning device according to claim 1, wherein the output signal of the beam detection sensor further includes information on a main scanning start timing. 6. 前記ビーム検知センサの出力信号に基づいて、前記被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれを補正するための補正情報を求める補正装置を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光走査装置。   The apparatus further comprises a correction device that obtains correction information for correcting a positional shift in a sub-scanning direction of a light beam condensed on the surface to be scanned based on an output signal of the beam detection sensor. The optical scanning device according to any one of 1 to 5. 前記光源から前記被走査面に向かう光束の光路上に配置され、主走査方向に対応する方向に直交する面内で、入射光束の進行方向を印加電圧に応じて偏向する液晶偏向素子を更に備え;
前記補正情報は、前記液晶偏向素子への印加電圧であることを特徴とする請求項6に記載の光走査装置。
A liquid crystal deflecting element that is disposed on an optical path of a light beam from the light source toward the scanned surface and deflects the traveling direction of the incident light beam according to an applied voltage in a plane orthogonal to a direction corresponding to the main scanning direction; ;
The optical scanning device according to claim 6, wherein the correction information is a voltage applied to the liquid crystal deflecting element.
前記光源は、2次元配列された複数の発光部を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein the light source includes a plurality of light emitting units arranged two-dimensionally. 前記被走査面には前記走査によって画像が形成され、
前記複数の発光部の各駆動信号を画像データに応じて制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記被走査面上に集光される光束の副走査方向に関する位置ずれが前記被走査面上における走査線間隔の1/2以上のときに、前記位置ずれが低減されるように前記画像データを1ライン分シフトさせることを特徴とする請求項8に記載の光走査装置。
An image is formed by the scanning on the surface to be scanned,
A control device for controlling each drive signal of the plurality of light emitting units according to image data;
The control device may reduce the misalignment when the misalignment in the sub-scanning direction of the light beam condensed on the scanned surface is 1/2 or more of the scanning line interval on the scanned surface. 9. The optical scanning device according to claim 8, wherein the image data is shifted by one line.
前記ハウジングは、該ハウジングを他の構造物に締結するための締結部を有し、
前記ビーム検知センサは、前記締結部近傍に配置されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光走査装置。
The housing has a fastening portion for fastening the housing to another structure,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the beam detection sensor is disposed in the vicinity of the fastening portion.
少なくとも1つの像担持体と;
前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも1つの請求項1〜10のいずれか一項に記載の光走査装置と;を備える画像形成装置。
At least one image carrier;
An image forming apparatus comprising: at least one optical scanning device according to any one of claims 1 to 10 that scans a light beam including image information with respect to the at least one image carrier.
前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 11, wherein the image information is multicolor image information. 前記画像情報を含む種々の情報の通信をネットワークを介して外部機器と行う通信装置を、更に備えることを特徴とする請求項11又は12に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 11, further comprising a communication device that communicates various information including the image information with an external device via a network.
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