JP2015068875A - 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

光走査装置及びこれを用いた画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015068875A
JP2015068875A JP2013200882A JP2013200882A JP2015068875A JP 2015068875 A JP2015068875 A JP 2015068875A JP 2013200882 A JP2013200882 A JP 2013200882A JP 2013200882 A JP2013200882 A JP 2013200882A JP 2015068875 A JP2015068875 A JP 2015068875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
speed
light
mirror
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013200882A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5927164B2 (ja
Inventor
真悟 吉田
Shingo Yoshida
真悟 吉田
知夏 澤本
Chika Sawamoto
知夏 澤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Document Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Document Solutions Inc filed Critical Kyocera Document Solutions Inc
Priority to JP2013200882A priority Critical patent/JP5927164B2/ja
Priority to US14/496,143 priority patent/US9199480B2/en
Priority to EP14003331.7A priority patent/EP2853952B1/en
Priority to CN201410504761.0A priority patent/CN104516107B/zh
Publication of JP2015068875A publication Critical patent/JP2015068875A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5927164B2 publication Critical patent/JP5927164B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/45Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
    • B41J2/451Special optical means therefor, e.g. lenses, mirrors, focusing means
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/455Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using laser arrays, the laser array being smaller than the medium to be recorded
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/125Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/127Adaptive control of the scanning light beam, e.g. using the feedback from one or more detectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/129Systems in which the scanning light beam is repeatedly reflected from the polygonal mirror
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure
    • G03G15/0435Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure by introducing an optical element in the optical path, e.g. a filter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】対向走査方式の光走査装置において、感光体ドラムの回転速度が変化しても、副走査方向の色ズレの発生を防止する。
【解決手段】対向走査方式でドラム周面の走査を行うと、感光体ドラムは軸回りに回転しているので、走査ラインSL1、SL2は水平にはならず、感光体ドラムの回転速度に応じて副走査方向に傾く。調整機構は、感光体ドラムが全速回転される場合に、走査ラインSL1と走査ラインSL2とのラインずれSaを解消するように、所定の第1調整量で折り返しミラーの姿勢を調整する。感光体ドラムが半速回転とされた場合、その減速度合いに応じたラインずれSbが生じる。調整機構は、感光体ドラムが半速回転される場合に乗ずるラインずれSbを解消するように、第1調整量とは異なる第2調整量で折り返しミラーの姿勢を調整する。
【選択図】図7

Description

本発明は、光線を被走査面上に結像させる走査レンズを備えた光走査装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。
例えばレーザープリンターや複写機等に用いられる一般的な光走査装置は、レーザー光線を発する光源と、前記レーザー光線を偏向し該レーザー光線によって被走査面を走査させるポリゴンミラーと、偏向された前記レーザー光線を感光体ドラムの周面(被走査面)上に結像させる走査レンズとを含む。前記感光体ドラムは、カラープリンターではシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(Bk)の4色分が備えられ、各々の周面が各色の画像データで変調された前記レーザー光線で走査される。
光走査装置は、各色の感光体ドラムに対して個別に配置される態様と、特に小型のプリンターで汎用されている、ハウジングや光源ユニット、光学部品を共用することで、2色ごとに1台、若しくは4色で1台が配置される態様とがある。後者の態様では、一般にポリゴンミラーが共用される(特許文献1参照)。2色共用タイプでは、ポリゴンミラーに対して異なる方向から2本のレーザー光線を入射させ、異なるミラー面にて前記レーザー光線を各々偏向し、それぞれの感光体ドラムの周面へ結像させる。この態様では、一方のドラム周面の走査方向と、他方のドラム周面とで、走査方向が逆になる(以下、本明細書では当該態様を「対向走査方式」と呼ぶ)。
特開2001−108924号公報
主走査方向に1ラインの走査を行う間に感光体ドラムの軸回りの回転が進行するため、走査ラインは副走査方向に傾くことになる。対向走査方式では、前記走査ラインの傾きが一方のドラム周面と他方のドラム周面とで逆になる。これは副走査方向における色ズレの原因となる。特許文献1には、色ズレ量の少ない走査ラインを選択する技術が開示されているが、この技術では色ズレの発生自体は抑止することができない。
そこで、本願発明者らは、双方の走査ラインが平行になるように、前記ドラム周面の副走査方向への移動分を考慮して反射ミラー等の光学部品の配置することを考えた。しかしながら、感光体ドラムの回転速度が変わると、前記ドラム周面の副走査方向への移動量が変化することになるため、双方の走査ラインの平行性が保てなくなるという新たな課題に本願発明者らは直面した。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、対向走査方式の光走査装置において、感光体ドラムの回転速度が変化しても、副走査方向の色ズレの発生を防止することができる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一の局面に係る光走査装置は、各々被走査面としての第1周面及び第2周面を有し軸回りに回転する第1感光体ドラム及び第2感光体ドラムの、前記第1及び第2周面を光線で走査する光走査装置であって、光線を発する第1光源及び第2光源と、複数のミラー面を有し、軸回りに回転しつつ、前記第1光源から発せられる第1光線を偏向して前記第1周面を主走査方向の第1方向に走査する一方で、前記第2光源から発せられる第2光線を偏向して前記第2周面を前記第1方向とは反対の第2方向に走査するポリゴンミラーと、前記第1光線を前記第1周面に結像させる第1走査レンズ、及び前記第2光線を前記第2周面に各々結像させる第2走査レンズと、前記ポリゴンミラーと前記第1及び第2周面との間の光路に各々配置され、前記第1光線が前記第1周面に向かうように前記第1光線を反射する第1反射ミラー、及び、前記第2光線が前記第2周面に向かうように前記第2光線を反射する第2反射ミラーと、少なくとも前記第1反射ミラーの姿勢を調整する調整機構と、を備え、前記調整機構は、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が所定の第1速度であるとき、前記第1光線が前記第1周面を走査する第1走査ラインと前記第2光線が前記第2周面を走査する第2走査ラインとが平行になるように、所定の第1調整量で前記第1反射ミラーの姿勢を調整し、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が前記第1速度とは異なる第2速度であるとき、前記第1調整量とは異なる調整量であって、当該第2速度において前記第1走査ラインと前記第2走査ラインとの前記平行を得ることができる第2調整量で前記第1反射ミラーの姿勢を調整する。
この構成によれば、第1及び第2感光体ドラムの回転速度が、第1速度から第2速度に変化したとき、調整機構が少なくとも前記第1反射ミラーの姿勢を調整し、第2速度においても前記第1走査ラインと第2走査ラインとの平行性を維持する。従って、対向走査方式の光走査装置において、感光体ドラムの回転速度が変化しても、副走査方向の色ズレの発生自体を防止することができる。
上記構成において、前記第1速度mが、前記第1及び第2感光体ドラムの全速速度であり、前記第2速度が、m×1/n(但し、nは2以上の整数)の速度であることが望ましい。
この構成によれば、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が、全速もしくはその1/n速に限定されるので、ポリゴンミラーの回転制御、前記第1及び第2光源が発する第1及び第2光線の光量制御をシンプル化することができる。
この場合、前記第1光源及び前記第2光源が、複数本の光線を発するマルチビーム型の光源であって、前記第1光源及び前記第2光源の発光動作を制御する光源制御部をさらに備え、前記光源制御部は、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が前記第2速度に設定されたとき、前記複数個の光線のうち、一部の光線だけを発生させることが望ましい。
この構成によれば、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が第2速度に低下したとき、一部の光線の発生が停止されるので、走査ラインのラインピッチを適正化することができる。
或いは、前記第1光源及び前記第2光源が、1本の光線を発するシングルビーム型の光源であって、前記第1光源及び前記第2光源の発光動作を制御する光源制御部をさらに備え、前記光源制御部は、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が前記第2速度に設定されたとき、前記ポリゴンミラーの複数のミラー面のうち、一部のミラー面だけに前記光線が入射されるよう、前記光線を間欠的に発生させることは望ましい。
この構成によれば、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が第2速度に低下したとき、一部のミラー面を飛ばすように光線が前記ポリゴンミラーへ入射する。従って、走査ラインのラインピッチを適正化することができる。
上記構成において、前記調整機構は、前記第2調整量として下記の(1)式で距離Sを求め、前記第1光線の前記第1周面上の走査開始地点においてSだけ、及び、走査終了地点において−Sだけ副走査方向に結像位置がシフトするスキューが前記第1走査ラインに生じるように、前記第1反射ミラーの姿勢を調整することが望ましい。
S=−(25.4×B・L・P×10)/4πndf ・・・(1)
但し、副走査の進行方向を正として符号を設定し、「25.4」の数値は1インチのミリメートル換算値である。また、
B;前記第1光源の光線の数、
L;印字走査幅(inch)、
P;前記ポリゴンミラーのミラー面の数、
d;解像度(dpi)、
f;前記第1走査レンズの焦点距離(mm)である。
この構成によれば、第1光線をスキューさせるべき度合いが上記(1)式により距離Sとして正確に求められ、距離Sに応じた前記第1反射ミラーの姿勢調整が行われる。従って、前記第1速度又は前記第2速度の何れの状況下でも、前記第1走査ラインと前記第2走査ラインとの平行性を高度に維持することができる。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、各々被走査面としての第1周面及び第2周面を有し軸回りに回転する第1感光体ドラム及び第2感光体ドラムと、前記第1周面及び第2周面に光線を照射する上記の光走査装置とを備える。
本発明によれば、対向走査方式の光走査装置において、感光体ドラムの回転速度が変化しても、第1走査ラインと第2走査ラインとの平行性を維持することができる。従って、副走査方向の色ズレが発生しない光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 光走査装置の内部構造を示す斜視図である。 光走査装置の内部構造を概略的に示す平面図である。 図3のIV−IV線断面図である。 LDモジュールの例を示す斜視図である。 対向走査方式によるドラム周面の走査を説明するための模式図である。 走査ラインの傾きを説明するための模式図である。 光走査装置の制御構成を示すブロック図である。 走査ラインの傾き調整を説明するための模式図である。 走査ラインのラインピッチ調整の例を示す模式図である。 走査ラインのラインピッチ調整の例を示す模式図である。
以下、本発明の一実施形態に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。図1は本発明の画像形成装置の一実施形態に係るフルカラーのプリンター1の断面図である。プリンター1はタンデム型であって、その本体100内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット1M、シアン画像形成ユニット1C、イエロー画像形成ユニット1Y及びブラック画像形成ユニット1Bkが一定の間隔でタンデムに配置されている。
各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Bkは、感光体ドラム2a,2b,2c,2dをそれぞれ有している。各感光体ドラム2a〜2dの周囲には、帯電器3a,3b,3c,3d、現像装置4a,4b,4c,4d、転写ローラー5a,5b,5c,5d及びドラムクリーニング装置6a,6b,6c,6dがそれぞれ配置されている。画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Bkの上方には、中間転写ベルト7及びトナーコンテナ12a,12b,12c,12dが配置され、下方には光走査装置13が配置されている。
感光体ドラム2a〜2dは、図1の紙面と直交する方向に延びる回転軸と、静電潜像及びトナー像を担持する円筒状の周面とを有する。感光体ドラム2a〜2dは、不図示の駆動モーターによって図中の矢印方向(時計方向)に、所定のプロセス線速に応じた回転速度で軸回りに回転駆動される。帯電器3a〜3dは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって、感光体ドラム2a〜2dの周面を均一に帯電させる。
光走査装置13は、均一に帯電された感光体ドラム2a〜2dの周面(被走査面)にレーザー光線を照射し、各感光体ドラム2a〜2d上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。本実施形態では、マゼンタ及びシアン用と、イエロー及びブラック用との2台の2色共用タイプの光走査装置13が並設される例を示している。後記で詳述するが、光走査装置13は対向走査方式の光走査装置である。
現像装置4a〜4dは、各感光体ドラム2a〜2dの周面に、マゼンタ(M)トナー、シアン(C)トナー、イエロー(Y)トナー、ブラック(Bk)トナーをそれぞれ供給する。この供給により、各感光体ドラム2a〜2dの周面に形成された各静電潜像に各色のトナーが付着し、各静電潜像が各色のトナー像として可視化される。トナーコンテナ12a〜12dは、各現像装置4a〜4dに各色のトナーを各々補給する。転写ローラー5a〜5dは、中間転写ベルト7を介して各感光体ドラム2a〜2dに圧接され、一次転写部を形成している。ドラムクリーニング装置6a〜6dは、一次転写後の各感光体ドラム2a〜2dの周面を清掃する。
中間転写ベルト7は、各感光体ドラム2a〜2dの周面に担持されたトナー像が一次転写される外周面を有する。中間転写ベルト7は、駆動ローラー8とテンションローラー9との間に張設され、駆動ローラー8の駆動によって周回走行する。駆動ローラー8に対して、中間転写ベルト7を介して二次転写ローラー10が圧接され、二次転写部が形成されている。テンションローラー9の近傍には、ベルトクリーニング装置11が配置されている。
プリンター1はさらに、本体100の底部付近に着脱可能に装着される給紙カセット14と、本体100の右側部付近に配置された搬送パスP1及び反転搬送パスP2とを含む。給紙カセット14には、画像形成処理が施される複数枚のシートが収容されている。給紙カセット14の近傍には、該給紙カセット14から用紙を取り出すピックアップローラー15と、取り出された用紙を分離して搬送パスP1へと1枚ずつ送り出すフィードローラー16及びリタードローラー17とが配置されている。
搬送パスP1は、上下方向に延びる搬送パスであり、その搬送経路にはシートを搬送する搬送ローラー対18と、レジストローラー対19とが設けられている。レジストローラー対19は、シートを一時待機させた後に、所定のタイミングで前記二次転写部へシートを供給する。反転搬送パスP2は、シートの両面に画像を形成する場合に使用される搬送パスである。反転搬送パスP2には、複数の反転ローラー対20が適当な間隔で設けられている。
搬送パスP1は、本体100の上面に設けられた排紙トレイ21まで延びており、その途中には定着装置22と排紙ローラー対23,24とが設けられている。定着装置22は、定着ローラー及び加圧ローラーを含み、これらローラーのニップ部を通過するシートを加熱及び加圧することで、トナー像をシートに定着させる定着処理を行う。排紙ローラー対23,24は、定着処理後のシートを排紙トレイ21へ排出する。
次に、以上の構成を有するプリンター1による画像形成動作の概略を説明する。画像形成の指示信号が与えられると、各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Bkにおいて各感光体ドラム2a〜2dが回転駆動される。これらの感光体ドラム2a〜2dの表面は、帯電器3a〜3dによって一様に帯電される。各光走査装置13は、各色のカラー画像信号によって変調されたレーザー光線を出射し、各感光体ドラム2a〜2dの周面を走査して静電潜像をそれぞれ形成する。
先ず、マゼンタ画像形成ユニット1Mの感光体ドラム2aに現像装置4aからマゼンタトナーが供給され、感光体ドラム2aの静電潜像がマゼンタトナー像として現像される。このマゼンタトナー像は、感光体ドラム2aと転写ローラー5aとの間の一次転写部において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラー5aの作用によって、中間転写ベルト7上に一次転写される。
これに続くシアン、イエロー及びブラック画像形成ユニット1C,1Y,1Bkにおいても同様な現像動作が行われる。各感光体ドラム2b、2c,2d上にそれぞれ形成されたシアン像、イエロー像及びブラックトナー像は、各一次転写部において中間転写ベルト7上のマゼンタトナー像の上に順次重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト7上にはフルカラーのトナー像が形成される。なお、中間転写ベルト7上に転写されないで各感光体ドラム2a〜2d上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置6a〜6dによって除去される。
中間転写ベルト7上のフルカラートナー像が駆動ローラー8と二次転写ローラー10との間の二次転写部に達するタイミングに合わせて、給紙カセット14から搬送パスP1へ送り出されたシートが、レジストローラー対19によって前記二次転写部へと搬送される。トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラー10によって、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト7から一括してシートに二次転写される。
その後、シートは定着装置22へと搬送され、定着ニップ部を通過する。この際の加熱及び加圧によって、フルカラーのトナー像がシートの表面に熱定着される。トナー像が定着されたシートは、排紙ローラー対23,24によって排紙トレイ21上に排出され、一連の画像形成動作が完了する。なお、シート上に転写されないで中間転写ベルト7上に残留する転写残トナーは、ベルトクリーニング装置11によって除去される。
続いて、光走査装置13の詳細構造について説明する。なお、図1に示すプリンター1に備えられた2台の光走査装置13の基本構成は同じであるため、以下、1台の光走査装置13についてのみ図示及び説明する。図2は、光走査装置13の内部構造を示す斜視図、図3は、光走査装置13の内部構造を概略的に示す平面図、図4は、図3のIV−IV線断面図である。なお、ここで示す1台の光走査装置13は、図1に示すマゼンタ画像形成ユニット1Mの感光体ドラム2aとシアン画像形成ユニット1Cの感光体ドラム2bとを露光走査するものである。
光走査装置13は、樹脂にて一体成形されたハウジング25を有している。ハウジング25は、図4に示すように、その内部空間を上側空間25Uと下側空間25Lとに区画する水平な平板部材からなる基盤25Aと、基盤25Aの周囲を囲む枠状の側壁25Bとを備えている。基盤25A及び側壁25Bからなる構造体の側断面形状はH型である。なお、図示は省略しているが、上側空間25Uの開口を塞ぐ蓋部材と、下側空間25Lの開口を塞ぐ底板部材とが、それぞれハウジング25に取り付けられる。
ハウジング25の上側空間25Uの中心部には、ポリゴンミラー26が配置されている。ハウジング25内の上側空間25U及び下側空間25Lには、ポリゴンミラー26を中心としてこれの両側に第1走査光学系30と第2走査光学系40とが対称に配置されている。第1走査光学系30はマゼンタの感光体ドラム2a(第1感光体ドラム)の周面(第1周面)を走査するための光学系であり、第2走査光学系40はシアンの感光体ドラム2b(第2感光体ドラム)の周面(第2周面)を走査するための光学系である。つまり、本実施形態の光走査装置13は、1つのポリゴンミラー26を、互いに対向して配置された2つの走査光学系30、40で共用する対向走査方式の装置である。
ポリゴンミラー26は、レーザー光線(光ビーム)を偏向(反射)する複数のミラー面(本実施形態では6面)を有している。ポリゴンミラー26の重心には、回転軸261が取り付けられている。この回転軸261にはポリゴンモーター262が連結されている。ポリゴンモーター262の駆動によって、ポリゴンミラー26は回転軸261の軸回りに回転する。
第1、第2走査光学系30、40は、所定波長の第1、第2レーザー光線L1、L2(第1光線、第2光線)を発する第1LD(レーザーダイオード)モジュール31(第1光源)、第2LDモジュール41(第2光源)を各々備えている。第1、第2LDモジュール31、41は、レーザーダイオードを備え、ハウジング25の側壁25Bに組み付けられたプリント基板311、411に搭載された状態で、上側空間25U内に配置されている。第1、第2走査光学系30、40が備える光学部品は、第1、第2LDモジュール31、41からマゼンタ、シアン感光体ドラム2a、2bの周面に至る第1、第2レーザー光線L1、L2の光路上に各々配置されている。
図5は、LDモジュールの例を示す斜視図である。図5(A)は、シングルビーム型のLDモジュール31Aを示している。LDモジュール31Aは、筒状のホルダーの先端面Y(出射面)に1個のレーザーダイオードLDを備え、1本のレーザー光線を発する。図5(B)は、先端面Yに2個のレーザーダイオードLD1、LD2を備え、2本のレーザー光線を発するマルチビーム型のLDモジュール31Bを示している。ここでは、例えば2個の発光部を備えたモノリシックマルチレーザーダイオードが用いられる。このLDモジュール31Bを用いれば、1回の走査にて2本の走査ラインを同時に描くことができる。また、先端面Yに対する法線のうち中央を通る法線Gを回転軸として矢印Xの方向にLDモジュール31Bを回転させることで、2本のレーザー光線の副走査ピッチ(解像度)を調整することができる。図5(C)は、先端面Yに4個のレーザーダイオードLD1、LD2、LD3、LD4を備え、4本のレーザー光線を発するマルチビーム型のLDモジュール31Cを示している。このLDモジュール31Cを用いれば、1回の走査にて4本の走査ラインを同時に描くことができる。
第1走査光学系30は、入射光学ユニット312、第1結像レンズ32(第1走査レンズの1つ)、第2結像レンズ33(第1走査レンズの1つ)、及び第1折り返しミラー34、第2折り返しミラー35及び第3折り返しミラー36(第1反射ミラー)を含む。第2走査光学系40は、入射光学ユニット412、第1結像レンズ42(第2走査レンズの1つ)、第2結像レンズ43(第2走査レンズの1つ)、及び第1折り返しミラー44、第2折り返しミラー45及び第3折り返しミラー46(第2反射ミラー)を含む。第1結像レンズ32、42、第2結像レンズ33、43及び第1折り返しミラー34、44は、ハウジング25の上側空間25U(基盤25Aの上面)に配置され、第2折り返しミラー35、45及び第3折り返しミラー36、46は下側空間25L(基盤25Aの下面)に配置されている。
入射光学ユニット312、412は、それぞれコリメータレンズとシリンドリカルレンズとを含む。各コリメータレンズは、第1、第2LDモジュール31、41から発せられ拡散する第1、第2レーザー光線L1、L2を平行光に変換する。各シリンドリカルレンズは、各コリメータレンズから出射された第1、第2レーザー光線L1、L2を主走査方向に長い線状光に変換してポリゴンミラー26のミラー面に結像させる。第1LDモジュール31から出射される第1レーザー光線L1は、ポリゴンミラー26の1のミラー面に入射され、第2LDモジュール41から出射される第2レーザー光線L2は、ポリゴンミラー26の前記1のミラー面とは異なる他のミラー面に入射され、両光線L1、L2は対称な2方向にそれぞれ偏向される。
第1走査光学系30の第1結像レンズ32及び第2結像レンズ33は、fθ特性を有するレンズであり、ポリゴンミラー26の前記1のミラー面によって偏向された第1レーザー光線L1を等速走査光に変換すると共に、該等速走査光を感光体ドラム2aの周面に結像させる。第2走査光学系40の第1結像レンズ42及び第2結像レンズ43も同様にfθ特性を有するレンズであり、ポリゴンミラー26の前記他のミラー面によって偏向された第2レーザー光線L2を等速走査光に変換すると共に、該等速走査光を感光体ドラム2bの周面に結像させる。
図4を参照して、第1折り返しミラー34、44、第2折り返しミラー35、45及び第3折り返しミラー36、46は、ポリゴンミラー26と感光体ドラム2a、2bの周面との間の光路に各々配置され、第1、第2レーザー光線(走査光)L1、L2を感光体ドラム2a、2bの周面へ向かうように各々反射するミラーである。
第1走査光学系30の第1折り返しミラー34は、上側空間25Uにおいて水平方向に進行する第1レーザー光線L1が下側空間25Lへ向かうよう、第1レーザー光線L1を90°屈曲させて反射するミラーである。第2折り返しミラー35は、第1折り返しミラー34で反射された第1レーザー光線L1が入射され、第1レーザー光線L1をさらに90°屈曲反射し、下側空間25Lにおいて第1レーザー光線L1を水平方向に向かわせるミラーである。第3折り返しミラー36は、第2折り返しミラー35で反射された第1レーザー光線L1が入射され、第1レーザー光線L1をさらに90°屈曲反射し、上側空間25Uを通過して感光体ドラム2aの周面に向かわせるミラーである。
本実施形態では、この第3折り返しミラー36の姿勢を調整するミラー駆動部49(調整機構)が付設されている。ミラー駆動部49は、例えば第3折り返しミラー36の傾きを変える、ピッチ(pitch)、ヨー(yaw)、又はロール(roll)方向に回転させる、捻りや湾曲等の歪みを与える、或いはこれらを複合して変位させる、などの手法によって、第1レーザー光線L1の反射方向を変更する。すなわち、ミラー駆動部49が第3折り返しミラー36の姿勢を変えることで、第1レーザー光線L1の感光体ドラム2aの周面への結像位置が変化させる。なお、第3折り返しミラー36に代えて、第1折り返しミラー34又は第2折り返しミラー35の姿勢を調整することもできる。しかし、結像面に最も近い第3折り返しミラー36を姿勢調整対象とすれば、結像位置の調整を正確に行えるので好ましい。
第2走査光学系40の第1、第2、第3折り返しミラー44、45、46も、第1走査光学系30と同様であり、第2レーザー光線L2を各々90°屈曲反射し、感光体ドラム2bの周面に向かわせる。本実施形態では、第2走査光学系40のミラー44、45、46は姿勢調整対象とされないが、他の実施形態ではこれらも姿勢調整対象とすることができる。
上記の第1、第2レーザー光線L1、L2の折り返しを、基盤25Aを通して行わせるために、基盤25Aには第1、第2レーザー光線L1、L2をそれぞれ通過させる2つの第1の開口部25a及び2つの第2の開口部25bが形成されている。第1の開口部25aは、主走査方向(図3の左右方向)に長い矩形の開口であり、基盤25Aの第3折り返しミラー36、46と感光体ドラム2a、2bとを結ぶ光路上であって、第1結像レンズ32、42と第2結像レンズ33、43の間に配置されている。第2の開口部25bは、主走査方向に長い矩形の開口であって、第1折り返しミラー34、44と第2折り返しミラー35、45とを結ぶ光路上に配置されている。
光走査装置13は、第1走査光学系30に対して配置される第1同期検知器37、及び、第2走査光学系40に対して配置される第2同期検知器47をさらに備える。第1、第2同期検知器37、47は、基盤25Aの上面(上側空間25U)の第1結像レンズ32、42の横であって、ポリゴンミラー26を中心とする点対称位置に配置されている。これらの同期検知器37、47は、第1、第2レーザー光線L1、L2による各感光体ドラム2a、2bの有効走査範囲外にそれぞれ配置されている。第1、第2レーザー光線L1、L2による感光体ドラム2a、2b上への走査(書き出し)開始タイミングは、第1、第2同期検知器37、47が同期検知用の光ビームL1’、L2’を各々検知することによって決定される。
第1、第2走査光学系30、40は、同期検知用の光ビームL1’、L2’を反射させて第1、第2同期検知器37,47に各々導くための同期検知用ミラー38、48を備える。同期検知用ミラー38、48は、基盤25Aの下面(下側空間25L)であって有効走査範囲外にそれぞれ配置されている。なお、ポリゴンミラー26から第1、第2同期検知用ミラー38,48に至る同期検知用光路の途中には、上述の第1折り返しミラー34、44及び第2折り返しミラー35、45の長手方向端部領域が介在している。
次に、以上のように構成された光走査装置13の作用について、図6をさらに参照して説明する。第1LDモジュール31から出射された第1レーザー光線L1は、入射光学ユニット312によって線状の光線に集光された後、矢印A方向に所定の速度で回転軸261の軸回りに回転駆動されているポリゴンミラー26の第1ミラー面R1に入射する。一方、第2LDモジュール41から出射された第2レーザー光線L2は、入射光学ユニット412によって線状の光線に集光された後、ポリゴンミラー26の第3ミラー面R3に入射する。第3ミラー面R3は、回転軸261の軸回りで見て、第1ミラー面R1に対して面方向が120°異なっている面である。
第1レーザー光線L1と第2レーザー光線L2とは、ポリゴンミラー26に対して対称な2方向に偏向(反射)され、第1レーザー光線L1はマゼンタ感光体ドラム2aの右端付近の周面に、第2レーザー光線L2はシアン感光体ドラム2bの左端付近の周面にそれぞれ結像される。この結像までの間に、図4に示すように、第1、第2レーザー光線L1、L2は、まず第1結像レンズ32、42と第2結像レンズ33、43とを通過することによって等速走査光に変換される。その後、第1、第2レーザー光線L1、L2は、第1折り返しミラー34、44によって下方に向かって直角に折り返され、第2の開口部25bを通過して第2折り返しミラー35、45に至る。続いて第1、第2レーザー光線L1、L2は、該第2折り返しミラー35、45によって直角に折り返されて基盤25Aの下面に沿って水平に進行する。その後、第1、第2レーザー光線L1、L2は、第3折り返しミラー36、46によって直角上方に折り返され、第1の開口部25aを通過して感光体ドラム2a、2bに向かう。
第1レーザー光線L1は、回転軸AX回りに回転しているマゼンタ感光体ドラム2aの周面を、右端を書き出し位置として右端から左端に向かう第1方向D1に走査し、走査ラインSL1を描画(露光)する。一方、第2レーザー光線L2は、回転軸AX回りに回転しているシアン感光体ドラム2bの周面を、左端を書き出し位置として左端から右端に向かう第2方向D2に走査し、走査ラインSL2を描画する。つまり、第1、第2レーザー光線L1、L2は、互いに反対方向に走査ラインSL1、SL2を描画する(対向走査方式)。
図7は、走査ラインSL1、SL2の傾きを説明するための模式図である。走査の際、感光体ドラム2a、2bは回転軸AX回りに回転しているので、走査ラインSL1、SL2は水平にはならず、感光体ドラム2a、2bの回転速度に応じて副走査方向に傾くことになる。図7(A)に示すように、右端を書き出し位置とする第1レーザー光線L1のビームスポットLP1は、左下がりに傾いた走査ラインSL1を描画する。一方、左端を書き出し位置とする第2レーザー光線L2のビームスポットLP2は、右下がりに傾いた走査ラインSL2を描画する。このため、走査ラインSL1、SL2は平行にならず、ライン端部においてラインずれSaが生じる。このようなラインずれSaは、シアン色とマゼンタ色の色ずれの原因となる。
この色ずれの防止のため、例えば走査ラインSL1が走査ラインSL2と平行になるよう、走査ラインSL1がスキューされる。本願発明者らは、まず、感光体ドラム2a、2bが全速回転(プリンター1が通常のプロセス線速で画像形成処理を行う場合のドラム回転速度)される全速モードに合わせて前記スキューの調整を行うことを考えた。具体的には、ラインずれSaを消失させるように第1走査光学系30の第3折り返しミラー36(あるいは第2走査光学系40の第3折り返しミラー46)の姿勢を調整した上で、ハウジング25に当該第3折り返しミラー36を組み付けた。これにより、図7(B)に示すように、ビームスポットLP1、LP2の走査経路を同じ、つまり走査ラインSL1と走査ラインSL2とを互いに平行とすることができた。
しかしながら、感光体ドラム2a、2bの回転速度が変わると、ドラム周面の単位時間当たりの副走査方向への移動量が全速モード時に対して変化することになるため、双方の走査ラインの平行性が保てなくなる。プリンター1は、厚手のシートへの画像形成や高精細画質の画像形成を行う場合等に、感光体ドラム2a、2bの回転速度を全速モードに比べて低下させる低速モードで画像形成処理を行うことがある。通常、全速モードの際の感光体ドラム2a、2bの回転速度(第1速度)をmとするとき、低速モードは、m×1/n(但し、nは2以上の整数)の回転速度(第2速度)とされる。好ましくは、n=2又は4とされる。つまり、低速モードでは、全速モードのドラム回転速度の1/n速で、好ましくは半速又は1/4速で感光体ドラム2a、2bが回転駆動される。例えば半速回転の場合、図7(C)に示すように、ビームスポットLP1、LP2により描画される走査ラインSL1と走査ラインSL2との間には、全速と半速との速度差に応じたラインずれSbが生じることになる。このラインずれSbもまた、シアン色とマゼンタ色の色ずれの原因となる。
この問題に鑑み、本実施形態のプリンター1(光走査装置13)は、全速モードにおけるラインずれSaだけでなく、低速モードにおけるラインずれSbも消失させる機能を備える。図8は、光走査装置13の制御構成を示すブロック図である。プリンター1は、上記ラインずれを消失させる機能を有する制御部50を備える。制御部50は、制御プログラムにより動作するマイクロコンピューターであり、機能的に線速制御部51、発光制御部52(光源制御部)、ミラー姿勢制御部53(調整機構の一部)及びポリゴンモーター制御部54を含む。
線速制御部51は、プリンター1のプロセス線速を設定し、このプロセス線速に合わせて感光体ドラム2a〜2dを含む回転部材の回転速度等を設定する。本実施形態においては、線速制御部51は、全速モードでは感光体ドラム2a〜2dを回転速度mで回転させ、低速モードでは感光体ドラム2a〜2dをm/2(半速)、若しくはm/4(1/4速)で回転させる。
発光制御部52は、第1、第2LDモジュール31、41の発光動作を制御する。発光制御部52は、各色の画像形成用として与えられた画像データに応じて、第1、第2LDモジュール31、41が有するレーザーダイオードの発光動作を制御する。ここで、第1、第2LDモジュール31、41が図5(A)に示すようなシングルビーム型のLDモジュールである場合において、線速制御部51が全速モード(第1速度)を設定しているとき、発光制御部52は連続的に前記発光動作を実行させる。一方、線速制御部51が低速モード(第2速度)を設定しているときは、ポリゴンミラー26の複数のミラー面のうち、一部のミラー面だけにレーザー光線が入射されるよう、レーザー光線を間欠的に発生させる制御を行う。つまり、一部のミラー面に対しては、レーザーダイオードに発光動作を実行させて画像データに応じて変調されたレーザー光線を入射させるが、他の一部のミラー面に対しては、レーザーダイオードをOFF状態とする制御を行う。
また、第1、第2LDモジュール31、41が図5(B)又は(C)に示すようなマルチビーム型のLDモジュールである場合において、線速制御部51が全速モードを設定しているとき、発光制御部52は第1、第2LDモジュール31、41が備える複数個のレーザーダイオードの全てに発光動作を実行させ、複数本のレーザー光線を発生させる。一方、線速制御部51が低速モードを設定しているときは、前記複数個のレーザーダイオードのうちの一部だけに発光動作を実行させ、一部が間引きされた状態でレーザー光線を発生させる。
ミラー姿勢制御部53は、第1、第2レーザー光線L1、L2が描く第1、第2走査ラインSL1、SL2を平行にするために必要な第3折り返しミラー36(第1反射ミラー)の調整量を決定し、ミラー駆動部49に調整動作を実行させる。線速制御部51が全速モードを設定しているとき、ミラー姿勢制御部53は、所定の第1調整量で第3折り返しミラー36の姿勢を調整させる。なお、全速モードにおける第3折り返しミラー36の姿勢をホームポジションとし、前記第1調整量=ゼロ調整量としても良い。線速制御部51が低速モードを設定しているとき、ミラー姿勢制御部53は、第1調整量とは異なる調整量であって、第1、第2走査ラインSL1、SL2の平行を得ることができる第2調整量で第3折り返しミラー36の姿勢を調整させる。
ポリゴンモーター制御部54は、ポリゴンミラー26の軸回りの回転数を制御するために、ポリゴンモーター262の駆動を制御する。本実施形態では、ポリゴンモーター制御部54は、全速モード及び低速モードのいずれにも拘わらず、一定速度でポリゴンミラー26を回転させる。
図9は、ミラー姿勢制御部53及びミラー駆動部49による第1、第2走査ラインSL1、SL2の傾き調整を説明するための模式図である。ミラー姿勢制御部53は、前記第2調整量として次述する算出式で距離Sを求め、第1走査ラインSL1を描画する第1レーザー光線L1の走査開始地点においてSだけ、及び、走査終了地点において−Sだけ副走査方向に結像位置がシフトするように、第3折り返しミラー36の姿勢を調整する。
距離Sは次のようにして求めることができる。
ポリゴンミラー26のミラー面の数をP、第1、第2結像レンズ32、33(第1走査レンズ)による合成焦点距離をf(mm)、第1レーザー光線L1のビームスポットLP1による感光体ドラム2aの周面の印字走査幅(走査ラインSL1の長さ)をL(inch)とすると、ポリゴンミラー26の1つのミラー面で走査する画角Vaは、次の(11)式で求められる。
Va=(360×2)/P=720/P ・・・(11)
焦点距離fのレンズで距離Lを走査するのに必要な画角Vbは、次の(12)式で求められる。
Vb=(L×25.4/f)×(180/π)=(25.4×L×180)/fπ ・・・(12) 但し、「25.4」の数値は1インチのミリメートル換算値である。
画像領域比、すなわち、画角Vaと画角Vbとの比は、次の(13)式となる。
Vb/Va={(25.4×L×180)/fπ}/(720/P)=(25.4×L×P×180)/(720×π×f)=25.4×L×P/4πf ・・・(13)
第1LDモジュール31が発生するレーザー光線の数をB(個)、解像度をd(dpi)とすると、ポリゴンミラー26の1つのミラー面での偏向の間に移動する副走査量Wは、次の(14)式となる。
W=B×(25.4/d)×10 ・・・(14)
よって、第1レーザー光線L1のビームスポットLP1が距離Lだけ走査するときの副走査方向の移動距離S0、すなわち、発生する副走査色ずれ量は、(13)式と(14)式との乗算からなる次の(15)式で求められる。
S0=W×Vb/Va={(25.4×B×10)/d}×{(25.4×L×P)/(4πf)}=(25.4×BLP×10)/4πdf ・・・(15)
上記(15)式で求められる距離S0は、全速モード時において発生する副走査色ずれ量に相当する。従って、ミラー姿勢制御部53は、前記第1調整量=距離S0として、第3折り返しミラー36の姿勢を調整する。具体的には、第1レーザー光線L1のビームスポットLP1の走査開始地点(書き出し位置)における結像位置が副走査進行方向の上流側に距離S0だけシフトし、走査終了地点(書き終わり位置)における結像位置が副走査方向の下流側に距離S0だけシフトするスキューが第1走査ラインSL1に生じるように、ミラー姿勢制御部53は第3折り返しミラー36の姿勢を調整する。これにより、全速モード時におけるラインずれSa(図7(A)参照)を解消することができる。なお、第3折り返しミラー36のホームポジションが距離S0だけ予め調整された姿勢であるときは、ミラー姿勢制御部53は、第3折り返しミラー36の姿勢をホームポジションに設定する制御を行う。
低速モード時において、感光体ドラム2a〜2dの速度が全速モードの1/n倍(本実施形態では、n=2又は4)となったとき、第1レーザー光線L1のビームスポットLP1が距離Lだけ走査するときの副走査方向の移動距離S(前記第2調整量)は、次の(16)式で求められる。
S=1/n×S0=(25.4×BLP×10)/4πdf ・・・(16)
ここで、副走査の進行方向を正として符号を設定すると、距離Sは次の(1)式となる。
S=−(25.4×BLP×10)/4πdf ・・・(1)
図9に示すように、全速モード時において平行であった第1、第2走査ラインSL1、SL2は、低速モードに変更されるとラインずれが生じる(図7(C)も参照)。このラインずれを矯正するために、第1レーザー光線L1のビームスポットLP1の走査開始地点における結像位置が副走査進行方向の上流側に距離Sだけシフトされる。つまり、走査開始地点に向かう第1レーザー光線L1−Sが上流側に距離Sだけシフトされたポイントに向かうように、第3折り返しミラー36の姿勢が調整される。また、ビームスポットLP1の走査終了地点における結像位置が副走査進行方向の下流側に距離−Sだけシフトされる。つまり、走査終了地点に向かう第1レーザー光線L1−Eが下流側に距離Sだけシフトされたポイントに向かうように、第3折り返しミラー36の姿勢が調整される。これにより、第1レーザー光線L1が描画する第1走査ラインSL1は、ライン中間点に対して書き出し側が距離S、書き終わり側が距離−Sだけスキューされた走査ラインSL1Aとなる。この走査ラインSL1は、第2レーザー光線L2が描画する第2走査ラインSL2と平行となる。このような第1走査ラインSL1のスキューが生じるよう、ミラー姿勢制御部53は第3折り返しミラー36の姿勢を調整する。
続いて、発光制御部52の低速モード時におけるラインピッチの調整制御について、図10、図11に基づいて説明する。図10(A)は、2個のレーザーダイオードLD1、LD2を備えたマルチビーム型のLDモジュール31B(図5(B)参照)が光源として用いられ、感光体ドラム2aが回転軸AX回りに全速モードの回転速度mで回転されている例を示している。全速モードでは、発光制御部52はレーザーダイオードLD1、LD2の双方に発光動作を実行させ、1回の走査で2本の走査ラインを描画させる。これら走査ラインのラインピッチは、所定の解像度に沿ったものである。
図10(B)は、感光体ドラム2aが全速モードの半速m/2で回転軸AX回りに回転されている例を示している。半速(低速)モードでは、発光制御部52は、レーザーダイオードLD1だけに発光動作を実行させ、レーザーダイオードLD2は休止させる。従って、感光体ドラム2aの周面には1回の走査で1本の走査ラインが描画される。既述の通り、ポリゴンモーター制御部54は、全速モード及び低速モードのいずれにも拘わらず、一定速度でポリゴンミラー26を回転させる。このため、ドラム回転速度が半速m/2に低下したことに対応して一方のレーザーダイオードLD2を単純にOFF状態とすることで、走査ラインのラインピッチを所定の解像度にマッチさせることができる。すなわち、ポリゴンミラーの回転制御やレーザーダイオードの光量制御等の特に複雑な制御を要することなく、ラインピッチを適正化することができる。
なお、4個のレーザーダイオードLD1〜LD4を備えたマルチビーム型のLDモジュール31C(図5(C)参照)が光源として用いられた場合、半速モードでは、発光制御部52は、4個のレーザーダイオードの内、1つ飛ばしの2個だけ(例えばLD1とLD3、若しくはLD2とLD4)に発光動作を実行させ、他の2個は休止させる。さらに、1/4速モードの場合には、発光制御部52は、4個のレーザーダイオードの内、1個だけに発光動作を実行させる。
図11(A)は、シングルビーム型のLDモジュール31A(図5(A)参照)が光源として用いられ、感光体ドラム2aが回転軸AX回りに全速モードの回転速度mで回転されている例を示している。全速モードでは、発光制御部52はLDモジュール31Aに連続的に発光動作を実行させ、ポリゴンミラー26の全てのミラー面R1〜R6に第1レーザー光線L1を入射させる。これにより、ポリゴンミラー26の1回転につき感光体ドラム2aの周面には、各々のミラー面R1〜R6で偏向された第1レーザー光線L1により6本の走査ラインSL−R1〜SL−R6が描画されることになる。各走査ラインSL−R1〜SL−R6のラインピッチは、所定の解像度に沿ったものである。
図11(B)は、感光体ドラム2aが全速モードの半速m/2で回転軸AX回りに回転されている例を示している。半速モードでは、発光制御部52は、ミラー面R1〜R6のうち、1つ飛ばしのミラー面だけに第1レーザー光線L1が入射されるように、LDモジュール31Aを制御して第1レーザー光線L1を間欠的に発生させる。ここでは、ミラー面R1、R3、R5がLDモジュール31Aと対向する期間だけをLDモジュール31AのON状態とし、ミラー面R2、R4、R6がLDモジュール31Aと対向する期間はLDモジュール31AをOFFとする例を示している。これにより、ポリゴンミラー26の1回転につき感光体ドラム2aの周面には、ミラー面R1、R3、R5で偏向された第1レーザー光線L1により3本の走査ラインSL−R1、SL−R3、SL−R5が描画されることになる。ポリゴンミラー26の回転速度は一定であるので、走査ラインSL−R1、SL−R3、SL−R5のラインピッチは所定の解像度にマッチしたものとなる。すなわち、ポリゴンミラーの回転制御やレーザーダイオードの光量制御等の特に複雑な制御を要することなく、ラインピッチを適正化することができる。
なお、1/4速モードの場合には、発光制御部52は、ミラー面R1〜R6のうち、3つ飛ばしのミラー面だけに第1レーザー光線L1が入射されるように、LDモジュール31Aを制御する。つまり、ミラー面R1→R5→R3→R1の順に第1レーザー光線L1を入射させる。また、マルチビーム型のLDモジュールを用いる場合において、ドラム回転速度を1/4速以下の速度に低下させる場合は、この図11(B)に示した間欠制御と、図11(B)の制御とを併用しても良い。
以上説明した本実施形態に係る光走査装置13によれば、感光体ドラム2a、2bの回転モードが、全速モードから低速モード(半速、1/4速)に低下したとき、ミラー姿勢制御部53が第3折り返しミラー36の姿勢を調整し、低速モードにおいても走査ラインSL1,SL2の平行性を維持する。従って、対向走査方式の光走査装置13において、感光体ドラム2a、2bの回転速度が変化しても、副走査方向の色ズレの発生自体を防止することができる。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
(1)上記実施形態では、ミラー姿勢制御部53及びミラー駆動部49が、第1走査光学系30の第3折り返しミラー36の姿勢を調整する例を示した。これに代えて、第2走査光学系40の第3折り返しミラー46の姿勢が調整される態様(第2走査ラインがスキューされる態様)としても良い。あるいは、双方の第3折り返しミラー36、46の姿勢が調整される態様としても良い。さらに、第3折り返しミラー36、46以外の他のミラーを調整対象としても良い。
(2)上記実施形態では、低速モードとして、全速の半速、1/4速が準備されている例を示した。低速モードは、全速の1/n(n=2以上の整数)の速度であればよく、例えば1/3速、1/5速としても良い。或いは、任意のドラム回転速度とし、各回転速度に応じたスキュー量を予めメモリに記憶させておく態様としても良い。但し、低速モードとして、全速の半速、1/4速とすれば、上記で図10及び図11に基づき説明した通り、ポリゴンミラーの回転制御やレーザーダイオードの光量制御を行うことなく、単純にLDモジュールのON−OFF制御のみで容易にラインピッチを適正化できるので、特に好ましい。
(3)上記実施形態では、1つの光走査装置13内に、2色の走査光学系30、40が収容されている2色共用タイプを示した。対向走査方式が採用されている限りにおいて、4色の走査光学系が1つの光走査装置内に収容される4色共用タイプとしても良い。
1 プリンター
13 光走査装置
2a マゼンタ感光体ドラム(第1感光体ドラム)
2b シアン感光体ドラム(第2感光体ドラム)
26 ポリゴンミラー
30 第1走査光学系
31 第1LDモジュール(第1光源)
32 第1結像レンズ(第1走査レンズの1つ)
33 第2結像レンズ(第1走査レンズの1つ)
36 第3折り返しミラー(第1反射ミラー)
40 第2走査光学系
41 第2LDモジュール(第2光源)
42 第1結像レンズ(第2走査レンズの1つ)
43 第2結像レンズ(第2走査レンズの1つ)
46 第3折り返しミラー(第2反射ミラー)
49 ミラー駆動部(調整機構の一部)
50 制御部
52 発光制御部(光源制御部)
53 ミラー姿勢制御部(調整機構の一部)
L1、L2 第1、第2レーザー光線(光線)
SL1、SL2 走査ライン(第1、第2走査ライン)

Claims (6)

  1. 各々被走査面としての第1周面及び第2周面を有し軸回りに回転する第1感光体ドラム及び第2感光体ドラムの、前記第1及び第2周面を光線で走査する光走査装置であって、
    光線を発する第1光源及び第2光源と、
    複数のミラー面を有し、軸回りに回転しつつ、前記第1光源から発せられる第1光線を偏向して前記第1周面を主走査方向の第1方向に走査する一方で、前記第2光源から発せられる第2光線を偏向して前記第2周面を前記第1方向とは反対の第2方向に走査するポリゴンミラーと、
    前記第1光線を前記第1周面に結像させる第1走査レンズ、及び前記第2光線を前記第2周面に各々結像させる第2走査レンズと、
    前記ポリゴンミラーと前記第1及び第2周面との間の光路に各々配置され、前記第1光線が前記第1周面に向かうように前記第1光線を反射する第1反射ミラー、及び、前記第2光線が前記第2周面に向かうように前記第2光線を反射する第2反射ミラーと、
    少なくとも前記第1反射ミラーの姿勢を調整する調整機構と、を備え、
    前記調整機構は、
    前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が所定の第1速度であるとき、前記第1光線が前記第1周面を走査する第1走査ラインと前記第2光線が前記第2周面を走査する第2走査ラインとが平行になるように、所定の第1調整量で前記第1反射ミラーの姿勢を調整し、
    前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が前記第1速度とは異なる第2速度であるとき、前記第1調整量とは異なる調整量であって、当該第2速度において前記第1走査ラインと前記第2走査ラインとの前記平行を得ることができる第2調整量で前記第1反射ミラーの姿勢を調整する、光走査装置。
  2. 請求項1に記載の光走査装置において、
    前記第1速度mが、前記第1及び第2感光体ドラムの全速速度であり、
    前記第2速度が、m×1/n(但し、nは2以上の整数)の速度である、光走査装置。
  3. 請求項2に記載の光走査装置において、
    前記第1光源及び前記第2光源が、複数本の光線を発するマルチビーム型の光源であって、前記第1光源及び前記第2光源の発光動作を制御する光源制御部をさらに備え、
    前記光源制御部は、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が前記第2速度に設定されたとき、前記複数個の光線のうち、一部の光線だけを発生させる、光走査装置。
  4. 請求項2に記載の光走査装置において、
    前記第1光源及び前記第2光源が、1本の光線を発するシングルビーム型の光源であって、前記第1光源及び前記第2光源の発光動作を制御する光源制御部をさらに備え、
    前記光源制御部は、前記第1及び第2感光体ドラムの回転速度が前記第2速度に設定されたとき、前記ポリゴンミラーの複数のミラー面のうち、一部のミラー面だけに前記光線が入射されるよう、前記光線を間欠的に発生させる、光走査装置。
  5. 請求項2〜4のいずれか1項に記載の光走査装置において、
    前記調整機構は、前記第2調整量として下記の(1)式で距離Sを求め、前記第1光線の前記第1周面上の走査開始地点においてSだけ、及び、走査終了地点において−Sだけ副走査方向に結像位置がシフトするスキューが前記第1走査ラインに生じるように、前記第1反射ミラーの姿勢を調整する、光走査装置。
    S=−(25.4×B・L・P×10)/4πndf ・・・(1)
    但し、副走査の進行方向を正として符号を設定し、「25.4」の数値は1インチのミリメートル換算値である。また、
    B;前記第1光源の光線の数、
    L;印字走査幅(inch)、
    P;前記ポリゴンミラーのミラー面の数、
    d;解像度(dpi)、
    f;第1走査レンズの焦点距離(mm)である。
  6. 各々被走査面としての第1周面及び第2周面を有し軸回りに回転する第1感光体ドラム及び第2感光体ドラムと、
    前記第1周面及び第2周面に光線を照射する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
JP2013200882A 2013-09-27 2013-09-27 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置 Expired - Fee Related JP5927164B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013200882A JP5927164B2 (ja) 2013-09-27 2013-09-27 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置
US14/496,143 US9199480B2 (en) 2013-09-27 2014-09-25 Optical scanning device and image forming apparatus using same
EP14003331.7A EP2853952B1 (en) 2013-09-27 2014-09-26 Optical scanning device and image forming apparatus using same
CN201410504761.0A CN104516107B (zh) 2013-09-27 2014-09-26 光扫描装置以及利用该光扫描装置的图像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013200882A JP5927164B2 (ja) 2013-09-27 2013-09-27 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015068875A true JP2015068875A (ja) 2015-04-13
JP5927164B2 JP5927164B2 (ja) 2016-05-25

Family

ID=51655537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013200882A Expired - Fee Related JP5927164B2 (ja) 2013-09-27 2013-09-27 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9199480B2 (ja)
EP (1) EP2853952B1 (ja)
JP (1) JP5927164B2 (ja)
CN (1) CN104516107B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016180772A (ja) * 2015-03-23 2016-10-13 ブラザー工業株式会社 画像形成装置、光走査装置の制御方法およびプログラム

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6319961B2 (ja) * 2013-07-24 2018-05-09 キヤノン株式会社 光走査装置及び画像形成装置
JP2019081254A (ja) * 2017-10-27 2019-05-30 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置
CN112840271A (zh) * 2018-10-11 2021-05-25 Asml荷兰有限公司 多源照射单元及其操作方法
CN111780682A (zh) * 2019-12-12 2020-10-16 天目爱视(北京)科技有限公司 一种基于伺服系统的3d图像采集控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11109271A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Kyocera Corp 画像形成装置
JPH11157128A (ja) * 1997-11-27 1999-06-15 Kyocera Corp 画像形成装置
JP2004098558A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Canon Inc カラー画像形成装置および画像形成方法
JP2005134642A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Seiko Epson Corp 液晶表示装置および電子機器
JP2008225102A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Canon Inc 画像形成装置及び制御方法
JP2008233151A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Ricoh Co Ltd 光走査装置および画像形成装置
JP2009145659A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Ricoh Co Ltd 湾曲補正機構、光走査装置及び画像形成装置
US20100091082A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning apparatus and image forming apparatus

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3951519B2 (ja) 1999-10-13 2007-08-01 富士ゼロックス株式会社 多色画像形成装置、及び多色画像形成方法
JP2005134624A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11109271A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Kyocera Corp 画像形成装置
JPH11157128A (ja) * 1997-11-27 1999-06-15 Kyocera Corp 画像形成装置
JP2004098558A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Canon Inc カラー画像形成装置および画像形成方法
JP2005134642A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Seiko Epson Corp 液晶表示装置および電子機器
JP2008225102A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Canon Inc 画像形成装置及び制御方法
JP2008233151A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Ricoh Co Ltd 光走査装置および画像形成装置
JP2009145659A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Ricoh Co Ltd 湾曲補正機構、光走査装置及び画像形成装置
US20100091082A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning apparatus and image forming apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016180772A (ja) * 2015-03-23 2016-10-13 ブラザー工業株式会社 画像形成装置、光走査装置の制御方法およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
CN104516107B (zh) 2017-04-12
CN104516107A (zh) 2015-04-15
JP5927164B2 (ja) 2016-05-25
EP2853952B1 (en) 2016-06-01
US9199480B2 (en) 2015-12-01
EP2853952A1 (en) 2015-04-01
US20150092001A1 (en) 2015-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4836267B2 (ja) 光走査装置及び画像形成装置
US7505187B2 (en) Optical scanning unit and image forming apparatus
JP5573493B2 (ja) 光走査装置及び画像形成装置
JP2010256397A (ja) 光学走査装置及びそれを備えた画像形成装置
US7791633B2 (en) Optical scanning unit and image forming apparatus
JP5927164B2 (ja) 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置
US10498920B2 (en) Light scanning apparatus and image forming apparatus
US9122062B2 (en) Polygon mirror, light scanning unit employing the same, and electrophotographic image forming apparatus
JP2010122473A (ja) 光源装置、光走査装置及び画像形成装置
US9288366B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
KR101814121B1 (ko) 전자 사진 방식의 화상 형성 장치
US7502046B2 (en) Optical scanning unit and image forming apparatus
JP4818070B2 (ja) 走査式光学装置及び画像形成装置
JP2008112041A5 (ja)
JP5392447B2 (ja) 光走査装置及び画像形成装置
JP2009069270A (ja) 光走査装置及び画像形成装置
JP2014240872A (ja) 画像形成装置
JP6031418B2 (ja) 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置
JP2019082697A (ja) 画像形成装置
US9817231B2 (en) Optical scanning system and imaging apparatus for using same
JP2014002335A (ja) 光走査装置および画像形成装置
JP6459056B2 (ja) 光走査装置及び画像形成装置
US20110222883A1 (en) Image forming apparatus
JP2009063739A (ja) 光書込装置及び画像形成装置
JP2010256576A (ja) 光学走査装置及びそれを備えた画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150722

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160218

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160329

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5927164

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees