JP2015194588A - Optical scanning device and image forming device - Google Patents

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Daisuke Yoshida
大輔 吉田
芹沢 敬一
Keiichi Serizawa
敬一 芹沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image scanning device which suppresses worsening of banding regardless of magnitude of dynamic range of a light source and prevents reduction in life of the light source.SOLUTION: An optical scanning device has an optical deflector 202b that deflects light emitted from a light source 101-1 comprising a VCSEL to scan a surface of a photosensitive drum 504. A shutter device 700, which functions as a light volume adjuster, is located between a prism beam splitter 203 and a 1/4 wavelength plate 204. The shutter device 700 is provided with an ND filter 700-7, or neutral density filter, which is inserted into a light path when a low line speed mode is used, which is the case when thick paper sheets or the like are used. Light volume is reduced when the light passes through the ND filter 700-7. Exposure energy can be thus adjusted to an appropriate level without having to alter intensity of the light source, which allows scanning using all mirror faces without having to skip faces even in the low line speed mode.

Description

本発明は、画像情報に基づいて被走査面を走査する光走査装置、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、あるいはこられのうち少なくとも1つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image of an optical scanning device that scans a surface to be scanned based on image information, a copying machine having the optical scanning device, a printer, a facsimile, a plotter, or a multifunction device having at least one of these. The present invention relates to a forming apparatus.

光源からの光を回転多面鏡(以下、「ポリゴン」又は「ポリゴンミラー」という)で偏向・走査して感光性材料(感光体)に静電潜像を形成する、ラスタ光学系を用いた電子写真方式の画像形成装置では、ポリゴン周期のバンディング(帯状の濃度ムラやピッチムラなど)が発生することがある。
バンディングは、ポリゴンのミラー面の製造上生じる面倒れに起因する現象である。
特に、4つのミラー面を有する4面ポリゴンでは、面倒れの差が大きい対面(1−3面又は2−4面)のみで画像形成をする、いわゆる面飛ばし方式を採用するとポリゴンの2回転周期のバンディングが発生してしまうことが知られている。
この種の画像形成装置では、厚紙など定着性が著しく悪くなる用紙を通紙すると、定着からの熱量を普通紙よりも多く奪うため、連続的な定着性(定着温度)を保つためには、画像形成する速度(線速)を遅くし、定着からの放熱の速さを低減することが一般的に行われている。
この場合、線速は標準線速の半分以下となる。
Electrons using a raster optical system that forms an electrostatic latent image on a photosensitive material (photoconductor) by deflecting and scanning light from a light source with a rotating polygon mirror (hereinafter referred to as “polygon” or “polygon mirror”). In a photographic image forming apparatus, banding of polygon cycles (such as band-shaped density unevenness and pitch unevenness) may occur.
Banding is a phenomenon caused by surface tilt that occurs in the production of polygon mirror surfaces.
In particular, in the case of a four-sided polygon having four mirror surfaces, if a so-called surface skipping method is employed, in which an image is formed only on a facing surface (1-3 surface or 2-4 surface) with a large difference in surface tilt, two rotation cycles of the polygon It is known that banding will occur.
In this type of image forming apparatus, if paper such as thick paper, which has extremely poor fixability, is passed, it takes more heat from fixing than plain paper, so to maintain continuous fixability (fixing temperature) Generally, the speed of image formation (linear speed) is decreased to reduce the speed of heat release from fixing.
In this case, the linear velocity is less than half of the standard linear velocity.

一般的に、感光体に露光するエネルギー狙い値は決まっており、感光体感度の劣化等で光量を上下させたりするフィードバック制御が行われる。
低線速モードで標準線速モードと同じように画像形成を行うと、必要以上の露光エネルギーとなってしまい、狙いの画像よりも濃度が濃くなってしまう。
この対策として一般的によく使用されるのが、ポリゴンの回転数は変えずにポリゴンのミラー面を1面おきや2面おきに使用する、いわゆる「面飛ばし」の方法である。
面飛ばし方式では、画像形成速度に応じてレーザ光の強度を変える必要がない。
Generally, an energy target value to be exposed on the photosensitive member is determined, and feedback control is performed to increase or decrease the light amount due to deterioration of the photosensitive member sensitivity or the like.
If image formation is performed in the low linear velocity mode in the same manner as in the standard linear velocity mode, exposure energy is more than necessary, and the density is higher than the target image.
As a countermeasure for this, a so-called “surface skipping” method that uses the mirror surface of the polygon every other surface or every other surface without changing the rotational speed of the polygon is generally used.
In the surface skipping method, it is not necessary to change the intensity of the laser light according to the image forming speed.

面飛ばし方式を採用した場合、4面ポリゴンの場合、上記のように1−3面又は2−4面でのみの画像形成を行うが、これらの面の組み合わせは加工上面倒れの差が最も大きくなることが知られている。
面飛ばしによる画像形成(低線速モード)では、ポリゴンの全面を使用する1回転周期の標準線速モードよりもバンディングが顕著に現れる。
近年、光源として垂直面発光型LD(レーザダイオード)であるVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser;垂直共振器面発光レーザ)が用いられている。
VCSELを以下、「垂直面発光レーザ」ともいう
通常のLDアレイでは、発光点1ch辺りの出力は1〜15mWなどのLDを使用しているのが一般的であるが、VCSELではその1/10程度の発光レンジ(ダイナミックレンジ)しかない。
When the surface skipping method is adopted, in the case of a four-sided polygon, image formation is performed only on the 1-3 side or 2-4 side as described above, but the combination of these sides has the largest difference in the top surface tilt. It is known to be.
In image formation by skipping the surface (low linear velocity mode), banding appears more conspicuously than in the standard linear velocity mode with one rotation cycle using the entire surface of the polygon.
In recent years, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), which is a vertical surface emitting LD (laser diode), has been used as a light source.
Hereinafter, VCSEL is also referred to as “vertical surface emitting laser”. In an ordinary LD array, an output of 1 to 15 mW or the like is generally used for an output around 1 ch of a light emitting point. There is only a light emission range (dynamic range).

通常のLDアレイではダイナミックレンジが大きいので、低線速モードに対応した光量調整を行ってポリゴンの全面使用による走査ができ、面飛ばしによるバンディングの悪化を回避することが可能である。
これに対し、VCSELではダイナミックレンジが小さいので低線速モードに対応した光量調整が困難であり、上記のようなポリゴンの全面使用による走査を行うと適正な画像濃度が得られない。
また、通常のLDアレイでポリゴンの全面使用による走査ができても、標準線速モードと低線速モードでレーザ光の強度を変える制御が必要となり、光源の寿命低下につながる。
Since a normal LD array has a large dynamic range, it is possible to perform scanning by using the entire surface of the polygon by adjusting the light amount corresponding to the low linear velocity mode, and it is possible to avoid banding deterioration due to surface skipping.
On the other hand, since the dynamic range of the VCSEL is small, it is difficult to adjust the amount of light corresponding to the low linear velocity mode, and an appropriate image density cannot be obtained if scanning is performed by using the entire polygon as described above.
Further, even if scanning can be performed by using the entire surface of the polygon with a normal LD array, it is necessary to control the intensity of the laser light in the standard linear velocity mode and the low linear velocity mode, which leads to a reduction in the life of the light source.

半導体レーザのドループ特性による光量低下の問題を解消すべく、半導体レーザを所定の発光量以上の領域で使用し、透過率調整装置で第1の状態とこれよりも低い第2の状態との2つの光学効率を得る画像形成装置も知られている(例えば特許文献1)。
しかしながら、半導体レーザを定格出力以上の領域で使用すると、光源の寿命が一気に下がり結果的にコストアップを避けられない。
In order to solve the problem of a decrease in the amount of light due to the droop characteristic of the semiconductor laser, the semiconductor laser is used in a region where the light emission amount is equal to or greater than a predetermined light emission amount, and the transmittance adjustment device uses a first state and a lower second state. An image forming apparatus that obtains one optical efficiency is also known (for example, Patent Document 1).
However, if a semiconductor laser is used in an area exceeding the rated output, the lifetime of the light source is reduced at a stretch, and consequently an increase in cost cannot be avoided.

本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、光源のダイナミックレンジの大小に拘わらずバンディングの悪化を抑制できるとともに、光源の寿命低下を抑制できる光走査装置の提供を、その主な目的とする。   The present invention was devised in view of such a current situation, and provides an optical scanning device capable of suppressing deterioration of banding and suppressing a decrease in the lifetime of the light source regardless of the dynamic range of the light source. With a purpose.

上記目的を達成するために、本発明の光走査装置は、第1の線速モードと、第1の線速モードよりも遅い第2の線速モードとを有する画像形成装置に用いられ、光源と、複数の偏向面を有し、前記光源からの光を偏向する光偏向器と、前記光偏向器で偏向された光を被走査面に導く走査光学系と、前記被走査面に対する露光エネルギーを、第1の線速モード時よりも第2の線速モード時が低くなるように選択的に可変する光量可変装置と、を備え、第1の線速モードと第2の線速モードとにおける前記光源の発光光量は該光源の定格出力内で同じであり、前記光源の点灯制御は、第1の線速モード時と第2の線速モード時のいずれにおいても、前記光偏向器の全ての偏向面を使用した光走査がなされるように行われる。   In order to achieve the above object, an optical scanning device of the present invention is used in an image forming apparatus having a first linear velocity mode and a second linear velocity mode slower than the first linear velocity mode, and a light source An optical deflector that deflects the light from the light source, a scanning optical system that guides the light deflected by the optical deflector to the surface to be scanned, and exposure energy for the surface to be scanned And a light amount variable device that selectively varies so that the second linear velocity mode is lower than the first linear velocity mode, and the first linear velocity mode and the second linear velocity mode are provided. The light emission quantity of the light source is the same within the rated output of the light source, and the lighting control of the light source is performed by the optical deflector in both the first linear speed mode and the second linear speed mode. The optical scanning using all the deflection surfaces is performed.

本発明によれば、光源のダイナミックレンジの大小に拘わらずバンディングの悪化を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of banding regardless of the dynamic range of the light source.

本発明の一実施形態における画像形成装置としてのカラープリンタの概要構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a color printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 光走査装置の主走査断面における概要構成図である。It is a schematic block diagram in the main scanning cross section of an optical scanning device. 光走査装置の副走査断面における概要構成図である。It is a schematic block diagram in the sub-scan cross section of an optical scanning device. 光偏向器の主走査断面における概要構成図である。It is a schematic block diagram in the main scanning cross section of an optical deflector. プリズムビームスプリッタによる光束分離機能を示す図である。It is a figure which shows the light beam separation function by a prism beam splitter. 光源ユニットを下面側からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the light source unit from the lower surface side. 光源ユニットにおける光路図である。It is an optical path figure in a light source unit. 光走査装置における光量可変装置としてのシャッタ装置の位置関係を示す概要平面図である。It is a schematic plan view showing a positional relationship of a shutter device as a light amount variable device in the optical scanning device. シャッタ装置の概要平面図である。It is an outline top view of a shutter device. シャッタ装置の概要側面図である。It is a general | schematic side view of a shutter apparatus. 光偏向器のポリゴンミラーの面倒れを説明するための図で、(a)はミラー面の位置関係を示す平面図、(b)はポリゴンミラーの側面図、(c)は理想ミラー面に対する面倒れを示す副走査断面図、(d)は各ミラー面と面倒れ量との関係を示す図である。It is a figure for demonstrating the surface tilt of the polygon mirror of an optical deflector, (a) is a top view which shows the positional relationship of a mirror surface, (b) is a side view of a polygon mirror, (c) is a surface tilt with respect to an ideal mirror surface FIG. 8D is a diagram showing the relationship between each mirror surface and the amount of surface tilt. 面倒れがない場合の理想的なドット位置関係を示す図である。It is a figure which shows the ideal dot positional relationship when there is no surface tilt. 面倒れがある場合の標準線速モードにおけるドット位置関係(バンディング)を示す図である。It is a figure which shows the dot position relationship (banding) in standard linear velocity mode in case there exists a surface tilt. 面倒れがある場合の低線速モード(面飛ばし)におけるドット位置関係(バンディング)を示す図である。It is a figure which shows the dot positional relationship (banding) in the low linear velocity mode (surface skipping) when there exists surface tilt.

以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。
図1に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの構成の概要を説明する。
カラープリンタ500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る。
カラープリンタ500は、光走査装置100A、像担持体としての4つの感光体ドラム(501、502、503、504)、4つのクリーニングユニット(605Y、605M、605C、605Bk)、4つの帯電装置(602Y、602M、602C、602Bk)、4つの現像ローラ(603Y、603M、603C、603Bk)、4つの現像装置(604Y、604M、604C、604Bk)、転写ベルト606、二次転写ローラ613、定着装置610、給紙コロ608、レジストローラ対609、排紙ローラ対612、排紙トレイ611などを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Based on FIG. 1, an outline of the configuration of a color printer as an image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
The color printer 500 is a tandem multicolor printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow).
The color printer 500 includes an optical scanning device 100A, four photosensitive drums (501, 502, 503, 504) as image carriers, four cleaning units (605Y, 605M, 605C, 605Bk), and four charging devices (602Y). , 602M, 602C, 602Bk), four developing rollers (603Y, 603M, 603C, 603Bk), four developing devices (604Y, 604M, 604C, 604Bk), transfer belt 606, secondary transfer roller 613, fixing device 610, A paper feed roller 608, a registration roller pair 609, a paper discharge roller pair 612, a paper discharge tray 611, and the like are provided.

感光体ドラム501、クリーニングユニット605Y、帯電装置602Y、現像ローラ603Y、現像装置604Yは組として使用され、イエロー画像を形成する画像ステーション(以下、Yステーションという)を構成する。
感光体ドラム502、クリーニングユニット605M、帯電装置602M、現像ローラ603M、現像装置604Mは組として使用され、マゼンタ画像を形成する画像ステーション(以下、Mステーションという)を構成する。
感光体ドラム503、クリーニングユニット605C、帯電装置602C、現像ローラ603C、現像装置604Cは組として使用され、シアン画像を形成する画像ステーション(以下、Cステーションという)を構成する。
感光体ドラム504、クリーニングユニット605Bk、帯電装置602Bk、現像ローラ603Bk、現像装置604Bkは組として使用され、ブラック画像を形成する画像ステーション(以下、Kステーションという)を構成する。
The photosensitive drum 501, the cleaning unit 605 </ b> Y, the charging device 602 </ b> Y, the developing roller 603 </ b> Y, and the developing device 604 </ b> Y are used as a set to form an image station (hereinafter referred to as a Y station) that forms a yellow image.
The photosensitive drum 502, the cleaning unit 605M, the charging device 602M, the developing roller 603M, and the developing device 604M are used as a set, and constitute an image station (hereinafter referred to as M station) that forms a magenta image.
The photosensitive drum 503, the cleaning unit 605C, the charging device 602C, the developing roller 603C, and the developing device 604C are used as a set, and constitute an image station (hereinafter referred to as C station) that forms a cyan image.
The photosensitive drum 504, the cleaning unit 605Bk, the charging device 602Bk, the developing roller 603Bk, and the developing device 604Bk are used as a set, and constitute an image station (hereinafter referred to as K station) that forms a black image.

各感光体ドラム(501、502、503、504)はいずれも、その表面に感光レイヤーが形成されており、不図示の回転機構により矢印方向に回転駆動される。
各帯電装置(602Y、602M、602C、602Bk)は、これらに対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電させる。
光走査装置100Aは、感光体ドラム501及び502を露光走査するM−Yユニット100−1と、感光体ドラム503及び504を露光走査するBk−Cユニット100−2とで構成されている。
光走査装置100Aは各々対応する感光体ドラム表面に、画像情報に基づいた点灯制御で照射し、静電潜像を形成する。
形成された静電潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。
Each of the photosensitive drums (501, 502, 503, 504) has a photosensitive layer formed on the surface thereof, and is driven to rotate in the direction of the arrow by a rotation mechanism (not shown).
Each charging device (602Y, 602M, 602C, 602Bk) uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum.
The optical scanning device 100A includes an MY unit 100-1 that performs exposure scanning on the photosensitive drums 501 and 502, and a Bk-C unit 100-2 that performs exposure scanning on the photosensitive drums 503 and 504.
The optical scanning device 100A irradiates the corresponding photosensitive drum surface with lighting control based on image information to form an electrostatic latent image.
The formed electrostatic latent image moves in the direction of the corresponding developing roller as the photosensitive drum rotates.

各現像装置にて攪拌されたトナーは、感光体ドラムの回転に伴って、現像ローラを得て静電潜像上に均一に塗布される。
すなわち、現像ローラは、対応する各感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕在化(可視像化)させ、トナーが付着した像(以下、「トナー画像」という)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト606側に移動する。
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト606上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像を形成する。
The toner stirred in each developing device is obtained as a developing roller as the photosensitive drum rotates, and is uniformly applied on the electrostatic latent image.
That is, the developing roller attaches toner to a latent image formed on the surface of each corresponding photosensitive drum to make it visible (visualize), and an image with the toner attached (hereinafter referred to as “toner image”). Moves to the transfer belt 606 side as the photosensitive drum rotates.
The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the transfer belt 606 at a predetermined timing, and are superimposed to form a multicolor image.

記録媒体としての記録紙510は、給紙コロ608により1枚ずつレジストローラ対609へ向けて給紙される。
レジストローラ対609は、所定のタイミングで記録紙510を転写ベルト606と二次転写ローラ613との間に搬送する。
これにより、転写ベルト606上に重ね合わされたトナー画像が記録紙に転写され、転写された記録紙は、定着装置610に送られる。
定着装置610では、定着ローラ610aと加圧ローラ610bとのニップ部で熱と圧力により記録紙上のトナー画像が記録紙に定着される。
定着された記録紙は、排紙ローラ対612を介して排出され、排紙トレイ611上に順次スタックされる。
A recording sheet 510 as a recording medium is fed one by one toward a registration roller pair 609 by a sheet feeding roller 608.
The registration roller pair 609 conveys the recording paper 510 between the transfer belt 606 and the secondary transfer roller 613 at a predetermined timing.
As a result, the toner image superimposed on the transfer belt 606 is transferred to the recording paper, and the transferred recording paper is sent to the fixing device 610.
In the fixing device 610, the toner image on the recording paper is fixed on the recording paper by heat and pressure at the nip portion between the fixing roller 610a and the pressure roller 610b.
The fixed recording paper is discharged through a pair of paper discharge rollers 612 and sequentially stacked on a paper discharge tray 611.

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残った残留トナーを除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
カラープリンタ500は、第1の線速モードとしての標準線速モードと、標準線速モードよりも遅い(ここでは、標準線速モードの1/2)第2の線速モードとしての低線速モードとを有している。
Each cleaning unit removes residual toner remaining on the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum from which the residual toner has been removed returns again to a position facing the corresponding charging device.
The color printer 500 has a standard linear velocity mode as a first linear velocity mode and a low linear velocity as a second linear velocity mode that is slower than the standard linear velocity mode (in this case, 1/2 of the standard linear velocity mode). Mode.

光走査装置100Aの構成について説明する。
光走査装置100Aは、感光体ドラム501、502を露光走査するM−Yユニット100−1と、感光体ドラム503、504を露光走査するBk−Cユニット100−2とで構成されている。
M−Yユニット100−1とBk−Cユニット100−2は光軸レイアウトが同じなため、ここではBk−Cユニット100−2を用いて説明する。
The configuration of the optical scanning device 100A will be described.
The optical scanning device 100A includes an MY unit 100-1 that exposes and scans the photosensitive drums 501 and 502, and a Bk-C unit 100-2 that exposes and scans the photosensitive drums 503 and 504.
Since the MY unit 100-1 and the Bk-C unit 100-2 have the same optical axis layout, the Bk-C unit 100-2 will be described here.

図2は、Bk−Cユニット100−2の光学系のレイアウトを示している。
ビームプロファイルを形成したレーザ光を射出する光源ユニット101は、直線偏光にてレーザ光を射出する光源101−1と、レーザ光を円偏光に変換する1/4波長板101−4と、1/4波長板で偏光変換されたレーザ光を平行光にするコリメートレンズ101−5と、平行化されたレーザ光を切り取るアパーチャ101−6とを備えている。
これらの光学素子は図6、7に示す光源ホルダ101−2に一体的に調整されて組付けられ、保持されている。
光源101−1はVCSEL(垂直面発光レーザ)で構成されている。
FIG. 2 shows an optical system layout of the Bk-C unit 100-2.
A light source unit 101 that emits a laser beam having a beam profile includes a light source 101-1 that emits laser light with linearly polarized light, a quarter-wave plate 101-4 that converts the laser light into circularly polarized light, A collimating lens 101-5 that converts laser light polarized by the four-wavelength plate into parallel light and an aperture 101-6 that cuts out the parallelized laser light are provided.
These optical elements are integrally adjusted and assembled and held in a light source holder 101-2 shown in FIGS.
The light source 101-1 is composed of a VCSEL (vertical surface emitting laser).

図2に示すように、Bk−Cユニット100−2は、光源ユニット101の他に、光源ユニット101から射出されたレーザ光は副走査断面内で2方向に分割するプリズムビームスプリッタ203と、2方向に分割されたレーザの偏光を直線偏光から円偏光に変換する1/4波長板204と、副走査断面にのみパワーを持ち、円偏光に変換されたレーザ光を光偏向器202に搭載される回転多面鏡202bのミラー面(偏向面)上で結像させるシリンドリカルレンズ205とを備えている。
これらにより、ビームプロファイルを形成する入射光学系が構成されている。
入射光学系にて形成されたレーザ光を、回転多面鏡202bを所望の回転数で安定駆動させる光偏向器202にて主走査方向に走査する。
図3に示すように、走査されたレーザ光は、走査光学系としてのレンズ301及びレンズ302、レーザ光を折り返すためのミラー303a、303b、防塵ガラス305を経て、感光体ドラム504の表面で等速走査を行い、静電潜像を形成する。
また、回転多面鏡202bの下段によって走査されるレーザ光は、レンズ301及びレンズ302、レーザ光を折り返すためのミラー304、防塵ガラス305を経て、感光体ドラム503の表面で等速走査を行い、静電潜像を形成する。
As shown in FIG. 2, in addition to the light source unit 101, the Bk-C unit 100-2 includes a prism beam splitter 203 that divides laser light emitted from the light source unit 101 into two directions in the sub-scan section, and 2 The quarter-wave plate 204 that converts the polarization of the laser beam divided in the direction from linearly polarized light to circularly polarized light, and the laser light that has power only in the sub-scan section and is converted to circularly polarized light are mounted on the optical deflector 202. And a cylindrical lens 205 that forms an image on the mirror surface (deflection surface) of the rotating polygonal mirror 202b.
Thus, an incident optical system that forms a beam profile is configured.
The laser beam formed by the incident optical system is scanned in the main scanning direction by the optical deflector 202 that stably drives the rotary polygon mirror 202b at a desired rotational speed.
As shown in FIG. 3, the scanned laser light passes through a lens 301 and a lens 302 as a scanning optical system, mirrors 303a and 303b for turning back the laser light, dustproof glass 305, and the like on the surface of the photosensitive drum 504. Fast scanning is performed to form an electrostatic latent image.
The laser beam scanned by the lower stage of the rotating polygon mirror 202b is scanned at a constant speed on the surface of the photosensitive drum 503 through the lens 301 and the lens 302, the mirror 304 for folding the laser beam, and the dust-proof glass 305. An electrostatic latent image is formed.

上記入射光学系、光偏向器、走査光学系は光学ハウジング400にて一体的に固定され、光走査装置の特性を確保している。
光学ハウジングや光学ユニットを構成する素子等は樹脂で形成されている。
図4に示すように、光偏向器202は回転多面鏡202bを搭載し、モータ基板202aに組付けられている。
回転多面鏡202bは4面2段の構成を有し、上段、下段は回転方向に角度θだけずれて形成されている。ここではθ=45°となっている。
上段は感光体ドラム504を走査し、下段は感光体ドラム503を走査する。これらは、幾何的に同時に走査することがなく、各々のステーションに応じた画像情報に基づいて露光走査できる構成となっている。
The incident optical system, the optical deflector, and the scanning optical system are integrally fixed by an optical housing 400 to ensure the characteristics of the optical scanning device.
The elements constituting the optical housing and the optical unit are made of resin.
As shown in FIG. 4, the optical deflector 202 has a rotary polygon mirror 202b mounted thereon and is assembled to the motor board 202a.
The rotating polygonal mirror 202b has a four-surface two-stage configuration, and the upper and lower stages are formed so as to be shifted by an angle θ in the rotation direction. Here, θ = 45 °.
The upper stage scans the photosensitive drum 504, and the lower stage scans the photosensitive drum 503. These are configured to perform exposure scanning based on image information corresponding to each station without geometrically scanning at the same time.

図5は、レーザ光を2分割にするプリズムビームスプリッタ203の説明図である。
光源ユニット101から射出されるレーザ光は、光源ユニット101内の1/4波長板101−4にて直線偏光から円偏光に変換されている。
光束Aは円偏光特性を持ち、円偏光特性のレーザ光は、プリズムビームスプリッタ203の偏光分離面に到達すると、円偏光の偏光成分のうち、回転多面鏡202bの反射面に垂直な成分であるs偏光のみが透過する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the prism beam splitter 203 that divides the laser light into two parts.
Laser light emitted from the light source unit 101 is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter wavelength plate 101-4 in the light source unit 101.
The light beam A has a circular polarization characteristic. When the laser beam having the circular polarization characteristic reaches the polarization separation surface of the prism beam splitter 203, it is a component perpendicular to the reflection surface of the rotating polygon mirror 202b among the circular polarization components. Only s-polarized light is transmitted.

偏光分離面で反射されたレーザ光は回転多面鏡202bの反射面に平行な成分であるp偏光であり、プリズムビームスプリッタ203の反射ミラー面で回転多面鏡202bに向かって反射する。
この時点で、一つのレーザ光は偏光特性の異なる2つのレーザ光へ分離される(以下、「光束分割」という)。
光束分割された各々のレーザ光は、プリズムビームスプリッタ203を透過後、1/4波長板204で再度円偏光に変換される。
The laser light reflected by the polarization separation surface is p-polarized light, which is a component parallel to the reflection surface of the rotating polygon mirror 202b, and is reflected toward the rotating polygon mirror 202b by the reflection mirror surface of the prism beam splitter 203.
At this point, one laser beam is separated into two laser beams having different polarization characteristics (hereinafter referred to as “beam splitting”).
Each of the divided laser beams passes through the prism beam splitter 203 and is converted again into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 204.

図6は光源ユニット101を下面側からみた図である。便宜上、レーザ光が射出する方向(光軸方向)をX、主走査方向をY、副走査方向をZとする。
光源ユニット101には、上記のように、光源101−1、1/4波長板101−4、コリメートレンズ101−5、アパーチャ101−6の各々の光学素子が備えられている。
図6において、符号101−3はレーザ変調基板を示している。
図7は、レーザ変調基板101−3に実装されている光源101−1から射出されたレーザ光の光路図である。
アパーチャ101−6は図示しない開口部によりビームプロファイルを形成し光偏向器側へ射出する。
FIG. 6 is a view of the light source unit 101 as seen from the lower surface side. For convenience, the direction in which the laser beam is emitted (optical axis direction) is X, the main scanning direction is Y, and the sub-scanning direction is Z.
As described above, the light source unit 101 includes the optical elements of the light source 101-1, the quarter-wave plate 101-4, the collimator lens 101-5, and the aperture 101-6.
In FIG. 6, reference numeral 101-3 denotes a laser modulation substrate.
FIG. 7 is an optical path diagram of laser light emitted from the light source 101-1 mounted on the laser modulation substrate 101-3.
The aperture 101-6 forms a beam profile through an opening (not shown) and emits the beam profile toward the optical deflector.

図8に示すように、プリズムビームスプリッタ203と1/4波長板204との間には光量可変装置としてのシャッタ装置700が配置されている(図2では省略)。
シャッタ装置700は光学ハウジング400に一体に固定されている。
As shown in FIG. 8, a shutter device 700 as a light amount variable device is disposed between the prism beam splitter 203 and the quarter wavelength plate 204 (not shown in FIG. 2).
The shutter device 700 is integrally fixed to the optical housing 400.

図9はシャッタ装置700の構成を示す図である。
シャッタ装置700は、ベース700−5と、ベース700−5に固定されたモータブラケット700−4と、モータブラケット700−4に組付けられたモータ700−3と、モータ700−3の出力軸に圧入またはその他の固定手段により一体に固定されたリンク700−2等を有している。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the shutter device 700.
The shutter device 700 includes a base 700-5, a motor bracket 700-4 fixed to the base 700-5, a motor 700-3 assembled to the motor bracket 700-4, and an output shaft of the motor 700-3. It has a link 700-2 and the like fixed together by press-fitting or other fixing means.

ベースには一体構成となるピン構成が設置され、シャッタ700−1は該ピン部を中心として回転可能となっている。
シャッタ700−1には露光エネルギーを可変する光学フィルタとしてのNDフィルタ(減光フィルタ)700−7が固定されている。
シャッタ700−1が回転駆動されることにより、NDフィルタ700−7は光路に進入する位置F2と、光路から退避する位置F1とに選択的に位置付けられる。F2の位置は、光線がNDフィルタを透過する位置である。
The base is provided with an integral pin configuration, and the shutter 700-1 is rotatable about the pin portion.
An ND filter (a neutral density filter) 700-7 as an optical filter that varies the exposure energy is fixed to the shutter 700-1.
When the shutter 700-1 is rotationally driven, the ND filter 700-7 is selectively positioned at a position F2 that enters the optical path and a position F1 that retracts from the optical path. The position of F2 is a position where the light beam passes through the ND filter.

シャッタ700−1には長穴形状のスリットが形成され、該スリット部にリンク700−2の不図示の円頭部が挿入されている。
この構成により、モータ700−3の回転駆動がシャッタ700−1に伝達される。
図中B部は、モータ700−3と不図示のドライバ基板とのコネクタ部であり、不図示のハーネスを介して接続され、信号、電力供給を行う。
C部はセンサ700−6のコネクタ部であり、B部同様不図示の本体内外部基板よりセンサの信号出力、電力供給を行う。
The shutter 700-1 is formed with a slot-shaped slit, and a circular head (not shown) of the link 700-2 is inserted into the slit portion.
With this configuration, the rotational drive of the motor 700-3 is transmitted to the shutter 700-1.
B part in a figure is a connector part of the motor 700-3 and a driver board not shown, and is connected via a harness not shown, and supplies a signal and electric power.
C part is a connector part of the sensor 700-6, and performs signal output of the sensor and power supply from an internal / external substrate (not shown) like the B part.

シャッタ装置700の動作を説明する。
モータ700−3の回転軸が点線矢印で示すように、P1→P2へ回転した場合、リンク700−2のフィルタ側及びセンサのフィラー部Dは、モータ700−3の回転軸動作に応じて反時計回りに、実線で示すP1→P2のように動作する。
ここで、リンク700−2はモータ700−3の回転軸との固定部及びフィラー部Dを含めて一体的に成型された1つの部材である。
リンク700−2が図中P1→P2に回転動作した場合、リンク700−2の不図示の円筒部がその動力を伝え、シャッタ700−1がベース700−5に設置されたピン部を回転中心とし、P1→P2のように動作する。
これにより、NDフィルタ700−7がP1→P2のように動作し、光線がNDフィルタ700−7を透過する状態(F1位置)となる。
モータ700−3が逆回転すると、NDフィルタ700−7がP2→P1のように動作し、NDフィルタ700−7は光路から退避(F2位置)する。
The operation of the shutter device 700 will be described.
When the rotation axis of the motor 700-3 is rotated from P1 to P2, as indicated by the dotted arrow, the filter side of the link 700-2 and the filler part D of the sensor are counteracted according to the rotation axis operation of the motor 700-3. It operates in the clockwise direction as P1 → P2 indicated by a solid line.
Here, the link 700-2 is a single member that is integrally formed including a fixed portion with the rotation shaft of the motor 700-3 and a filler portion D.
When the link 700-2 rotates from P1 to P2 in the figure, a cylindrical portion (not shown) of the link 700-2 transmits the power, and the shutter 700-1 is centered on the pin portion installed on the base 700-5. And operate as P1 → P2.
As a result, the ND filter 700-7 operates as P1 → P2, and the light beam passes through the ND filter 700-7 (F1 position).
When the motor 700-3 rotates in the reverse direction, the ND filter 700-7 operates as P2 → P1, and the ND filter 700-7 is retracted (F2 position) from the optical path.

F1位置(CLOSE状態)ではセンサ700−6の出力信号はLowとなり、F2位置(OPEN状態)ではセンサ700−6の出力信号はHighとなる。
すなわち、CLOSE状態は、光線がNDフィルタを透過して光量が下がる状態を意味し、OPEN状態はNDフィルタが光路から退避して光線の光量が低下しない状態を意味する。
At the F1 position (CLOSE state), the output signal of the sensor 700-6 is Low, and at the F2 position (OPEN state), the output signal of the sensor 700-6 is High.
That is, the CLOSE state means a state in which the light beam passes through the ND filter and the light amount decreases, and the OPEN state means a state in which the ND filter retreats from the optical path and the light amount of the light beam does not decrease.

図10は、シャッタ装置700のNDフィルタを垂直に見た視点の図である。
シャッタ700−1に設置されているNDフィルタは、接着又は両面テープ等の手段により透過部の領域を省く周りの領域を使用してシャッタ700−1に固定されている。
シャッタ装置700がCLOSE状態の場合、NDフィルタの上部を上段のレーザが透過し、下部を下段のレーザが透過する。
NDフィルタは上段、下段共に同じ透過率のフィルタが設置されている。
FIG. 10 is a perspective view of the ND filter of the shutter device 700 viewed vertically.
The ND filter installed in the shutter 700-1 is fixed to the shutter 700-1 using a surrounding area that excludes the area of the transmission part by means of adhesion or double-sided tape.
When the shutter device 700 is in the CLOSE state, the upper laser beam is transmitted through the upper part of the ND filter, and the lower laser beam is transmitted through the lower part.
As for the ND filter, a filter having the same transmittance is installed in both the upper stage and the lower stage.

本実施形態におけるNDフィルタ700−7は硝子材を基材として形成されている。このようにした場合、結晶系材質ではないため、安価に作製することができる。
NDフィルタ700−7としては、液晶光学フィルタを用いてもよい。この場合、電圧により透過率を可変できるので、アクチュエータによる駆動方式に比べてレイアウトスペースを大幅に低減できる利点を有している。
アクチュエータによる駆動方式の場合、駆動原をモータに代えてソレノイドを用いても良い。
The ND filter 700-7 in the present embodiment is formed using a glass material as a base material. In this case, since it is not a crystalline material, it can be manufactured at low cost.
A liquid crystal optical filter may be used as the ND filter 700-7. In this case, since the transmittance can be varied depending on the voltage, there is an advantage that the layout space can be greatly reduced as compared with the driving method using the actuator.
In the case of a driving method using an actuator, a solenoid may be used instead of the motor as the driving source.

図11乃至図14に基づいて実際のバンディングについて説明する。
ここで扱うバンディングとは、一般的にハーフトーンなどの画像で濃度偏差やピッチ偏差(副走査位置変動)などで引き起こされるバンディングを意味する。
ここでのポリゴンのミラー面数は、図11(a)に示すように4面(複数)とする。そもそもポリゴンミラーは、NCフライスなどの加工機で面を加工することが主流である。
従って加工誤差や精度が著しく発生することは言うまでもない。
The actual banding will be described with reference to FIGS.
The banding handled here generally means banding caused by density deviation or pitch deviation (sub-scanning position fluctuation) in an image such as a halftone.
Here, the number of polygon mirror surfaces is four (plural) as shown in FIG. In the first place, polygon mirrors are mainly processed by NC milling machines.
Therefore, it goes without saying that machining errors and accuracy are remarkably generated.

図11(b)に示すように、ここでの説明では2段のポリゴンミラーを使用して説明する。
先に説明したように、上段下段共に4面の位相差ポリゴン(θ=45°)を例にとると、これらミラー部は一つの部品を加工することで作られる。
通常は、ミラーを有する一つの部材の端部を基準面とし加工されるが、ワークのセット性や基準面の位置によって、ポリゴン中心軸が偏心しているため、加工上「面倒れ」と呼ばれる理想ミラー面に対する面の倒れが発生する。
これら面倒れは4面に周期性を持つことが多く、4面各々の面倒れは図11に示すグラフのようになる。
図11(c)、(d)に示すように、ここでの説明は、面倒れ量をφとしたときに、1面目及び3面目の面倒れ量φが0″、2面目及び4面目の面倒れ量φが各々L1、L2と極端な状況を説明する。
As shown in FIG. 11B, the description here uses a two-stage polygon mirror.
As described above, when the four-phase retardation polygon (θ = 45 °) is taken as an example in both the upper and lower stages, these mirror parts are formed by processing one part.
Normally, it is processed with the end of one member having a mirror as the reference plane, but the polygon center axis is decentered depending on the workability and the position of the reference plane. The surface falls with respect to the mirror surface.
These surface tilts often have periodicity on the four surfaces, and the surface tilt on each of the four surfaces is as shown in the graph of FIG.
As shown in FIGS. 11C and 11D, the explanation here is that the surface tilt amount φ of the first and third surfaces is 0 ″, the second surface and the fourth surface when the surface tilt amount is φ. An extreme situation in which the surface tilt amount φ is L1 and L2 will be described.

光走査装置100が理想的な光学系としてあった場合、レンズ301及びレンズ302の影響により、これらの面倒れによる光軸を補正することが可能である。
図12は理想的なドット位置関係を表している。
ポリゴンの1面で走査されるレーザの発光数を7chと仮定した場合で説明する。各発光点は理想的なピッチ間隔で被走査面上を走査するものである。図は被走査面(ここでは感光体ドラム501〜504のことを指す)上の発光点位置である。
ポリゴンの1面目(図中白丸)で1走査された後、2面目(図中斜線丸)は1面目で走査されたドット位置の半分(4番目/5番目/6番目/7番目のドット)と半ドット分ずれた位置を2面目の1番目/2番目/3番目のドットが間に介在するように走査する(インターレース)。
When the optical scanning device 100 is an ideal optical system, it is possible to correct the optical axis due to the surface tilt due to the influence of the lens 301 and the lens 302.
FIG. 12 shows an ideal dot position relationship.
A case will be described where the number of laser beams scanned on one surface of the polygon is assumed to be 7ch. Each light emitting point scans the surface to be scanned at an ideal pitch interval. The figure shows the light emitting point position on the surface to be scanned (in this case, the photosensitive drums 501 to 504 are indicated).
After one scan on the first side of the polygon (white circle in the figure), the second side (hatched circle in the figure) is half the dot position scanned on the first side (4th / 5th / 6th / 7th dots) Are scanned so that the first, second, and third dots on the second surface are interposed therebetween (interlace).

次に2面目で走査されたドット位置に対し、3面目(図中網点丸)も同様に2面目の(4番目/5番目/6番目/7番目のドット)と半ドット分ずれた位置を3面目の1番目/2番目/3番目のドットが間に介在するように走査する。
以下4面目(図中横線丸)も同様になり、再度1面目、2面目…と続くように連続的にドット形成を行う。
Next, the dot position scanned on the second side is also shifted by half a dot on the third side (dots in the figure) from the second side (4th / 5th / 6th / 7th dots). Are scanned so that the 1st / 2nd / 3rd dots on the third side are interposed.
The same applies to the fourth side (horizontal line circle in the figure), and dots are continuously formed so as to continue again with the first side, the second side, and so on.

理想的な場合、図12の右側のように、各面で形成されたドットの相対位置が均等に配置されるため(図中では、各面の中心位置の差が全て理想ピッチdだけ隔てて書かれる)、ドット間のピッチ変動(副走査位置変動)は等しくなりバンディング画像にはなりえない。
しかしながら、理想的な光学系に対して実際のレンズの性能は像面湾曲(レンズ透過位置における被走査媒体に対するピントずれ)が発生するため、面倒れが完全に補正されることがない。
従って、図13に示すような不均一なピッチ変動を引き起こす。
具体的には、図11(d)のグラフに対し、L1、L2が45″の角度の面倒れを持っていると仮定する。
すなわち、L1=45″、L2=−45″である。
In the ideal case, the relative positions of the dots formed on each surface are evenly arranged as shown on the right side of FIG. 12 (in the figure, all the differences in the center position of each surface are separated by the ideal pitch d). Written), the pitch variation between dots (sub-scanning position variation) is equal and cannot be a banding image.
However, the actual lens performance with respect to an ideal optical system causes field curvature (focus shift with respect to the scanning medium at the lens transmission position), and thus surface tilt is not completely corrected.
Therefore, non-uniform pitch variation as shown in FIG. 13 is caused.
Specifically, it is assumed that L1 and L2 have a plane tilt of 45 ″ with respect to the graph of FIG.
That is, L1 = 45 ″ and L2 = −45 ″.

1面及び3面は面倒れ0″であるとしたときに、角度に対する幾何光学的変動量を持って被走査面上にドット形成される。
図11の各面の中心ドット位置(4番目のドット)とそれらを形成する面ごとにナンバリングした値を使用する。
1面目と2面目で形成されるドットの場合、その中心間距離をd1−2、2面目と3面目で形成されるドットの場合、その中心間距離をd2−3、3面目と4面目で形成されるドットの場合、その中心間距離をd3−4、4面目と1面目で形成されるドットの場合、その中心間距離をd4−1とする。
該面倒れ量に対応した幾何光学的な変動量だけ、各ピッチは理想ピッチdに対し変位する。
When the surface 1 and the surface 3 are tilted 0 ″, dots are formed on the surface to be scanned with a geometric optical variation with respect to the angle.
The center dot position (fourth dot) on each surface in FIG. 11 and the value numbered for each surface on which they are formed are used.
In the case of dots formed on the first and second surfaces, the distance between the centers is d1-2. In the case of dots formed on the second and third surfaces, the distance between the centers is d2-3, on the third and fourth surfaces. In the case of dots to be formed, the distance between centers is d3-4, and in the case of dots formed on the fourth and first surfaces, the distance between centers is d4-1.
Each pitch is displaced from the ideal pitch d by the geometric optical variation corresponding to the surface tilt amount.

1面及び3面目の面倒れ量φが0″であるため、理想的な位置に存在するとして、例えば、2面目は+45″の面倒れを持っており、1面目の中心に対し離れる方向に中心位置がずれるためd1−2>dとなる。
そのため理想ピッチdに対してピッチが大きくなる。
逆に、理想位置に存在する3面目に対しては寄る方向になるため、d2−3<dとなる。
また、4面目は−45″の面倒れを持っており、3面目の中心に対して寄る方向になるため、d3−4<dとなる。
次に1面目が一回転してドット形成を行うので、理想位置にある1面目の中心位置に対し、4面目の中心位置は離れる方向に存在するため、d4−1>dとなる。
Since the surface tilt amount φ of the first and third surfaces is 0 ″, it is assumed that the surface is located at an ideal position. For example, the second surface has a surface tilt of +45 ″ and is away from the center of the first surface. Since the center position is shifted, d1-2> d.
Therefore, the pitch becomes larger than the ideal pitch d.
On the contrary, since it becomes the direction which approaches the 3rd surface which exists in an ideal position, it is d2-3 <d.
Further, the fourth surface has −45 ″ surface tilt and is in a direction closer to the center of the third surface, so d3-4 <d.
Next, since the first surface is rotated once to perform dot formation, the center position of the fourth surface is away from the center position of the first surface at the ideal position, and therefore d4-1> d.

これらを踏まえると、理想ピッチdに対しピッチが大⇒小⇒小⇒大⇒大…とポリゴン一回転周期でピッチ変動が発生する。
これらのドット位置変動が、ドットの疎密を発生させるため、視覚的にバンディング画像と捕らえられる。
ポリゴン4面全てを使用してドットを形成する場合、各面の隣接する面倒れの相対差に対し幾何光学的な変動量の分だけずれた画像となる。
これが、標準線速モードによるドット形成におけるバンディングメカニズムである。
Taking these into consideration, pitch fluctuation occurs with one rotation period of the polygon, such that the pitch is large ⇒ small ⇒ small ⇒ large ⇒ large with respect to the ideal pitch d.
Since these dot position fluctuations generate dot density, they are visually regarded as banding images.
When dots are formed using all four polygon surfaces, the image is shifted by the amount of geometric optical variation relative to the relative difference between adjacent surface tilts of each surface.
This is a banding mechanism in dot formation in the standard linear velocity mode.

しかしながら、厚紙など定着性が著しく悪くなる用紙に対しては、定着からの熱量を普通紙よりも多く奪うため、連続的な定着性(定着温度)を保つためには、画像形成する速度(線速)を遅くし、定着からの放熱の速さを低減することが一般的に行われている。
この場合、線速は標準線速の半分以下(低線速モード)となる。ここで問題となるのが、VCSELの光量である。
一般的に、感光体501〜504に露光するエネルギー狙い値は決まっており、感光体感度の劣化等で光量を上下させたりするフィードバック制御が行われる。
但し、VCSELと通常のLDとの根本的な差はダイナミックレンジにある。通常、発光点1ch辺りの出力は1〜15mWなどのLDを使用しているのが一般的である。
However, for paper such as thick paper whose fixing ability is remarkably deteriorated, it takes more heat from fixing than plain paper. Therefore, in order to maintain continuous fixing ability (fixing temperature), the speed of image formation (linear Generally, it is generally performed to reduce the speed of heat release from fixing.
In this case, the linear velocity is less than half the standard linear velocity (low linear velocity mode). The problem here is the amount of light of the VCSEL.
Generally, the target energy value for exposing the photoconductors 501 to 504 is determined, and feedback control is performed to increase or decrease the amount of light due to deterioration of the photoconductor sensitivity or the like.
However, the fundamental difference between VCSEL and normal LD is in the dynamic range. In general, an LD of 1 to 15 mW or the like is generally used for the output around 1 ch of the light emitting point.

しかしながら、VCSELはその1/10程度の発光レンジしか持っていない。そのため、低線速モードで標準線速モードと同じように画像形成をすると(ダブリング)、必要以上の露光エネルギー(ここでは、倍のエネルギーとなる)が露光されることとなる。
これにより、狙いの画像よりも濃くなってしまう。
同じ発光光量を用いて露光エネルギーを最適にし、画像を形成するには、ポリゴン1面ごと飛ばして画像形成するいわゆる面飛ばし方式が採られている。
この場合、1−3面のみでの画像形成、若しくは2−4面のみでの画像形成となる。
However, the VCSEL has only a light emission range of about 1/10. For this reason, when an image is formed in the low linear velocity mode in the same manner as in the standard linear velocity mode (doubling), exposure energy more than necessary (here, doubled energy) is exposed.
As a result, the image becomes darker than the target image.
In order to optimize exposure energy and form an image using the same amount of emitted light, a so-called surface skipping method is employed in which an image is formed by skipping one polygon surface.
In this case, image formation is performed only on the 1-3 side, or image formation is performed only on the 2-4 side.

ここでは1−3面は面倒れ0″であることから、ピッチ変動が起きないと想定されるため、2−4面でドット形成された場合について説明する。
図14は、面飛ばしにおいて、2−4面のみを使用した場合のドット形成状態を表している。図13での説明と同様、形成される面をナンバリングしてのピッチdで示す。
図14から明らかなように、図13に示す標準線速モードの場合と比べて倍のピッチで変動を起こす。
Here, since the surface 1-3 is tilted 0 ″, it is assumed that pitch fluctuation does not occur. Therefore, a case where dots are formed on the surface 2-4 will be described.
FIG. 14 shows a dot formation state when only 2-4 planes are used in skipping. Similar to the description in FIG. 13, the formed surface is indicated by a pitch d obtained by numbering.
As apparent from FIG. 14, the fluctuation occurs at a pitch twice that of the standard linear velocity mode shown in FIG.

理由は以下の通りである。
図13に示すようなポリゴン全面でドット形成する標準線速モードにおいては、隣接する面間の面倒れ量の相対差によるピッチ変動が発生していた。
1−2面間は面倒れ差分45″に相当する幾何光学的な変動量の分だけずれ、2−3面は−45″に相当する幾何光学的な変動量の分だけずれ、3−4面は−45″に相当する幾何光学的な変動量の分だけずれ、4−1面は面倒れ45″に相当する幾何光学的な変動量の分だけずれでピッチ変動が起きていた。
しかしながら、面飛ばしの場合、2−4面の面倒れ差分−90″に相当する幾何光学的な変動量の分だけずれ、4−2面は面倒れ差分90″に相当する幾何光学的な変動量の分だけずれだけずれてしまう。
よって、ポリゴンミラー全面で書くよりもピッチ変動量は大きくなる。従って、バンディングは標準線速モードに対し、低線速モードでは同じポリゴンを使用していても、バンディングが悪化することとなる。
The reason is as follows.
In the standard linear velocity mode in which dots are formed on the entire surface of the polygon as shown in FIG. 13, pitch variation has occurred due to the relative difference in the amount of surface tilt between adjacent surfaces.
The 1-2 plane is displaced by the geometric optical variation corresponding to the plane tilt difference 45 ″, and the 2-3 plane is displaced by the geometric optical variation corresponding to −45 ″. The surface was shifted by the amount of geometric optical variation corresponding to −45 ″, and the 4-1 surface was shifted by the amount of geometric optical variation corresponding to the surface tilt 45 ″.
However, in the case of surface skipping, the surface is shifted by an amount corresponding to the geometric optical variation corresponding to the surface tilt difference −90 ″ of the 2-4 surface, and the surface 4-2 is geometric optical variation corresponding to the surface tilt difference 90 ″. It will be shifted by the amount.
Therefore, the amount of pitch variation is larger than when writing over the entire polygon mirror. Therefore, the banding is worse than the standard linear velocity mode even if the same polygon is used in the low linear velocity mode.

光源としてVCSELを使用した場合、ダイナミックレンジが小さいため、露光エネルギーを満足させるためには面飛ばしによるドット形成をしなければならない。
しかしながら、上記の理由により、標準線速モード時よりもバンディングは悪化する。
When a VCSEL is used as the light source, the dynamic range is small, so that dots must be formed by skipping the surface in order to satisfy the exposure energy.
However, for the above reasons, banding is worse than in the standard linear velocity mode.

この問題を解消すべく、本実施形態では、表1に示すように、面飛ばしによるドット形成が必要な低線速モード時に、シャッタ装置700によりVCSELの発光光量を変えずに露光エネルギーを意図的に下げ、標準線速モード時と同じドット形成をすることとしている。   In order to solve this problem, in this embodiment, as shown in Table 1, the exposure energy is intentionally changed without changing the amount of light emitted from the VCSEL by the shutter device 700 in the low linear velocity mode in which dot formation by skipping is necessary. To the same dot formation as in the standard linear velocity mode.

Figure 2015194588
Figure 2015194588

すなわち、低線速モード時にはシャッタ700−1をCLOSE状態とし、光線がNDフィルタ700−7を透過して光量が下がる状態とする。
シャッタ700−1のCLOSE状態で、標準線速モード時と同様にポリゴン全面でドット形成する。
このようにすれば、ポリゴン1面当たりにおける露光エネルギーは半分となり、ポリゴン4面を使用してドット形成しても所望の露光エネルギーでの照射となる。
従って、バンディングは標準線速モード時のバンディングと同レベルとなる。
That is, in the low linear velocity mode, the shutter 700-1 is in the CLOSE state, and the light beam is transmitted through the ND filter 700-7 and the light amount is reduced.
In the CLOSE state of the shutter 700-1, dots are formed on the entire polygon surface as in the standard linear velocity mode.
In this way, the exposure energy per polygon surface is halved, and even if dots are formed using the polygon 4 surface, irradiation is performed with a desired exposure energy.
Accordingly, the banding is at the same level as the banding in the standard linear velocity mode.

本実施形態において、光源であるVCSELはその定格出力内において標準線速モードと低線速モードとで共に同じ出力(露光エネルギー)で駆動される。
定格出力内での使用であるので、光源の寿命低下を抑制でき、ひいてはコスト低減に寄与する。
厚紙等の条件が入力され、あるいは検知されると、図示しない制御手段は画像形成モードを低線速モードに切り替え、光走査装置におけるシャッタ装置700のシャッタ700−1をCLOSE状態に設定する。
上記制御手段は、標準線速モードの場合にはシャッタ装置700のシャッタ700−1をOPEN状態に設定する。
低線速モードは、厚紙を給紙する場合だけでなく、カラー画像形成装置において画像の光沢度を上げる場合等にも選択され、この場合にも上記と同様のシャッタ制御が行われる。
In the present embodiment, the VCSEL as the light source is driven with the same output (exposure energy) in the standard linear velocity mode and the low linear velocity mode within the rated output.
Since it is used within the rated output, it is possible to suppress a decrease in the life of the light source, which in turn contributes to cost reduction.
When a condition such as thick paper is input or detected, a control unit (not shown) switches the image forming mode to the low linear velocity mode and sets the shutter 700-1 of the shutter device 700 in the optical scanning device to the CLOSE state.
The control means sets the shutter 700-1 of the shutter device 700 to the OPEN state in the standard linear velocity mode.
The low linear velocity mode is selected not only when feeding thick paper but also when increasing the glossiness of an image in the color image forming apparatus. In this case, the same shutter control as described above is performed.

VCSELはダイナミックレンジが小さいので、ポリゴンの全面を使用してバンディングを抑制することが困難であるが、NDフィルタで露光エネルギーを低減することにより、容易にバンディングを抑制することができる。
また、VCSELの発光強度を標準線速モードと低線速モードとで変更する必要がないので、光源の寿命低下を抑制できる。
Since VCSEL has a small dynamic range, it is difficult to suppress banding by using the entire surface of the polygon, but banding can be easily suppressed by reducing exposure energy with an ND filter.
Further, since it is not necessary to change the emission intensity of the VCSEL between the standard linear velocity mode and the low linear velocity mode, it is possible to suppress a reduction in the lifetime of the light source.

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to such specific embodiments, and unless specifically limited by the above description, the present invention described in the claims is not limited. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist.
The effects described in the embodiments of the present invention are merely examples of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.

101−1 光源
202b 光偏向器
501、502、503、504 被走査面としての感光体ドラム
700 光量可変装置としてのシャッタ装置
700−7 光学フィルタとしてのNDフィルタ
F1 光路に進入する位置
F2 光路から退避する位置
101-1 Light source 202b Optical deflector 501, 502, 503, 504 Photosensitive drum as scanning surface 700 Shutter device as light quantity variable device 700-7 ND filter as optical filter F1 Position entering optical path F2 Retreat from optical path Position

特開2012−11706号公報JP 2012-11706 A

Claims (6)

第1の線速モードと、第1の線速モードよりも遅い第2の線速モードとを有する画像形成装置に用いられ、
光源と、
複数の偏向面を有し、前記光源からの光を偏向する光偏向器と、
前記光偏向器で偏向された光を被走査面に導く走査光学系と、
前記被走査面に対する露光エネルギーを、第1の線速モード時よりも第2の線速モード時が低くなるように選択的に可変する光量可変装置と、
を備え、
第1の線速モードと第2の線速モードとにおける前記光源の発光光量は該光源の定格出力内で同じであり、
前記光源の点灯制御は、第1の線速モード時と第2の線速モード時のいずれにおいても、前記光偏向器の全ての偏向面を使用した光走査がなされるように行われる光走査装置。
Used in an image forming apparatus having a first linear velocity mode and a second linear velocity mode slower than the first linear velocity mode;
A light source;
An optical deflector having a plurality of deflecting surfaces and deflecting light from the light source;
A scanning optical system that guides the light deflected by the optical deflector to a surface to be scanned;
A light amount variable device that selectively varies the exposure energy for the surface to be scanned so that it is lower in the second linear velocity mode than in the first linear velocity mode;
With
The amount of light emitted by the light source in the first linear velocity mode and the second linear velocity mode is the same within the rated output of the light source,
The light source lighting control is performed so that light scanning using all the deflection surfaces of the optical deflector is performed in both the first linear velocity mode and the second linear velocity mode. apparatus.
請求項1に記載の光走査装置において、
前記光量可変装置は、露光エネルギーを可変する光学フィルタと、該光学フィルタを前記光源からの光の光路に進入する位置と該光路から退避する位置とに選択的に位置付ける機構と、を有する光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1,
The light quantity variable device includes an optical filter that varies exposure energy, and a mechanism that selectively positions the optical filter at a position that enters the optical path of light from the light source and a position that retreats from the optical path. apparatus.
請求項2に記載の光走査装置において、
前記光学フィルタが液晶光学フィルタである光走査装置。
The optical scanning device according to claim 2,
An optical scanning device in which the optical filter is a liquid crystal optical filter.
請求項1〜3のいずれか1つに記載の光走査装置において、
前記光源が垂直面発光レーザである光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
An optical scanning device in which the light source is a vertical surface emitting laser.
請求項1〜4のいずれか1つに記載の光走査装置において、
前記光偏向器は4つの偏向面を有する回転多面鏡を有している光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
The optical deflector includes a rotating polygon mirror having four deflecting surfaces.
像担持体と、
画像情報に基づいて前記像担持体に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記静電潜像を可視像化する現像手段と、
前記可視像を記録媒体に転写して定着する手段と、
を有し、
前記光走査装置が請求項1〜5のいずれか1つに記載の光走査装置である画像形成装置。
An image carrier;
An optical scanning device that forms an electrostatic latent image on the image carrier based on image information;
Developing means for visualizing the electrostatic latent image;
Means for transferring and fixing the visible image to a recording medium;
Have
An image forming apparatus, wherein the optical scanning device is the optical scanning device according to claim 1.
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