JP2016130812A - Optical scanner and optical scanning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置及び光走査方法に関する。 The present invention relates to an optical scanning device and an optical scanning method.
電子写真方式の画像形成装置は、一般的に、原画像データに基づいて変調されたレーザー光をポリゴンミラーにより偏向し、回転する感光体上を主走査方向に繰り返し走査することにより、1ページの画像の潜像を形成している。潜像が形成された感光体上にトナー等の色材を供給して現像された画像を、中間転写ベルト等の像担持体を介して用紙上に転写することにより、用紙上に画像を形成することができる。 In general, an electrophotographic image forming apparatus deflects a laser beam modulated based on original image data by a polygon mirror, and repeatedly scans a rotating photoconductor in a main scanning direction, thereby generating one page. A latent image is formed. An image is formed on a sheet by transferring a developed image by supplying a color material such as toner onto the photoreceptor on which the latent image is formed, and transferring the image onto the sheet via an image carrier such as an intermediate transfer belt. can do.
ポリゴンミラーは回転軸を中心に回転する複数のミラーを備え、各ミラー面上で光源から出射された光束を反射することにより、主走査方向に光束を偏向している。ミラー面に凹凸があると光束の主走査方向の走査位置がずれ、このずれがポリゴンミラーの1回転ごとに繰り返し生じて、濃度ムラとして観察されてしまうことがある。 The polygon mirror includes a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis, and deflects the light beam in the main scanning direction by reflecting the light beam emitted from the light source on each mirror surface. If there are irregularities on the mirror surface, the scanning position of the light beam in the main scanning direction shifts, and this shift repeatedly occurs every rotation of the polygon mirror and may be observed as density unevenness.
このようなミラー特性によって生じる濃度ムラを減らすため、ポリゴンミラーの回転軸方向の高さ位置を、各ミラー面の凹凸が少なく、走査位置のずれが最も少ない高さ位置に調整する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。) In order to reduce density unevenness caused by such mirror characteristics, a method has been proposed in which the height position of the polygon mirror in the rotation axis direction is adjusted to a height position in which the unevenness of each mirror surface is small and the scan position is least displaced. (For example, refer to Patent Document 1)
上記の調整方法によっても濃度ムラを減らすことはできるが、すべてのミラー面が平滑であることはほとんどなく、高さ位置の調整だけで走査位置のずれを完全になくすことは難しい。いずれかのミラー面において走査位置のずれが生じると、ポリゴンミラーの回転周期と同じ周期の濃度ムラが少なからず生じてしまう。 Although the density unevenness can also be reduced by the above adjustment method, all the mirror surfaces are hardly smooth, and it is difficult to completely eliminate the scanning position deviation only by adjusting the height position. When a scanning position shift occurs on any of the mirror surfaces, density unevenness with the same period as the rotation period of the polygon mirror occurs.
本発明の課題は、ポリゴンミラーに起因する濃度ムラを効果的に減らすことである。 An object of the present invention is to effectively reduce density unevenness caused by a polygon mirror.
請求項1に記載の発明によれば、
光源から出射された光束を、回転軸を中心に回転する複数のミラーにより偏向して、主走査方向の光走査を繰り返すポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更する位置調整部と、
前記位置調整部により前記光束の高さ位置を周期的に変更させて、当該高さ位置を変更する周期を前記ポリゴンミラーの回転周期よりも長い周期とする制御部と、
を備えることを特徴とする光走査装置が提供される。
According to the invention of
A polygon mirror that repeats light scanning in the main scanning direction by deflecting a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis;
A position adjusting unit for changing the height position of the light beam incident on each mirror surface of the polygon mirror;
A control unit that periodically changes the height position of the luminous flux by the position adjustment unit, and sets the cycle for changing the height position to be longer than the rotation cycle of the polygon mirror;
An optical scanning device is provided.
請求項2に記載の発明によれば、
前記制御部は、前記位置調整部により周期的に変更させる前記高さ位置に、ホワイトノイズ成分を付加することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置が提供される。
According to invention of
2. The optical scanning device according to
請求項3に記載の発明によれば、
光源から出射された光束を、回転軸を中心に回転する複数のミラーにより偏向して、主走査方向の光走査を繰り返すポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更する位置調整部と、
前記位置調整部により前記光束の高さ位置を非周期的に変更させる制御部と、
を備えることを特徴とする光走査装置が提供される。
According to invention of
A polygon mirror that repeats light scanning in the main scanning direction by deflecting a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis;
A position adjusting unit for changing the height position of the light beam incident on each mirror surface of the polygon mirror;
A control unit for aperiodically changing the height position of the luminous flux by the position adjustment unit;
An optical scanning device is provided.
請求項4に記載の発明によれば、
前記ポリゴンミラーには、前記回転軸と同心の環状に配置された複数のコイルと、当該複数のコイルと回転軸方向に対向配置されたマグネットと、を備えて、前記コイルと前記マグネット間の磁力によって前記ポリゴンミラーの各ミラーを回転軸方向に昇降させる調整機構が取り付けられ、
前記位置調整部は、前記調整機構のコイルに供給する駆動電流を切り替えて、前記ポリゴンミラーの各ミラーの回転軸方向の高さ位置を変更することにより、各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更す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が提供される。
According to invention of
The polygon mirror includes a plurality of coils arranged concentrically with the rotation shaft and a magnet arranged to face the plurality of coils in the rotation shaft direction, and a magnetic force between the coils and the magnet. An adjustment mechanism for raising and lowering each mirror of the polygon mirror in the direction of the rotation axis is attached by
The position adjustment unit switches the drive current supplied to the coil of the adjustment mechanism and changes the height position of each mirror of the polygon mirror in the rotation axis direction, thereby increasing the height of the light beam incident on each mirror surface. A position is changed, The optical scanning device as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned is provided.
請求項5に記載の発明によれば、
前記ポリゴンミラーは、アキシャルタイプ又はラジアルタイプである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が提供される。
According to the invention of
The optical scanning device according to any one of
請求項6に記載の発明によれば、
光源から出射された光束を、回転軸を中心に回転する複数のミラーにより偏向するポリゴンミラーを用いて、主走査方向の光走査を繰り返す光走査方法であって、
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に入射する光束の高さ位置を周期的に変更し、当該高さ位置を変更する周期を前記ポリゴンミラーの回転周期よりも長い周期とすることを特徴とする光走査方法が提供される。
According to the invention of
An optical scanning method that repeats optical scanning in the main scanning direction using a polygon mirror that deflects a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis,
Optical scanning characterized by periodically changing the height position of a light beam incident on each mirror surface of the polygon mirror, and changing the height position to a period longer than the rotation period of the polygon mirror. A method is provided.
請求項7に記載の発明によれば、
光源から出射された光束を、回転軸を中心に回転する複数のミラーにより偏向するポリゴンミラーを用いて、主走査方向の走査を繰り返す光走査方法であって、
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に光束が入射する高さ位置を非周期的に変更することを特徴とする光走査方法が提供される。
According to the invention of
An optical scanning method that repeats scanning in the main scanning direction using a polygon mirror that deflects a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis,
There is provided an optical scanning method characterized in that the height position at which the light beam enters each mirror surface of the polygon mirror is changed aperiodically.
本発明によれば、ポリゴンミラーに起因する濃度ムラを効果的に減らすことができる。 According to the present invention, density unevenness caused by a polygon mirror can be effectively reduced.
以下、本発明の光走査装置及び光走査方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of an optical scanning device and an optical scanning method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態の光走査装置が用いられた画像形成装置1の概要を示している。
画像形成装置1は、図1に示すように画像形成部2を備え、原画像データに基づいて、画像形成部2により用紙上に画像を形成する。
また、画像形成装置1は、原稿面を読み取って原画像データを生成する画像読取部3、外部からの画像形成の指示に応じて原画像データを生成する画像生成部4、生成された原画像データに画像処理を施す画像処理部5、ユーザーインターフェイスとしての操作部6及び表示部7等を備えている。
FIG. 1 shows an outline of an
As shown in FIG. 1, the
The
画像形成部2は、画像処理部5により画像処理された原画像データに基づいて、複数の色からなる画像を用紙上に形成する。
画像形成部2は、図1に示すように、4つの書込みユニット21、中間転写ベルト22、2次転写ローラー23、定着装置24、給紙トレイ25及び反転経路26を備えている。
各書込みユニット21は、中間転写ベルト22のベルト面に沿って直列(タンデム)に配置されている。中間転写ベルト22は、複数のローラーにより巻き回されて回転する像担持体である。複数のローラーのなかには、1次転写ローラー2f及び2次転写ローラー23が含まれる。2次転写ローラー23及び定着装置24は、給紙トレイ25から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。
The
As shown in FIG. 1, the
Each
4つの書込みユニット21は、それぞれC(シアン)、M(マジェンタ)、Y(イエロー)及びK(黒)の色の画像を形成する。各書込みユニット21の構成は同じであり、図1に示すように、光走査装置2a、感光体2b、現像部2c、帯電部2d、クリーニング部2e及び1次転写ローラー2fを備えている。
画像形成時、各書込みユニット21において、帯電部2dにより感光体2bに電圧を印加して帯電させた後、光走査装置2aにより原画像データに基づいて発光させた光束で感光体2b上を走査して静電潜像を形成する。現像部2cによりトナー等の色材を供給して、感光体2b上の静電潜像を現像すると、感光体2b上に画像が形成される。
The four
At the time of image formation, each writing
各書込みユニット21の感光体2b上に各色の画像を形成すると、それぞれの1次転写ローラー2fにより、中間転写ベルト22上に順次重ねて転写(1次転写)し、複数の色からなる画像を形成する。1次転写後、各書込みユニット21において、クリーニング部2eにより感光体2b上に残留する色材を除去する。
次に、給紙トレイ25により用紙を給紙し、2次転写ローラー23によって中間転写ベルト22上の画像を用紙上に転写する。転写後の用紙を定着装置24により加熱及び加圧して、画像を用紙に定着させる。
1枚の用紙の両面に画像を形成する場合は、反転経路26に用紙を搬送して用紙面を反転させた後、再度2次転写ローラー23へ用紙を搬送する。
When an image of each color is formed on the
Next, the paper is fed by the
When images are formed on both sides of one sheet, the sheet is conveyed to the reversing
画像生成部4は、画像形成の指示内容がページ記述言語(PDL;Page Description Language)で記述されたデータを、ネットワーク上のユーザー端末、サーバー等の外部装置から受信し、当該データのラスタライズ処理を実施することによって、ビットマップ形式の原画像データをC、M、Y及びKの色ごとに生成する。
The
画像処理部5は、画像読取部3により生成されたR、G及びBの各色の原画像データを色変換し、C、M、Y及びKの各色の原画像データを出力する。
また、画像処理部5は、色変換後の原画像データ又は画像生成部4により生成された原画像データに階調補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。階調補正処理は、原画像データの各画素の階調値を、用紙上に形成された画像の濃度が目標の濃度と一致するように補正された階調値に変換する処理である。中間調処理は、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。
The
The
図2は、光走査装置2aの概略構成を示している。
図2に示すように、光走査装置2aには、光源A1とポリゴンミラーA4が配置されている。光源A1は、レーザー発光して光束を出射する。ポリゴンミラーA4は、回転軸の周辺に複数のミラーを備えて、回転軸を中心に回転する各ミラー面上で光源A1から出射された光束を反射することにより、感光体2b上を主走査方向xに走査するように光束を偏向する。図2においては、6面のミラーが正六角形の辺を形成するように配置されたポリゴンミラーA4の例を示しているが、ミラーの面数は6面に限定されない。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
As shown in FIG. 2, the
光源A1とポリゴンミラーA4の間には、レーザー光を平行光に変換するコリメーターレンズA2と、平行光を主走査方向xと感光体2b上で直交する副走査方向yに収束して、ポリゴンミラーA4のミラー面上に結像するシリンドリカルレンズA3が配置されている。
ポリゴンミラーA4と感光体2bの間には、レンズ群A5が配置されている。レンズ群A5は、ポリゴンミラーA4により偏向された光束が感光体2b上を等速走査するように、光束を収差補正するfθレンズ、副走査方向yにパワー(屈折力)を有し、光束を感光体2b上で結像するシリンドリカルレンズ等からなる。
また、主走査方向xの始端付近には、画像領域よりも始端側を走査する光束を検出するセンサーA7と、センサーA7に光束を導くミラーA6が配置されている。
Between the light source A1 and the polygon mirror A4, a collimator lens A2 that converts laser light into parallel light, and the parallel light converges in the sub-scanning direction y that is orthogonal to the main scanning direction x on the
A lens group A5 is disposed between the polygon mirror A4 and the
Near the start end in the main scanning direction x, a sensor A7 that detects a light beam that scans the start end side of the image area and a mirror A6 that guides the light beam to the sensor A7 are arranged.
ポリゴンミラーA4の回転により、光源A1からの光束を反射して偏向するミラーが切り替わると、光束の走査位置が始端に戻るので、感光体2bを回転させて走査位置を副走査方向yにずらすことにより、感光体2b上に各走査線の静電潜像を形成することができる。
When the mirror that reflects and deflects the light beam from the light source A1 is switched by the rotation of the polygon mirror A4, the scanning position of the light beam returns to the starting end. Therefore, the
上記ポリゴンミラーA4としては、アキシャルタイプ及びラジアルタイプがあるが、いずれのタイプも用いることができる。
図3Aは、アキシャルタイプのポリゴンミラーA4の構成を示す上面図であり、図3Bは、図3Aに示すZ1−Z1線における端面図である。
アキシャルタイプのポリゴンミラーA4では、図3A及び図3Bに示すように、回転軸A41がローターA42の中央に設けられたエアーベアリングA421によって回転自在に支持され、ローターA42上にはミラー部A43が設けられている。ミラー部A43は、断面形状が正六角形の柱体であり、側面に6面のミラーA431が配置されている。回転軸A41のハウジングA47上には基板A45が設けられ、基板A45上には複数のコイルA46が回転軸A41と同心の環状に配置されている。一方、ローターA42の下面には、空隙を介して複数のコイルA46とアキシャル方向(回転軸方向)において対向するように、環形状のマグネットA44が回転軸A41と同心となるように配置されている。
The polygon mirror A4 includes an axial type and a radial type, but any type can be used.
3A is a top view showing a configuration of an axial type polygon mirror A4, and FIG. 3B is an end view taken along the line Z1-Z1 shown in FIG. 3A.
In the axial type polygon mirror A4, as shown in FIGS. 3A and 3B, the rotation axis A41 is rotatably supported by an air bearing A421 provided in the center of the rotor A42, and a mirror portion A43 is provided on the rotor A42. It has been. The mirror part A43 is a pillar having a regular hexagonal cross section, and six mirrors A431 are arranged on the side surface. A substrate A45 is provided on the housing A47 of the rotation axis A41, and a plurality of coils A46 are arranged on the substrate A45 in an annular shape concentric with the rotation axis A41. On the other hand, an annular magnet A44 is disposed on the lower surface of the rotor A42 so as to be concentric with the rotation axis A41 so as to face the plurality of coils A46 in the axial direction (rotation axis direction) with a gap. .
図4Aは、ラジアルタイプのポリゴンミラーA4の構成を示す上面図であり、図4Bは、図4Aに示すZ2−Z2線における端面図である。
ラジアルタイプは、アキシャルタイプと回転駆動力を生じさせるコイルA46とマグネットA44の配置位置が異なるのみで基本的な構成は同じあるので、図4A及び図4Bにおいて、図3A及び図3Bに示したアキシャルタイプと同じ構成部分については、同じ符号を付している。
図4A及び図4Bに示すように、ラジアルタイプでは、凹カップ状に形成されたローターA42の内側にマグネットA44が固着され、複数のコイルA46はマグネットA44とラジアル方向において対向するように配置されている。
4A is a top view showing the configuration of the radial type polygon mirror A4, and FIG. 4B is an end view taken along the line Z2-Z2 shown in FIG. 4A.
The radial type has the same basic configuration as the axial type except that the arrangement positions of the coil A46 and the magnet A44 that generate the rotational driving force are the same. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, the axial types shown in FIGS. The same reference numerals are given to the same components as the type.
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the radial type, a magnet A44 is fixed inside a rotor A42 formed in a concave cup shape, and a plurality of coils A46 are arranged to face the magnet A44 in the radial direction. Yes.
アキシャルタイプ及びラジアルタイプのいずれにおいても、コイルA46に駆動電流を供給することにより発生した磁界とマグネットA44の磁界の作用によって、回転軸A41を中心としてミラー部A43を回転駆動することができる。 In both the axial type and the radial type, the mirror portion A43 can be rotationally driven around the rotation axis A41 by the action of the magnetic field generated by supplying the drive current to the coil A46 and the magnetic field of the magnet A44.
また、図3B及び4Bに示すように、アキシャルタイプ及びラジアルタイプのいずれにおいても、ミラー部A43の回転軸方向の高さ位置の調整機構Bが設けられている。この調整機構Bは、ミラー部A43の上部において回転軸A41に固定された基板B1と、当該基板B1上に回転軸A41と同心の環状に配置された複数のコイルB2と、各コイルB2と回転軸方向に対向するようにミラー部A43上に設けられた環形状のマグネットA44と、を備えて構成することができる。
調整機構Bの各コイルB2に供給する駆動電流を切り替えることにより、各コイルB2とマグネットB3間に反発又は吸引する磁力を生じさせ、ミラー部A43を回転軸方向に昇降させることができる。
As shown in FIGS. 3B and 4B, an adjustment mechanism B for the height position of the mirror portion A43 in the rotation axis direction is provided in both the axial type and the radial type. The adjustment mechanism B includes a substrate B1 fixed to the rotation axis A41 at the upper part of the mirror part A43, a plurality of coils B2 arranged on the substrate B1 in an annular shape concentric with the rotation axis A41, and each coil B2. And an annular magnet A44 provided on the mirror portion A43 so as to face in the axial direction.
By switching the drive current supplied to each coil B2 of the adjustment mechanism B, a magnetic force that repels or attracts between each coil B2 and the magnet B3 can be generated, and the mirror part A43 can be moved up and down in the direction of the rotation axis.
図5は、光走査装置2aの制御系を機能ごとに示すブロック図である。
図5に示すように、光走査装置2aは、制御部11、記憶部12、位置調整部13、光源A1の駆動部14、ポリゴンミラーA4の駆動部15及び感光体2bの駆動部16を備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing the control system of the
As shown in FIG. 5, the
制御部11は、光源A1の発光駆動、ポリゴンミラーA4及び感光体2bの回転駆動を制御して、各走査線の主走査方向の走査開始位置及び副走査方向の走査開始位置を同期させる。
例えば、制御部11は、センサーA7から出力された各走査線の始端直前の光束の検出信号を、各走査線の主走査方向の走査開始タイミングを示す水平同期信号として駆動部14に出力し、光源A1の発光駆動を制御する。
また、制御部11は、駆動部15及び16に回転駆動用のクロック信号を出力して、ポリゴンミラーA4及び感光体2bの回転速度を制御する。
The
For example, the
In addition, the
また、制御部11は、濃度ムラを効果的に減らすため、位置調整部13により各ミラー面に入射する光束の高さ位置を周期的に変更させ、当該高さ位置を変更する周期を、ポリゴンミラーA4の回転周期よりも長い周期に決定する。
Further, in order to effectively reduce density unevenness, the
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等により構成することができ、上述した制御を、記憶部12に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって実現することができる。
記憶部12は、制御部11により実行されるプログラム等を記憶している。例えば、記憶部12は、光束の高さ位置の変更パターン等を記憶している。
The
The
位置調整部13は、制御部11により決定された周期で、ポリゴンミラーA4の各ミラー面に光束が入射する高さ位置を変更する。位置調整部13は、ポリゴンミラーA4に取り付けられた調整機構Bの各コイルB2に供給する駆動電流量を切り替えることにより、高さ位置を調整することができる。
The
光源A1の駆動部14は、制御部11から出力されるクロック信号に同期して、画像処理部5から出力された原画像データをパルス幅変調し、駆動信号を生成する。駆動部14は、生成した駆動信号を光源A1に出力することにより、光源A1をパルス駆動して光束を出射させる。
The driving
ポリゴンミラーA4の駆動部15は、制御部11から出力されたポリゴンミラーA4の回転駆動用のクロック信号に基づいて、ポリゴンミラーA4のコイルA46に印加する駆動電圧を制御することにより、ポリゴンミラーA4を所定の回転速度で回転駆動する。
同様にして、感光体2bの駆動部16は、制御部11から出力された感光体2bの回転駆動用のクロック信号に基づいて、感光体2bを所定の回転速度で回転駆動する。
The driving
Similarly, the
上述したポリゴンミラーA4において、ミラー面に凹凸があると光束の偏向角度が変動するため、光束の主走査方向の走査位置がばらついてしまう。
図6は、ミラー面上のある地点における厚さ方向の位置を0.0mmとして、厚さ方向の位置を−1.0〜1.0mmの範囲内で0.2mm単位で異ならせたときの光束の主走査方向の走査位置の検出結果を示している。光束の走査位置は、主走査方向に設けた5つの基準位置X0〜X4に配置されたセンサーにより、検出した。
図6に示すように、光束が入射するミラー面の厚さ方向の位置によって、光束の主走査方向の走査位置の基準位置からのずれ方が異なることが分かる。
In the above-described polygon mirror A4, if the mirror surface is uneven, the deflection angle of the light beam fluctuates, so that the scanning position of the light beam varies in the main scanning direction.
FIG. 6 shows a case where the position in the thickness direction at a certain point on the mirror surface is 0.0 mm, and the position in the thickness direction is varied within 0.2 mm within a range of −1.0 to 1.0 mm. The detection result of the scanning position of the light beam in the main scanning direction is shown. The scanning position of the light beam was detected by sensors arranged at five reference positions X0 to X4 provided in the main scanning direction.
As shown in FIG. 6, it can be seen that the deviation of the scanning position of the light beam from the reference position in the main scanning direction differs depending on the position in the thickness direction of the mirror surface on which the light beam is incident.
ミラー面に入射する光束の回転軸方向における高さ位置が固定されている場合、同じミラーにより偏向された光束の走査線には常に同じずれが生じるため、各ミラーに特有の走査位置のずれがポリゴンミラーA4の回転周期と同じ周期で繰り返し生じ、濃度ムラとして観察されやすくなる。
光走査装置2aでは、このような濃度ムラを減らすため、位置調整部13によりポリゴンミラーA4の各ミラー面に入射する光束の高さ位置を周期的に変更し、制御部11によりポリゴンミラーA4の回転周期よりも長い周期となるように、高さ位置を変更する周期を決定する。
When the height position of the light beam incident on the mirror surface in the rotation axis direction is fixed, the same deviation always occurs in the scanning line of the light beam deflected by the same mirror. It occurs repeatedly at the same cycle as the rotation cycle of the polygon mirror A4, and is easily observed as density unevenness.
In the
図7は、光束の高さ位置を周期的に変更する場合の変更パターンの一例を示している。
図7に示す変更パターンは、ポリゴンミラーA4の回転周期の24周期を1周期として、−1.0〜1.0mmの範囲内で、高さ位置を連続的に昇降させるパターンである。
具体的には、入射光の高さ位置を、ポリゴンミラーA4が1〜6回転する間に0.0mmから1.0mmまで連続的に上昇させ、7〜12回転する間に1.0mmから0.0mmまで連続的に下降させる。さらに、入射光の高さ位置を、ポリゴンミラーA4が13〜18回転する間に0.0mmから−1.0mmまで連続的に下降させ、19〜24回転する間に−1.0mmから0.0mmまで連続的に上昇させる。
FIG. 7 shows an example of a change pattern when the height position of the light beam is periodically changed.
The change pattern shown in FIG. 7 is a pattern in which the height position is continuously raised and lowered within a range of −1.0 to 1.0 mm, with 24 rotation periods of the polygon mirror A4 as one period.
Specifically, the height position of the incident light is continuously raised from 0.0 mm to 1.0 mm while the polygon mirror A4 is rotated 1 to 6 times, and from 1.0 mm to 0 while the polygon mirror A4 is rotated 7 to 12 times. Lower continuously to 0 mm. Further, the height position of the incident light is continuously lowered from 0.0 mm to −1.0 mm while the polygon mirror A4 rotates 13 to 18 times, and from −1.0 mm to 0. Raise continuously to 0 mm.
制御部11は、このような高さ位置の変更パターンに基づいて、光束を偏向するミラーA431の番号とポリゴンミラーA4の回転数に応じた高さ位置を決定する。変更パターンは、記憶部12に記憶されたものを読み出して用いることができる。
位置調整部13は、制御部11により決定された高さ位置と現在の高さ位置の差に応じて、調整機構BのコイルB2に供給する駆動電流を切り替える。これにより、ポリゴンミラーA4の各ミラーA431の回転軸方向における高さ位置が変更され、ミラー面に入射する光束の高さ位置が、制御部11により決定された高さ位置に変更される。
The
The
このように、各ミラー面に光束が入射する高さ位置を固定せず、常に変動させることによって、走査位置のずれのパターンを増やすことができ、同じパターンのずれの繰り返しによる濃度ムラを減らすことができる。高さ位置の変更が周期的な変更である以上、同じミラーA431の同じ高さ位置に光束が入射して同じずれのパターンも周期的に生じる。しかしながら、変更周期をポリゴンミラーA4の回転周期より長い周期とすることにより、同じパターンのずれが生じる周期も長い周期とすることができ、長周期であればあるほど、濃度ムラが減少する。
ミラー面を完全に平滑化することは難しく、特性に起因する走査位置のずれは少なからず生じるが、ずれが生じても上述の光束の高さ位置の変更制御を行うことにより、濃度ムラを効果的に減らすことができる。
In this way, the height position at which the light beam enters each mirror surface is not fixed, but is constantly changed, thereby increasing the number of scanning position deviation patterns, and reducing density unevenness due to repeated deviation of the same pattern. Can do. As long as the change in the height position is a periodic change, the light flux enters the same height position of the same mirror A 431 and the same deviation pattern also periodically occurs. However, by setting the change cycle to a cycle longer than the rotation cycle of the polygon mirror A4, the cycle in which the same pattern shift occurs can also be set to a long cycle. The longer the cycle, the less the density unevenness.
It is difficult to completely smooth the mirror surface, and the scan position shift due to the characteristics occurs not a little, but even if the shift occurs, the above-mentioned change control of the height position of the light flux can be performed, and thus the density unevenness can be effectively obtained. Can be reduced.
各ミラーA431に特有の走査位置のずれの繰り返しをさらに減らすため、制御部11は、位置調整部13により周期的に変更させる高さ位置に、ホワイトノイズ成分を付加することもできる。ホワイトノイズとは、全周波数帯域において同程度の強度を示すノイズをいう。
In order to further reduce the repetition of the shift of the scanning position peculiar to each mirror A 431, the
具体的には、制御部11が、周期的な変更パターンから取得した、ミラーの番号及び回転数に対応する高さ位置に、ホワイトノイズのパターンから取得した高さ位置を加算して、得られた高さ位置を光束が入射する高さ位置として決定する。ホワイトノイズのパターンは、記憶部12に記憶されたものを読み出して用いればよい。
位置調整部13が、制御部11により決定された高さ位置と現在の高さ位置の差に応じて調整機構BのコイルB2に供給する駆動電流を切り替えて、ポリゴンミラーA4の各ミラーA431の回転軸方向における高さ位置を調整する。
Specifically, the
The
図8は、ホワイトノイズを付加した場合の光束の高さ位置の変更パターンの例を示している。
図8に示す変更パターンでは、図7に示す変更パターンと同様に、ポリゴンミラーA4の回転周期の24周期を1周期として、−1.0〜1.0mmの範囲内で、高さ位置が周期的に変動しているが、ホワイトノイズ成分の付加により、高さ位置は1周期のなかでもさらに細かく変動している。
このような高さ位置の揺らぎにより、走査位置のずれのパターンがさらに増え、同じずれのパターンが生じる間隔も非周期的となるため、濃度ムラをより効果的に減らすことが可能になる。
FIG. 8 shows an example of a change pattern of the height position of the luminous flux when white noise is added.
In the change pattern shown in FIG. 8, like the change pattern shown in FIG. 7, the height position is a cycle within a range of −1.0 to 1.0 mm, with 24 rotation cycles of the polygon mirror A4 as one cycle. However, the height position fluctuates more finely in one cycle due to the addition of the white noise component.
Such fluctuations in the height position further increase the scanning position shift pattern, and the interval at which the same shift pattern occurs becomes aperiodic, so that density unevenness can be reduced more effectively.
以上のように、本実施の形態の光走査装置2aは、光源A1から出射された光束を、回転軸A41を中心に回転する複数のミラーA431により偏向して、主走査方向xの光走査を繰り返すポリゴンミラーA4と、ポリゴンミラーA4の各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更する位置調整部13と、位置調整部13により光束の高さ位置を周期的に変更させて、当該高さ位置を変更する周期をポリゴンミラーA4の回転周期よりも長い周期とする制御部11と、を備える。
As described above, the
光束の高さ位置を変更することにより、走査位置のずれのパターンを増やして同じずれの繰り返しによる濃度ムラを減らすことができる。また、光束の高さ位置を変更する周期をポリゴンミラーA4の回転周期よりも長い周期とすることにより、同じずれのパターンが周期的に現れる間隔を濃度ムラとして観察されにくい間隔に延ばすことができる。これにより、ポリゴンミラーA4に起因する濃度ムラを効果的に減らすことができる。 By changing the height position of the light beam, it is possible to increase the scanning position shift pattern and reduce density unevenness due to repetition of the same shift. In addition, by setting the period of changing the height position of the light beam to a period longer than the rotation period of the polygon mirror A4, it is possible to extend the interval at which the same misaligned pattern appears periodically as an interval where it is difficult to observe as density unevenness. . Thereby, density unevenness caused by the polygon mirror A4 can be effectively reduced.
〔他の実施の形態〕
濃度ムラは、光束の走査位置のずれの周期的な繰り返しによって生じることから、上記実施の形態の光走査装置2aにおいて、各ミラー面に入射する光束の高さ位置を非周期的に変更することによっても、各ミラーA431に特有の走査位置のずれの繰り返しを減らすことができる。
[Other Embodiments]
Since the density unevenness is caused by the periodic repetition of the deviation of the scanning position of the light beam, in the
図9は、光束の高さ位置を非周期的に変更する場合の変更パターンの一例を示している。
図9に示す変更パターンは、−1.0〜1.0mmの範囲内で、ポリゴンミラーA4のミラーの番号及び回転数に依存しない高さ位置に変更させるパターンである。
なお、高さ位置を非周期的に変更できるのであれば、図9に示す高さ位置の変更パターンに限らない。急激な高さ位置の変動によるポリゴンミラーA4の動作の不安定化を避けるため、正弦波に乱数発生器からの乱数をノイズとして付加する等して、非周期的な高さ位置の変更パターンを決定することが好ましい。
FIG. 9 shows an example of a change pattern when the height position of the light beam is changed aperiodically.
The change pattern shown in FIG. 9 is a pattern that is changed to a height position that does not depend on the mirror number and the rotational speed of the polygon mirror A4 within a range of −1.0 to 1.0 mm.
Note that the height position change pattern shown in FIG. 9 is not limited as long as the height position can be changed aperiodically. In order to avoid instability of the operation of the polygon mirror A4 due to a sudden change in the height position, a random pattern from the random number generator is added to the sine wave as noise. It is preferable to determine.
制御部11は、図9に示すような変更パターンに基づいて、光束を偏向するミラーの番号とポリゴンミラーA4の回転数に応じた高さ位置を決定し、光束の高さ位置が決定した高さ位置になるように、位置調整部13によりポリゴンミラーA4の各ミラーA431の回転軸方向における高さ位置を調整させる。
光束の高さ位置を非周期的に変更することにより、各ミラーA431に特有の走査位置のずれが周期的に繰り返し発生することを防ぐことができ、ずれの繰り返しによる濃度ムラの発生を防止することができる。
Based on the change pattern as shown in FIG. 9, the
By changing the height position of the light beam non-periodically, it is possible to prevent the deviation of the scanning position peculiar to each mirror A 431 from occurring periodically and to prevent the occurrence of density unevenness due to the repeated deviation. be able to.
以上のように、他の実施の形態の光走査装置2aは、光源A1から出射された光束を、回転軸A41を中心に回転する複数のミラーA431により偏向して、主走査方向xの光走査を繰り返すポリゴンミラーA4と、ポリゴンミラーA4の各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更する位置調整部13と、位置調整部13により光束の高さ位置を非周期的に変更させる制御部11と、を備える。
As described above, the
これにより、ポリゴンミラーA4の各ミラーA431に特有の走査位置のずれが周期的に繰り返し発生することを防いで、ずれの繰り返しによる濃度ムラの発生を防止することができる。 Thereby, it is possible to prevent the deviation of the scanning position peculiar to each mirror A431 of the polygon mirror A4 from occurring periodically and to prevent the occurrence of density unevenness due to the repeated deviation.
上述した実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上記実施の形態では、コイルとマグネットの磁力を利用した上記調整機構Bを用いたが、この調整機構Bを用いずに高さ位置を変更することもできる。例えば、位置調整部13としてポリゴンミラーA1の下に昇降機を設置し、この昇降機によってポリゴンミラーA4を回転軸方向に昇降させることにより、ポリゴンミラーA4の各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更することとしてもよい。
The above-described embodiment is a preferred example of the present invention, and the present invention is not limited to this. Modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the adjustment mechanism B using the magnetic force of the coil and the magnet is used. However, the height position can be changed without using the adjustment mechanism B. For example, an elevator is installed under the polygon mirror A1 as the
また、ポリゴンミラーA4のミラー面に入射する光束の高さ位置を変更できるのであれば、ポリゴンミラーA4ではなく、光源A1をポリゴンミラーA4の回転軸方向に昇降して光源A1の高さ位置を調整してもよい。 If the height position of the light beam incident on the mirror surface of the polygon mirror A4 can be changed, the height position of the light source A1 is raised by moving the light source A1 up and down in the direction of the rotation axis of the polygon mirror A4 instead of the polygon mirror A4. You may adjust.
また、プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ROM、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、CD-ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。 Further, as a computer-readable medium for the program, a non-volatile memory such as a ROM and a flash memory, and a portable recording medium such as a CD-ROM can be applied. A carrier wave is also used as a medium for providing program data via a communication line.
1 画像形成装置
2 画像形成部
2a 光走査装置
A1 光源
A4 ポリゴンミラー
B 調整機構
11 制御部
13 位置調整部
2b 感光体
5 画像処理部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更する位置調整部と、
前記位置調整部により前記光束の高さ位置を周期的に変更させて、当該高さ位置を変更する周期を前記ポリゴンミラーの回転周期よりも長い周期とする制御部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。 A polygon mirror that repeats light scanning in the main scanning direction by deflecting a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis;
A position adjusting unit for changing the height position of the light beam incident on each mirror surface of the polygon mirror;
A control unit that periodically changes the height position of the luminous flux by the position adjustment unit, and sets the cycle for changing the height position to be longer than the rotation cycle of the polygon mirror;
An optical scanning device comprising:
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更する位置調整部と、
前記位置調整部により前記光束の高さ位置を非周期的に変更させる制御部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。 A polygon mirror that repeats light scanning in the main scanning direction by deflecting a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis;
A position adjusting unit for changing the height position of the light beam incident on each mirror surface of the polygon mirror;
A control unit for aperiodically changing the height position of the luminous flux by the position adjustment unit;
An optical scanning device comprising:
前記位置調整部は、前記調整機構のコイルに供給する駆動電流を切り替えて、前記ポリゴンミラーの各ミラーの回転軸方向の高さ位置を変更することにより、各ミラー面に入射する光束の高さ位置を変更す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 polygon mirror includes a plurality of coils arranged concentrically with the rotation shaft and a magnet arranged to face the plurality of coils in the rotation shaft direction, and a magnetic force between the coils and the magnet. An adjustment mechanism for raising and lowering each mirror of the polygon mirror in the direction of the rotation axis is attached by
The position adjustment unit switches the drive current supplied to the coil of the adjustment mechanism and changes the height position of each mirror of the polygon mirror in the rotation axis direction, thereby increasing the height of the light beam incident on each mirror surface. The position is changed, The optical scanning device as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に入射する光束の高さ位置を周期的に変更し、当該高さ位置を変更する周期を前記ポリゴンミラーの回転周期よりも長い周期とすることを特徴とする光走査方法。 An optical scanning method that repeats optical scanning in the main scanning direction using a polygon mirror that deflects a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis,
Optical scanning characterized by periodically changing the height position of a light beam incident on each mirror surface of the polygon mirror, and changing the height position to a period longer than the rotation period of the polygon mirror. Method.
前記ポリゴンミラーの各ミラー面に光束が入射する高さ位置を非周期的に変更することを特徴とする光走査方法。 An optical scanning method that repeats scanning in the main scanning direction using a polygon mirror that deflects a light beam emitted from a light source by a plurality of mirrors that rotate about a rotation axis,
An optical scanning method, wherein a height position at which a light beam enters each mirror surface of the polygon mirror is changed aperiodically.
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