JP2022182039A - Optical scanner and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置及びそれを備えた複写機、複合機、プリンター装置及びファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus such as a copying machine, a multifunction machine, a printer, and a facsimile machine equipped with the optical scanning device.
光走査装置として、レーザダイオード素子等の偶数個の発光素子(具体的には発光ダイオード)を並設した光源(いわゆるマルチビーム光源)を備えたものがある。発光素子の数としては、例えば、4個、8個、16個、30個、40個を挙げることができる。 Some optical scanners have a light source (so-called multi-beam light source) in which an even number of light emitting elements (specifically, light emitting diodes) such as laser diode elements are arranged side by side. Examples of the number of light emitting elements include 4, 8, 16, 30, and 40.
偶数個の発光素子を並設した光源を備えた光走査装置では、発光素子の発光制御の一例として、隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームを1画素単位として順に走査するものがある。ここで、画素とは、画像処理上の最小単位の画像である。 In an optical scanning device having a light source in which an even number of light emitting elements are arranged side by side, as an example of light emission control of the light emitting elements, beams emitted from two adjacent light emitting elements are sequentially scanned in units of one pixel. be. Here, a pixel is an image that is the minimum unit for image processing.
従来の光走査装置では、光源における一端の発光素子から他端の発光素子までを順に1番から番号を付したとすると、画像処理された画像信号の出力を1番の発光素子から開始し、次の画像信号以降を番号順に出力するようになっていた。
In a conventional optical scanning device, if the light emitting elements at one end of the light source and the light emitting elements at the other end are numbered sequentially starting with
図10Aは、光源211の概略側面図である。図10Bは、光源211を光出射部211a側から視た概略平面図である。図10Cは、光源211の光出射部211a部分を拡大して示す概略平面図である。図10Dは、光源211の光出射部211a部分の概略側面図である。図10から図10Dにおいて、符号Zは上下方向を、符号Wは主走査方向を、符号Hは副走査方向をそれぞれ表している。
10A is a schematic side view of
図11A及び図11Bは、それぞれ、従来の光走査装置の一例及び他の例により像面Fで形成される所定のグレー画像を拡大して示す拡大図である。 11A and 11B are enlarged views showing a predetermined gray image formed on the image plane F by one example and another example of a conventional optical scanning device, respectively.
図10Aから図10Dに示すように、光源211は、レーザダイオード素子等の偶数個の発光素子LD(1)~LD(n)(nは偶数、例えばn=8又は16)と、基板211bと、収容ケース211cとを備えている。光源211は、画像データに応じて変調されたビームBM(1)~BM(n)を射出する。光源211における発光素子LD(1)~LD(n)は、それぞれ、光軸に垂直な断面(ビーム断面)が円形状のビームBM(1)~BM(n)を出射する。
As shown in FIGS. 10A to 10D, the
発光素子LD(1)~LD(n)は、像面F(図11A、図11B参照)の副走査方向Hにおける異なる位置にビームBM(1)~BM(n)をそれぞれ照射する(図10D参照)。発光素子LD(1)~LD(n)は、基板211bに搭載されている。発光素子LD(1)~LD(n)は、光軸方向から視た側面視で円形状の収容ケース211cに収容されている。発光素子LD(1)~LD(n)は、所定の直線方向に一定間隔になるように並設されている。発光素子LD(1)~LD(n)は、収容ケース211cの光軸方向に沿った回転軸線λ(図10C、図10D参照)を中心に両側(線対称)に設けられている。光源211は、収容ケース211cの回転軸線λ回りの回転角度を調整可能な構成とされている。これにより、発光素子LD(1)~LD(n)の副走査方向Hにおけるドット間ピッチを調整することができる。
Light-emitting elements LD(1) to LD(n) irradiate beams BM(1) to BM(n) at different positions in sub-scanning direction H on image plane F (see FIGS. 11A and 11B), respectively (see FIG. 10D). reference). The light emitting elements LD(1) to LD(n) are mounted on the
このような従来の光走査装置では、副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラが発生するという不都合がある。これについて、隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームを1画素単位として順に走査する光走査装置を例にとって説明する。 In such a conventional optical scanning device, there is a problem that periodic density unevenness in the sub-scanning direction H occurs. This will be explained by taking as an example an optical scanning device that sequentially scans beams emitted from two adjacent light emitting elements in units of one pixel.
すなわち、光源211における一端の発光素子LD(1)から他端の発光素子LD(n)〔LD(8)又はLD(16)〕までを順に1番から番号を付したとすると、画像処理された画像信号の出力を光源211における一端の第1番及び第2番の2つの発光素子LD(1),LD(2)の双方から開始し、次に、第3番及び第4番の2つの発光素子LD(3),LD(4)の双方から出力し、次の画像信号以降を番号順に出力するが、他端の第n-1番及び第n番の2つの発光素子LD(n-1),LD(n)の双方の出力が終わると、引き続いて、一端の第1番の発光素子LD(1)に戻り、同様にして第1番及び第2番の2つの発光素子LD(1),LD(2)の双方の出力から他端の第n-1番及び第n番の2つの発光素子LD(n-1),LD(n)の双方の出力まで順に行う処理を繰り返すようになっていた。
That is, if the light emitting element LD(1) at one end of the
このような光走査装置においては、光源211内における各発光素子LD(m),LD(m+1)〔mは1以上(n-1)以下の整数〕間のピッチ精度が非常に良いことから、各発光素子LD(m),LD(m+1)から出射されるビームBM(m),BM(m+1)の像面F(被走査面)での副走査方向Hにおけるドット間のピッチ精度も非常に良い。
In such an optical scanning device, the pitch accuracy between the light emitting elements LD(m) and LD(m+1) [m is an integer of 1 or more and (n−1) or less] in the
一方、第n番の発光素子LD(n)から出射されるビームBM(n)の像面Fでの最後のドットと第n番の発光素子LD(n)から第1番の発光素子LD(1)に戻って第1番の発光素子LD(1)から出射されるビームBM(1)の像面Fでの最初のドットとの間のピッチ精度は、光源211の位置調整をいくら精度良く行ったとしても、光源211内における各発光素子LD(m),LD(m+1)から出射されるビームBM(m),BM(m+1)の像面Fでの副走査方向Hにおけるドット間のピッチ精度よりも落ちる。
On the other hand, the last dot on the image plane F of the beam BM(n) emitted from the nth light emitting element LD(n) and the first light emitting element LD(n) to the nth light emitting element LD(n) Returning to 1), the pitch accuracy between the beam BM(1) emitted from the first light emitting element LD(1) and the first dot on the image plane F depends on how accurately the position of the
ここで、ドットとは、発光素子LD(1)~LD(n)から出射されるビームBM(1)~BM(n)の像面Fで形成されるスポット画像であり、従って、隣り合う2つの発光素子LD(2×j-1),LD(2×j)(jは1以上n/2以下の整数)の双方から出射されるビームBM(2×j-1),BM(2×j)の像面Fで形成される2ドット(2つのスポット画像)で1画素となる。 Here, the dots are spot images formed on the image plane F of the beams BM(1) to BM(n) emitted from the light emitting elements LD(1) to LD(n). Beams BM(2×j−1) and BM(2× Two dots (two spot images) formed on the image plane F of j) constitute one pixel.
図11A及び図11Bに示すように、従来の光走査装置では、例えば、n個の発光素子LD(1)~LD(n)(図11Aに示す例ではn=8、図11Bに示す例では16)を並設した光源211において隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームを1画素単位として順に走査するにあたり、画像処理された画像信号の出力を1番の発光素子から開始する。すなわち、画像処理された画像信号(この例ではグレー画像信号)の出力を一端の第1番及び第2番の2つの発光素子LD(1),LD(2)の双方から開始する。ここで、グレー画像信号として、例えば、副走査方向Hにおいて所定の画像周期s毎に画像濃度が変化する周期的なパターンの画像信号を挙げることができ、代表的には、成長パターンの画像信号を例示できる。成長パターンの画像信号は、例えば、図11A及び図11B中のα部分に示すように、中心部の画素が最も濃い(例えば黒の)画素(図11A及び図11Bのa,b,c,d,e,f,g参照)と、その周りに中心部の画素の画像濃度よりも淡い中間調を外側に向かって次第に淡くなるように配置した画素(図11A及び図11Bのh,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r参照)とを周期的に出力する画像信号とすることができる。
As shown in FIGS. 11A and 11B, in the conventional optical scanning device, for example, n light emitting elements LD(1) to LD(n) (n=8 in the example shown in FIG. 11A and n=8 in the example shown in FIG. 11B) 16), in order to scan beams emitted from both of the two adjacent light emitting elements in the
次に、次の画像信号以降を番号順〔第3番及び第4番の2つの発光素子LD(3),LD(4)の双方から順〕に出力するが、他端の第n-1番及び第n番(第7番及び第8番又は第15番及び第16番)の2つの発光素子LD(n-1),LD(n)〔LD(7),LD(8)又はLD(15)及びLD(16)〕の双方の出力が終わると、引き続いて、一端の第1番の発光素子LD(1)に戻り、以下、同様にして第1番及び第2番の2つの発光素子LD(1),LD(2)の双方の出力から他端の第n-1番及び第n番の2つの発光素子LD(n-1),LD(n)〔LD(7),LD(8))又はLD(15)及びLD(16)〕の双方の出力まで順に行う処理を繰り返す。 Next, the next image signal and subsequent image signals are output in numerical order [from both the third and fourth light emitting elements LD(3) and LD(4)], but the n-1th image signal at the other end LD(n-1), LD(n) [LD(7), LD(8) or LD (15) and LD (16)], the light emitting element LD (15) and LD (16)] return to the first light emitting element LD (1) at one end, and the two light emitting elements LD (15) and LD (16) are output in the same manner. Two light emitting elements LD(n−1), LD(n) [LD(7), LD(8)) or LD(15) and LD(16)] are repeated in order.
そうすると、画像周期s(この例では6画素)毎に周期的なパターン間の境目βと、第n番(第8番又は第16番)の発光素子LD(n)〔LD(8)又はLD(16)〕から出射されるビームの像面Fでの最後のドットと第1番の発光素子LD(1)から出射されるビームの像面Fでの最初のドットとの境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)とが干渉し合って周期的な濃度ムラδ~δ(いわゆる干渉縞)が発生することがある。 Then, the boundary β between periodic patterns for each image period s (6 pixels in this example) and the n-th (eighth or sixteenth) light-emitting element LD (n) [LD (8) or LD (16)] and the first dot on the image plane F of the beam emitted from the first light emitting element LD (1) (pitch accuracy (a portion where the density is not so good) may interfere with each other, causing periodic density unevenness δ to δ (so-called interference fringes).
例えば、画像形成装置において、1インチ当たり600画素〔解像度1200dpi(複数の発光素子LD(1)~LD(n)から出射されるビームの像面Fで形成される1ドットで1画素とした場合での解像度)〕の画像形成(印刷)を行う場合において、図11Aに示すように、8個の発光素子LD(1)~LD(8)を所定方向に並設した光源211を用いる場合には、光源211内の8個の発光素子LD(1)~LD(8)で形成される画素は4画素となる。また、図11Bに示すように、16個の発光素子LD(1)~LD(16)を所定方向に並設した光源211を用いる場合には、光源211内の16個の発光素子LD(1)~LD(16)で形成される画素は8画素となる。ここで、画像処理された成長パターンの画像濃度が副走査方向Hで変化する画像周期sを6画素とすると、8個の発光素子LD(1)~LD(8)を並設した光源211では、4画素と6画素の最小公倍数(干渉周期d)が12画素となり、境目βと境目γとが所定の干渉周期d〔12画素=508μm=(25.4mm/600画素)×12画素〕毎に一致する。また、16個の発光素子LD(1)~LD(16)を並設した光源211では、8画素と6画素の最小公倍数(干渉周期d)が24画素となり、境目βと境目γとが干渉周期d〔24画素=1016μm〕毎に一致する。つまり、画像処理された画像信号のパターン間の境目βと、発光素子LD(8),LD(1)又は発光素子LD(16),LD(1)から出射されるビームの像面Fでの最後のドットと最初のドットとの間の境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)とが干渉周期d(508μm又は1016μm)毎に干渉し合い、干渉縞が発生する。
For example, in an image forming apparatus, 600 pixels per inch [resolution 1200 dpi (when 1 dot formed on the image plane F of the beam emitted from the plurality of light emitting elements LD(1) to LD(n) is regarded as 1 pixel resolution)], as shown in FIG. , the number of pixels formed by the eight light emitting elements LD(1) to LD(8) in the
この点に関し、特許文献1には、複数の選択ビームの主走査方向における並び幅の中央領域が主走査方向の各位置を通過するタイミングが、当該各位置における変化タイミングとなるように、変化タイミングを並び幅に応じてシフトさせることにより、主走査方向における濃度ムラを低減させる光走査装置が記載されている。
Regarding this point, in
しかしながら、特許文献1に記載の光走査装置では、主走査方向における濃度ムラを低減させることができるものの、副走査方向における周期的な濃度ムラを低減させるものではない。
However, although the optical scanning device described in
そこで、本発明は、副走査方向における周期的な濃度ムラを低減させることができる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical scanning device capable of reducing periodic density unevenness in the sub-scanning direction, and an image forming apparatus having the same.
前記課題を解決するために、本発明者は、鋭意研鑽を重ねた結果、偶数個の発光素子を並設した光源を備えた光走査装置においては、発光素子から出射されるビームの像面での最後のドットと最初のドットとの間の境目(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)に画素を跨がせることにより、副走査方向における濃度ムラを低減させることができることを見出し、本発明を完成した。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention, as a result of extensive research, have found that, in an optical scanning device having a light source in which an even number of light emitting elements are arranged side by side, the image plane of the beam emitted from the light emitting elements The inventors found that density unevenness in the sub-scanning direction can be reduced by making pixels straddle the boundary between the last dot and the first dot (where the pitch accuracy is not so good), and completed the present invention. did.
本発明に係る光走査装置は、かかる知見に基づくものであり、偶数個の発光素子を並設した光源を備えた光走査装置であって、前記光源における一端の発光素子から他端の発光素子までを順に1番から番号を付したとすると、画像処理された画像信号の出力を偶数番の発光素子から開始し、次の画像信号以降を番号順に出力することを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、前記本発明に係る光走査装置を備えたことを特徴とする。 An optical scanning device according to the present invention is based on such findings, and is an optical scanning device including a light source in which an even number of light emitting elements are arranged in parallel, wherein the light emitting element at one end of the light source is arranged at the other end. , are numbered sequentially from 1, the output of image-processed image signals is started from the even-numbered light-emitting elements, and the next image signal and subsequent image signals are output in numerical order. According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the optical scanning device according to the present invention.
本発明によると、副走査方向における周期的な濃度ムラを低減させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce periodic density unevenness in the sub-scanning direction.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts are given the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, a detailed description thereof will not be repeated.
<第1実施形態>
[画像形成装置の全体構成]
図1は、本実施の形態に係る光走査装置200Aを備えたモノクロ画像形成装置を正面から視た概略断面図である。図1において、符号Xは奥行方向を、符号Yは幅方向を、符号Zは上下方向(鉛直方向、回転多面鏡の回転軸線方向)をそれぞれ表している。
<First Embodiment>
[Overall Configuration of Image Forming Apparatus]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a monochrome image forming apparatus provided with an
本実施の形態に係る画像形成装置100Aは、モノクロ画像形成装置である。画像形成装置100Aは、画像読取装置1により読み取られた画像データ、又は、外部から伝達された画像データに応じて、画像形成処理を行う。
画像形成装置100Aは、原稿読取装置108と、画像形成装置本体110とを備えている。画像形成装置本体110には、画像形成部102とシート搬送系103とが設けられている。
The image forming apparatus 100</b>A includes a
画像形成部102は、光走査装置200A(光走査ユニット)、現像装置2(現像ユニット)、像担持体として作用する感光体ドラム3(感光体)、クリーニング装置4、帯電装置5及び定着装置7(定着ユニット)を備えている。また、シート搬送系103は、給紙トレイ81、手差し給紙トレイ82、排出ローラ31及び排出トレイ14を備えている。
The
画像形成装置本体110の上部には、原稿Gの画像を読み取るための画像読取装置1が設けられている。画像読取装置1は、原稿Gが載置される原稿載置台107を備えている。また、原稿載置台107の上側には原稿読取装置108が設けられている。画像形成装置100Aでは、画像読取装置1で読み取られた原稿Gの画像は、画像データとして画像形成装置本体110に送られ、記録紙等のシートP上に画像が記録される。
An
画像形成装置本体110にはシート搬送路S1が設けられている。給紙トレイ81又は手差し給紙トレイ82は、シートPをシート搬送路S1に供給する。シート搬送路S1は、シートPを転写ローラ10及び定着装置7を経て排出トレイ14に導く。定着装置7は、シートP上に形成されたトナー像をシートPに加熱定着する。シート搬送路S1の近傍には、ピックアップローラ11a,11b、搬送ローラ12a、レジストローラ13、転写ローラ10、定着装置7における定着ローラ71及び加圧ローラ72、排出ローラ31が配設されている。
A sheet conveying path S<b>1 is provided in the image forming apparatus
画像形成装置100Aでは、給紙トレイ81又は手差し給紙トレイ82にて供給されたシートPはレジストローラ13まで搬送される。次に、シートPはレジストローラ13によりシートPと感光体ドラム3上のトナー像とを整合するタイミングで転写ローラ10に搬送される。感光体ドラム3上のトナー像は転写ローラ10によりシートP上に転写される。その後、シートPは定着装置7における定着ローラ71及び加圧ローラ72に通過し、搬送ローラ12a及び排出ローラ31を経て排出トレイ14上に排出される。シートPの表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、シートPは排出ローラ31から反転シート搬送路S2へ逆方向に搬送される。シートPは反転搬送ローラ12b~12bを経てシートPの表裏を反転してレジストローラ13へ再度導かれる。そして、シートPは、表面と同様にして、裏面にトナー像が形成されて定着された後、排出トレイ14へ向けて排出される。
In the image forming apparatus 100</b>A, the sheet P supplied from the
[光走査装置]
図2は、図1に示す光走査装置200Aにおける光学系の構成の一例を示す平面図である。なお、光源211の概略図は、図10Aから図10Dと同じであり、ここでは光源211の概略図を省略する。
[Optical scanning device]
FIG. 2 is a plan view showing an example of the configuration of the optical system in the
光走査装置200Aは、筐体201(図1参照)と、入射光学系210と、偏向走査ユニット220(偏向走査部)と、出射光学系230とを備えている。
The
(入射光学系)
入射光学系210は、光源211(例えば8ビームレーザーダイオード又は16ビームレーザーダイオード)と、コリメータレンズ212と、アパーチャー部材213と、シリンドリカルレンズ214と、光源用反射ミラー215とを備えている。
(Incident optical system)
The incident
図10Aから図10Dに示すように、光源211は、レーザダイオード素子等の偶数個の発光素子LD(1)~LD(n)(nは偶数、例えばn=8又は16)と、基板211bと、収容ケース211cとを備えている。光源211は、画像データに応じて変調されたビームBM(1)~BM(n)(レーザービーム)を射出する。光源211における発光素子LD(1)~LD(n)は、それぞれ、光軸に垂直な断面(ビーム断面)が円形状のビームBM(1)~BM(n)を出射する。
As shown in FIGS. 10A to 10D, the
発光素子LD(1)~LD(n)は、感光体ドラム3の表面(像面F)(図2参照)の副走査方向Hにおける異なる位置にビームBM(1)~BM(n)をそれぞれ照射する(図10D参照)。発光素子LD(1)~LD(n)は、基板211bに搭載されている。発光素子LD(1)~LD(n)は、光軸方向から視た側面視で円形状の収容ケース211cに収容されている。発光素子LD(1)~LD(n)は、所定の直線方向に一定間隔になるように並設されている。発光素子LD(1)~LD(n)は、収容ケース211cの光軸方向に沿った回転軸線λ(図10C、図10D参照)を中心に両側(線対称)に設けられている。光源211は、収容ケース211cの回転軸線λ回りの回転角度を調整可能な構成とされている。これにより、発光素子LD(1)~LD(n)の副走査方向Hにおけるドット間ピッチを調整することができる。
The light emitting elements LD(1) to LD(n) emit beams BM(1) to BM(n) at different positions in the sub-scanning direction H on the surface (image plane F) of the photosensitive drum 3 (see FIG. 2). Illuminate (see FIG. 10D). The light emitting elements LD(1) to LD(n) are mounted on the
ここで、収容ケース211cの回転角度は、工場生産時において、像面Fでのスポット画像(ドット)が副走査方向Hにおける所定のドット間ピッチ(例えば1200dpiの場合、21.167μm)になるように予め調整される。また、像面Fでのスポット画像(ドット)の主走査方向Wにおける走査開始位置及び走査終了位置の双方が一致するように(副走査方向Hに揃うように)偶数n個の発光素子LD(1)~LD(n)(例えばn=8又は16)の発光タイミングが予め調整される。ドットとは、発光素子LD(1)~LD(n)から出射されるビームBM(1)~BM(n)の像面Fで形成されるスポット画像であり、従って、隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームBM,BMの像面Fで形成される2ドット(2つのスポット画像)で1画素となる。画素とは、画像処理上の最小単位の画像である。以下、ビームBM(1)~BM(n)は、単に、BMと称することがある。
Here, the rotation angle of the
図2に示すように、コリメータレンズ212は、光源211からのビームBMを略平行光にしてアパーチャー部材213に照射する。アパーチャー部材213は、コリメータレンズ212からのビームBMを絞ってシリンドリカルレンズ214に照射する。シリンドリカルレンズ214は、アパーチャー部材213からのビームBMを副走査方向Hのみに収束して光源用反射ミラー215を介して偏向器223〔回転多面鏡(ポリゴンミラー)〕の反射面223aに集光する。光源用反射ミラー215は、シリンドリカルレンズ214からのビームBMを偏向器223の反射面223aに導く。
As shown in FIG. 2, the
(偏向走査ユニット)
偏向走査ユニット220は、偏向走査基板221と、偏向走査モータ222(ポリゴンモータ)、偏向器223とを備えている。偏向走査基板221上には、偏向走査モータ222が設けられている。偏向走査モータ222の回転軸222aには、偏向器223が固定されている。偏向器223は、偏向走査モータ222により回転駆動される。偏向器223は、光源用反射ミラー215からのビームBMを所定の主走査方向Wに偏向走査する。
(deflection scanning unit)
The
(出射光学系)
出射光学系230は、fθレンズ231と、ビーム検知用反射ミラー232と、ビーム検知用レンズ233(集光レンズ)と、検知部234(ビーム検知部)〔Beam Detectセンサ(BDセンサ)〕とを備えている。
(Exit optical system)
The output
fθレンズ231は、主走査方向Wに長尺な形状とされている。fθレンズ231は、偏向器223にて主走査方向W(長手方向)に偏向走査されたビームBMを入射する。ビーム検知用反射ミラー232は、偏向器223の反射面223aにて偏向走査されたビームBMをビーム検知用レンズ233に導く。検知部234は、ビームBMの主走査開始タイミング(画像書込開始タイミング)をとるために主走査が開始される前のタイミングでビームBMを受光して主走査の開始前のタイミングを示すビーム検知信号(BD信号)を出力する。検知部234は、ビーム検知用反射ミラー232からビーム検知用レンズ233を通過してくるビームBMを受光部で受光する。
The
次に、光源211からのビームBMが感光体ドラム3に入射するまでの光路について説明する。
Next, the optical path through which the beam BM from the
光源211のビームBMは、コリメータレンズ212を透過して略平行光にされ、アパーチャー部材213で絞られて、シリンドリカルレンズ214を透過して、光源用反射ミラー215に入射して反射され、偏向器223の反射面223aに入射する。偏向器223は、偏向走査モータ222により等角速度で所定の回転方向R(図2参照)に回転されて、各反射面223aでビームBMを逐次反射し、ビームBMを主走査方向Wに繰り返し等角速度で偏向させる。fθレンズ231は、主走査方向W及び副走査方向Hの何れにおいてもビームBMを感光体ドラム3の表面(像面F)で所定のビーム径となるように集光する。また、fθレンズ231は、偏向器223により主走査方向Wに等角速度で偏向されているビームBMを感光体ドラム3上で等線速度に移動するように変換する。これにより、ビームBMが感光体ドラム3の表面(像面F)を主走査方向Wに繰り返し走査することができる。
The beam BM of the
また、光走査装置200Aは、光源211から出射されて偏向器223により主走査方向Wに偏向走査されたビームBMの主走査開始タイミングを検知部234により検知する。検知部234は、感光体ドラム3の主走査(書き込み)が開始される直前に、ビーム検知用反射ミラー232で反射されたビームBMを入射する。検知部234は、感光体ドラム3の表面の主走査が開始される直前のタイミングでビームBMを受光して、この主走査開始直前のタイミングを示すBD信号を出力する。このBD信号に応じてトナー像が形成される感光体ドラム3の主走査の開始タイミングが設定され、画像データに応じたビームBMの書き込みが開始される。そして、回転駆動されて帯電された感光体ドラム3の2次元表面(周面)がビームBMにより走査され、感光体ドラム3の表面(像面F)にそれぞれの静電潜像が形成される。
In the
(制御部)
図3は、光走査装置200Aにおける発光素子LD(1)~LD(n)の発光動作の制御構成を示す概略ブロック図である。
(control part)
FIG. 3 is a schematic block diagram showing a control configuration for light emitting operations of the light emitting elements LD(1) to LD(n) in the
図3に示すように、光走査装置200Aは、制御部250をさらに備えている。制御部250は、発光制御手段P1Aを備えている。発光制御手段P1Aは、光源211における偶数n個の発光素子LD(1)~LD(n)からそれぞれ出射されるビームBM(1)~BM(n)を像面Fに対して偏向器223により主走査方向Wに走査するときの偶数n個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングを制御する。
As shown in FIG. 3, the
制御部250は、処理部251Aと、記憶部252Aとを有している。処理部251Aは、CPU等のマイクロコンピュータからなっている。記憶部252Aは、ROM等の不揮発性メモリ、RAM等の揮発性メモリを含んでいる。なお、制御部250による制御動作は、画像形成装置100Aに設けられた制御部(図示せず)で行ってもよい。
The
検知部234は、検知した検知信号を制御部250に送信する。発光素子LD(1)~LD(n)は、制御部250からの指示信号により発光する。
The
この例では、制御部250は、光源211において隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームBM,BMを1画素単位として順に走査する。
In this example, the
図4Aから図4Dは、それぞれ、本実施の形態に係る光走査装置200Aの一例において画像処理された画像信号の出力を、第2番の発光素子LD(2)、第4番の発光素子LD(4)、第6番の発光素子LD(6)、第8番の発光素子LD(8)から開始した所定のグレー画像を拡大して示す拡大図である。図5Aから図5Eは、それぞれ、本実施の形態に係る光走査装置200Aの他の例において画像処理された画像信号の出力を、第2番の発光素子LD(2)、第10番の発光素子LD(10)、第12番の発光素子LD(12)、第14番の発光素子LD(14)、第16番の発光素子LD(16)から開始した所定のグレー画像を拡大して示す拡大図である。
FIGS. 4A to 4D respectively show outputs of image signals image-processed in an example of the
図4Aから図5Eに示すように、本実施の形態に係る光走査装置200Aでは、制御部250は、n個の発光素子LD(1)~LD(n)(図4Aから図4Dに示す例ではn=8、図5Aから図5Eに示す例では16)を並設した光源211において隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームBM,BMを1画素単位として順に走査するにあたり、光源211における一端の発光素子LD(1)から他端の発光素子LD(n)〔LD(8)又はLD(16)〕までを順に1番から番号を付したとすると、画像処理された画像信号の出力を偶数番の発光素子LD(i)(iはn以下の偶数)から開始し、次の画像信号以降を番号順〔発光素子LD(i+1),LD(i+2),…,LD(n)の番号の小さい順〕に出力する。すなわち、制御部250は、画像処理された画像信号(この例ではグレー画像信号)の出力を第i番及び第i+1番の2つの発光素子LD(i),LD(i+1)の双方から開始する。ここで、グレー画像信号及び成長パターンの画像信号は、前述した通りであり、ここでは説明を省略する。
As shown in FIGS. 4A to 5E, in the
次に、制御部250は、次の画像信号以降を番号順〔第i+2番及び第i+3番の2つの発光素子LD(i+2),LD(i+3)の双方から順〕に出力するが、他端の第n番(第8番又は第16番)の1つの発光素子LD(n)〔LD(8)又はLD(16)〕から、引き続いて、一端の第1番の発光素子LD(1)に戻り、これらの2つの発光素子LD(n),LD(1)の双方に出力する。制御部250は、以下、同様にして第2番及び第3番の2つの発光素子LD(2),LD(3)の双方の出力から他端の第n番及び一端の第1番の2つの発光素子LD(n),LD(1)〔LD(8),LD(1))又はLD(16)及びLD(1)〕の双方の出力まで順に行う処理を繰り返す。
Next, the
こうすることで、発光素子LD(n),LD(1)から出射されるビームBM(n),BM(1)の像面Fでの最後のドットと最初のドットとの間の境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)に画素(図4Aから図5E中の太枠部、図4Aに示す例では「8」,「20」、図5Aに示す例では「8」、「32」)を跨がせることができる。そうすると、画像処理された画像信号のパターン間の境目βと、発光素子から出射されるビームの像面Fでの最後のドットと最初のドットとの間の境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)とが干渉周期d〔図11Aに示す例では12画素、図11Bに示す例では24画素〕毎に干渉し合うことを回避することができる。これにより、副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラ(干渉縞)を低減させることができる。このことは、光源211において隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームBM,BMを1画素単位として順に走査する場合に、特に有効となる。
By doing so, the boundary γ( 4A to 5E, "8" and "20" in the example shown in FIG. 4A, and "8" and "32" in the example shown in FIG. 5A). can be crossed. Then, the boundary β between the patterns of the image signal subjected to image processing and the boundary γ between the last dot and the first dot on the image plane F of the beam emitted from the light emitting element (where the pitch accuracy is not so good) ) interfere with each other every interference period d (12 pixels in the example shown in FIG. 11A and 24 pixels in the example shown in FIG. 11B). As a result, periodic density unevenness (interference fringes) in the sub-scanning direction H can be reduced. This is particularly effective when the beams BM, BM emitted from two adjacent light emitting elements in the
ここで、偶数n個の発光素子LD(1)~LD(n)を並設した光源211における発光素子LDの数としては、それには限定されないが、例えば、4個、8個、16個、30個、40個を挙げることができる。
Here, the number of light emitting elements LD in the
ところで、光源211において発光素子LD(1)~LD(n)が8個未満の場合には、副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラが目立ち難く、従って、光源211において発光素子LDが8個以上の場合に、副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラが目立ち易い。
By the way, when the number of light emitting elements LD(1) to LD(n) in the
この点、本実施の形態において、光源211は、8個以上の発光素子LDを並設したものとすることができる。
In this regard, in the present embodiment, the
こうすることで、副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラを目立ち易い8個以上の発光素子LDを並設した光源211に対して副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラを低減させることができる。
By doing so, it is possible to reduce the periodic density unevenness in the sub-scanning direction H with respect to the
<第2実施形態>
ところで、光源211から出射されるビームBMの副走査方向Hにおける発光タイミングの調整を1つの発光素子LD単位(1ドット単位)で行う場合、画像処理された画像信号の出力を偶数i番の発光素子LD(i)から開始したにも関わらず、従来のように、1番の発光素子LD(1)から開始したのと同じ動作となってしまうことがある。すなわち、画像処理された画像信号のパターン間の境目βと、発光素子LD(n),LD(1)から出射されるビームBM(n),BM(1)の像面Fでの最後のドットと最初のドットとの間の境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)とが干渉周期d毎に干渉し合い、副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラ(干渉縞)が発生することがある。
<Second embodiment>
By the way, when adjusting the light emission timing of the beam BM emitted from the
この点、本実施の形態において、制御部250は、光源211から出射されるビームBM(i)~BM(n)の副走査方向Hにおける発光タイミングの調整を副走査方向Hにおける連続する2つの発光素子単位で行う。
In this respect, in the present embodiment, the
こうすることで、画像処理された画像信号のパターン間の境目βと、発光素子LD(n),LD(1)から出射されるビームBM(n),BM(1)の像面Fでの最後のドットと最初のドットとの間の境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)とが干渉周期d毎に干渉し合うことを回避することができる。これにより、副走査方向Hにおける濃度ムラ(干渉縞)を低減させることができる。このことは、後述するカラー画像形成装置の場合でも同様である。 By doing so, the boundaries β between the patterns of the image signals subjected to image processing and the beams BM(n) and BM(1) emitted from the light emitting elements LD(n) and LD(1) on the image plane F It is possible to avoid interference between the boundary γ (where the pitch accuracy is not so good) between the last dot and the first dot every interference period d. Thereby, density unevenness (interference fringes) in the sub-scanning direction H can be reduced. This also applies to a color image forming apparatus, which will be described later.
<第3実施形態>
第1実施形態及び第2実施形態に係る画像形成装置100Aは、モノクロ画像形成装置であったが、シートPに対して多色及び単色の画像を形成するカラー画像形成装置であってもよい。
<Third Embodiment>
The
[画像形成装置の全体構成]
図6は、本実施の形態に係る光走査装置200Bを備えたカラー画像形成装置を示す概略断面図である。本実施の形態に係る画像形成装置100Bは、カラー画像形成装置である。画像形成装置100Bは、原稿読取装置108により読み取られた画像データ、又は、外部から伝達された画像データに応じて、シートPに対して多色及び単色の画像を形成する。
[Overall Configuration of Image Forming Apparatus]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a color image forming apparatus provided with an
画像形成装置100Bにおいて、画像形成装置100Aと実質的に同じ構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
In the
画像形成部102は、光走査装置200B(光走査ユニット)、複数の現像装置2~2(現像ユニット)、複数の感光体ドラム3~3(感光体)、複数のクリーニング装置4~4、複数の帯電装置5~5、中間転写ベルト装置6及び定着装置7(定着ユニット)を備えている。
The
画像形成装置100Bにおいて扱われる画像データは、複数色(この例ではブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色)を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置2~2、感光体ドラム3~3、クリーニング装置4~4及び帯電装置5~5は、各色に応じた複数種類(この例では4種類)の画像を形成するようにそれぞれ複数個(この例では4個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)に設定される。
The image data handled by the
画像形成装置100Bでは、画像形成が行われるにあたり、シートPは、給紙トレイ81又は手差し給紙トレイ82から供給され、シート搬送路S1に沿って設けられた搬送ローラ12aによってレジストローラ13まで搬送される。次に、シートPは、中間転写ベルト装置6において周回方向Vに周回移動される中間転写ベルト61上のトナー像を整合するタイミングで転写ローラ10によって搬送され、シートP上にトナー像が転写される。その後、シートPは、定着装置7における定着ローラ71及び加圧ローラ72に通過する。このとき、シートP上の未定着トナーが熱で溶融、固着され。そして、トナー像を形成したシートPは、反転搬送ローラ12b及び排出ローラ31を経て排出トレイ14上に排出される。
In the
[光走査装置]
図7は、図6に示す光走査装置200Bの光学系の一部を模式的に示す概略平面図である。図8は、図6に示す光走査装置200Bの光学系の一部を感光体ドラム3~3との位置関係と共に示す概略側面図である。
[Optical scanning device]
FIG. 7 is a schematic plan view schematically showing part of the optical system of the
光走査装置200Bは、入射光学系210は、複数の光源211~211(例えば8ビームレーザーダイオード又は16ビームレーザーダイオード)を有している。光源211~211は、ビームBM(1)~BM(n)をそれぞれ出射する。
The
光走査装置200Bでは、入射光学系210において光源211~211から出射されたビーム〔BM(1)~BM(n)〕~〔BM(1)~BM(n)〕を偏向器223に入射させ、偏向器223によって主走査方向Wに偏向走査させ、検知部234によって検出しつつ出射光学系230を介して感光体ドラム3~3の表面の像面F~F上に画像情報を書き込む。
In the
(入射光学系)
入射光学系210は、複数(この例では4つ)のコリメータレンズ212~212と、複数(この例では4つ)のアパーチャー部材213~213と、複数(この例では4つ)の第1反射ミラー215a~215aと、シリンドリカルレンズ214と、第2反射ミラー215bとを備えている。
(Incident optical system)
The incident
入射光学系210では、複数のアパーチャー部材213~213のうち1つのアパーチャー部材213からのビームBMをシリンドリカルレンズ214に入射させる。第1反射ミラー215a~215aは、残りのアパーチャー部材213~213から出射されるビームBM~BMを反射してシリンドリカルレンズ214に導く。第2反射ミラー215bは、シリンドリカルレンズ214から出射されるビームBM~BMを反射して偏向器223の反射面223aに導く。
In the incident
(出射光学系)
出射光学系230は、第1fθレンズ231aと、複数の折り返しミラー235~235と、第2fθレンズ231b~231bと、ビーム検知用反射ミラー232と、ビーム検知用レンズ233(集光レンズ)と、検知部234(ビーム検知部)〔Beam Detectセンサ(BDセンサ)〕とを備えている。
(Exit optical system)
The output
第1fθレンズ231aは、偏向器223の反射面223aから出射されて等角速度で移動するビームBM~BMが像面F~F上を等速度で移動するように補正する。折り返しミラー235~235は、第1fθレンズ231aを通過したビームBM~BMを反射して第2fθレンズ231b~231bに導く。第2fθレンズ231b~231bは、ビームBM~BMを像面F~F上に収束させる。
The first f.theta. The folding mirrors 235-235 reflect the beams BM-BM that have passed through the
(制御部)
図9は、光走査装置200Bにおける発光素子LD(1)~LD(n)の発光動作の制御構成を示す概略ブロック図である。
(control part)
FIG. 9 is a schematic block diagram showing a control configuration for light emitting operations of the light emitting elements LD(1) to LD(n) in the
図9に示すように、制御部250は、発光制御手段P1Bを備えている。発光制御手段P1Bは、複数の光源211~221からそれぞれ出射されるビーム〔BM(1)~BM(n)〕~〔BM(1)~BM(n)〕を偏向器223により走査するときの光源211~211の発光タイミングを制御する。
As shown in FIG. 9, the
制御部250は、処理部251Bと、記憶部252Bとを有している。処理部251Bは、CPU等のマイクロコンピュータからなっている。記憶部252Bは、ROM等の不揮発性メモリ、RAM等の揮発性メモリを含んでいる。なお、制御部250による制御動作は、画像形成装置100Bに設けられた制御部(図示せず)で行ってもよい。
The
検知部234は、検知した検知信号を制御部250に送信する。発光素子LD(1)~LD(n)は、制御部250からの指示信号により発光する。
The
光走査装置200Bにおける複数の光源211~211は、複数種類の色の画像信号をそれぞれ出力する。
The plurality of
そして、制御部250は、複数の光源211~211において隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームBM,BMを1画素単位として順に走査する。制御部250は、n個の発光素子LD(1)~LD(n)をそれぞれ並設した複数の光源211~211において隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームBM,BMを1画素単位として順に走査するにあたり、各光源211~211における一端の発光素子LD(1)から他端の発光素子LD(n)までを順に1番から番号を付したとすると、画像処理された画像信号の出力を偶数i番の発光素子LD(i)から開始し、次の画像信号以降を番号順〔発光素子LD(i+1),LD(i+2),…,LD(n)の番号の小さい順〕に出力する。
Then, the
ところで、本実施の形態において、複数種類の色間での光源211~211から出射されるビームBM~MBの副走査方向Hにおける発光タイミングの調整を1つの発光素子単位(1ドット単位)で行う場合、画像処理された画像信号の出力を偶数番の発光素子から開始したにも関わらず、従来の1番の発光素子から開始したのと同じ動作となってしまうことがある。すなわち、画像処理された画像信号のパターン間の境目βと、発光素子LD(n),LD(1)から出射されるビームBM(n),BM(1)の像面Fでの最後のドットと最初のドットとの間の境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)とが干渉周期d毎に干渉し合い、副走査方向Hにおける周期的な濃度ムラ(干渉縞)が発生することがある。
By the way, in the present embodiment, the emission timing of the beams BM to MB emitted from the
この点、本実施の形態において、制御部250は、複数種類の色間での光源211~211から出射されるビームBM~BMの副走査方向Hにおける発光タイミングの調整を副走査方向Hにおける連続する2つの発光素子単位で行う。
In this respect, in the present embodiment, the
こうすることで、画像処理された画像信号のパターン間の境目βと、発光素子LD(n),LD(1)から出射されるビームBM(n),BM(1)の像面Fでの最後のドットと最初のドットとの間の境目γ(ピッチ精度がそれほど良くない箇所)とが干渉周期d毎に干渉し合うことを回避することができる。これにより、副走査方向Hにおける濃度ムラ(干渉縞)を低減させることができる。 By doing so, the boundaries β between the patterns of the image signals subjected to image processing and the beams BM(n) and BM(1) emitted from the light emitting elements LD(n) and LD(1) on the image plane F It is possible to avoid interference between the boundary γ (where the pitch accuracy is not so good) between the last dot and the first dot every interference period d. Thereby, density unevenness (interference fringes) in the sub-scanning direction H can be reduced.
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、係る実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be implemented in various other forms. Therefore, the embodiment concerned is merely an example in all respects, and should not be construed in a restrictive manner. The scope of the present invention is indicated by the claims and is not restricted by the text of the specification. Furthermore, all modifications and changes within the equivalence range of claims are within the scope of the present invention.
100A 画像形成装置
100B 画像形成装置
200A 光走査装置
200B 光走査装置
250 制御部
251A 処理部
251B 処理部
252A 記憶部
252B 記憶部
BM ビーム
F 像面
H 副走査方向
LD 発光素子
P1A 発光制御手段
P1B 発光制御手段
W 主走査方向
d 干渉周期
s 画像周期
β 境目
γ 境目
δ 濃度ムラ
λ 回転軸線
100A
Claims (6)
前記光源における一端の発光素子から他端の発光素子までを順に1番から番号を付したとすると、画像処理された画像信号の出力を偶数番の発光素子から開始し、次の画像信号以降を番号順に出力することを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device comprising a light source in which an even number of light emitting elements are arranged in parallel,
Assuming that the light emitting element at one end of the light source and the light emitting element at the other end are numbered sequentially from 1, the output of the image-processed image signal is started from the even-numbered light emitting element, and the next image signal and the subsequent image signals are output. An optical scanning device characterized by outputting in numerical order.
前記光源は、8個以上の発光素子を並設したものであることを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1,
An optical scanning device, wherein the light source comprises eight or more light emitting elements arranged side by side.
前記光源において隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームを1画素単位として順に走査することを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1 or claim 2,
An optical scanning device, wherein beams emitted from two adjacent light emitting elements in the light source are sequentially scanned in units of one pixel.
前記光源から出射される前記ビームの副走査方向における発光タイミングの調整を前記副走査方向における連続する2つの発光素子単位で行うことを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 3,
An optical scanning device, wherein adjustment of light emission timing in the sub-scanning direction of the beam emitted from the light source is performed in units of two consecutive light-emitting elements in the sub-scanning direction.
複数種類の色の前記画像信号をそれぞれ出力する複数の前記光源を備え、
前記複数種類の色間での前記光源から出射される前記ビームの副走査方向における発光タイミングの調整を前記副走査方向における連続する2つの発光素子単位で行うことを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 3 or 4,
comprising a plurality of the light sources that respectively output the image signals of a plurality of colors;
An optical scanning device according to claim 1, wherein adjustment of light emission timing in the sub-scanning direction of the beam emitted from the light source between the plurality of kinds of colors is performed in units of two continuous light-emitting elements in the sub-scanning direction.
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2021
- 2021-05-27 JP JP2021089333A patent/JP2022182039A/en active Pending
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