JP2022182041A - 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数個の発光素子の発光タイミングの調整に要する時間を短縮化させることができ、これにより、単位時間当たりの生産台数を増加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。【解決手段】光走査装置200は、像面FでのドットDTが走査開始位置及び走査終了位置の双方で一致するように複数個の発光素子LDの発光タイミングが以下の式(1)の関係を満たすように設定された2以上(n-1)(nはビームの本数)以下の範囲Kのうち何れか1つの整数N[本]のビームずつ予め調整されている。L×D/S×(K-1)≦(25400/M)×1/2 ・・・(1)L:ドット間ピッチ[μm]S:発光点間ピッチ[μm]D:発光点間ピッチSの公差[μm]M:主走査方向Wにおける25400[μm]当たりの画素数【選択図】図5A
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。
光走査装置として、レーザダイオード素子等の複数個の発光素子(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。
このような光走査装置では、複数個の発光素子からそれぞれ出射されるビームを像面(被走査面)に対して主走査方向に走査するときの複数個の発光素子の発光タイミングを制御する。具体的には、主走査方向における走査は、ビームを検知するビームセンサ(BDセンサ)にてビームを検知したときの検知タイミングを基準に開始し、ビームの書き込みが完了したときに終了する。
図9Aは、光源211の概略側面図である。図9Bは、光源211を光出射部211a側から視た概略平面図である。図9C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9Dは、光源211の光出射部211a部分の概略側面図である。図9Aから図9D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。
図10Aから図10Cは、それぞれ、像面Fで形成されるドットDT(1)~DT(n)の走査状態の例を模式的に示す模式図である。図10Aは、ドットDT(1)~DT(n)の走査位置を主走査方向Wにおいて調整していない例を示している。図10Bは、ドットDT(1)~DT(n)の走査位置を主走査方向Wにおいて書き始めで調整した例を示している。図10Cは、ドットDT(1)~DT(n)の走査位置を主走査方向Wにおいて書き始め及び書き終わりの双方で調整した例を示している。ここで、ドットとは、レーザダイオード素子等の複数個の発光素子LD(1)~LD(n)(nは2以上の整数、例えばn=8又はn=16)から出射されるビームBM(1)~BM(n)(レーザービーム)の像面Fで形成されるスポット画像である。
図9Aから図9Dに示すように、光源211は、発光素子LD(1)~LD(n)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。
発光素子LD(1)~LD(n)は、像面F(図10Aから図10C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9D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9C、図9D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(各像高で)ドット間ピッチPTh(図10A参照)を調整することができる。
すなわち、工場生産時において、図9Cに示すように、収容ケース211cの回転角度は、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PTh(例えば1200dpiの場合、21.167[μm])になるように予め調整される。
この場合、光源211において複数個の発光素子LD(1)~LD(n)は、図9Cに示すように、上下方向Zには揃っておらず、斜めにずれている。このため、図10Aに示すように、各発光素子LD(1)~LD(n)から出射されるビームBM(1)~BM(n)の像面Fで形成されるドットDT(1)~DT(n)も斜めにずれる。
そこで、像面FでのドットDT(1)~DT(n)が主走査方向Wにおける走査開始位置で一致するように(副走査方向Hに揃うように)複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光開始タイミングが調整されるが、それでも、図10Bに示すように、複数個の発光素子〔LD(i),LD(i+1)〕〔iは1以上(n-1)以下の整数〕間の主走査方向Wにおけるピッチである素子間ピッチの公差により走査終了位置では斜めにずれるピッチずれが発生してしまい、形成される画像に影響を及ぼす。従って、図10Cに示すように、像面FでのドットDT(1)~DT(n)が走査開始位置及び走査終了位置の双方で一致するように複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングが1本のビームずつ予め調整される(例えば、特許文献1参照)。
そうすると、複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングの調整に時間を要し、それだけ、単位時間当たりの生産台数が減少するという課題がある。
そこで、本発明は、複数個の発光素子の発光タイミングの調整に要する時間を短縮化させることができ、これにより、単位時間当たりの生産台数を増加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。
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、次のことを見出した。すなわち、複数個の発光素子を並設した光源を備え、複数個の発光素子からそれぞれ出射されるビームを像面に対して主走査方向に走査するときの複数個の発光素子の発光タイミングを制御する光走査装置においては、像面で形成されるドットの主走査方向におけるピッチずれは、主走査方向における画素間ピッチ(解像度)の半分程度であれば、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができる。ここで、画素とは、画像処理上の最小単位の画像である。
すなわち、n本(nは2以上の整数)のビームの像面で形成されるドット間の主走査方向におけるピッチであるドット間ピッチをL[μm]、複数個の発光素子の発光点間の主走査方向におけるピッチである発光点間ピッチをS[μm]、発光点間ピッチSの公差をD[μm]、像面で形成されるドットの主走査方向におけるピッチずれをV[μm]とすると、L:S=V:Dとなり、V=L×D/S[μm]となる。このVの値が画素間ピッチ[μm]の半分以下であれば、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができる。つまり、Vの値が画素間ピッチ[μm]の半分になるまでは、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができるので、像面で形成されるドットの主走査方向における走査位置の調整を省略しても差し支えないと言える。
本発明は、かかる知見に基づくものであり、本発明に係る光走査装置は、複数個の発光素子を並設した光源を備え、前記複数個の発光素子からそれぞれ出射されるビームを像面に対して主走査方向に走査するときの前記複数個の発光素子の発光タイミングを制御する光走査装置であって、前記像面でのドットが走査開始位置及び走査終了位置の双方で一致するように前記複数個の発光素子の発光タイミングが以下の式(1)の関係を満たすように設定された2以上(n-1)(nは前記ビームの本数)以下の範囲Kのうち何れか1つの整数N[本]の前記ビームずつ予め調整されたことを特徴とする。
L×D/S×(K-1)≦(25400/M)×1/2 ・・・(1)
L:前記n本のビームの前記像面で形成されるドット間の前記主走査方向におけるピッチであるドット間ピッチ[μm]
S:前記複数個の発光素子の発光点間の前記主走査方向におけるピッチである発光点間ピッチ[μm]
D:前記発光点間ピッチSの公差[μm]
M:前記主走査方向における25400[μm]当たりの画素数
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。
L:前記n本のビームの前記像面で形成されるドット間の前記主走査方向におけるピッチであるドット間ピッチ[μm]
S:前記複数個の発光素子の発光点間の前記主走査方向におけるピッチである発光点間ピッチ[μm]
D:前記発光点間ピッチSの公差[μm]
M:前記主走査方向における25400[μm]当たりの画素数
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。
本発明によると、複数個の発光素子の発光タイミングの調整に要する時間を短縮化させることができ、これにより、単位時間当たりの生産台数を増加させることが可能となる。
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。
<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200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。
[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200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。
本実施の形態に係る画像形成装置100は、モノクロ画像形成装置である。画像形成装置100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。なお、画像形成装置100は、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。
画像形成装置100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。
画像形成部102は、光走査装置200(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。
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100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。
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。
画像形成装置100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。
[光走査装置]
図2は、図1に示す光走査装置200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9Aから図9Dと同じであり、ここでは光源211の概略図を省略する。
図2は、図1に示す光走査装置200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9Aから図9Dと同じであり、ここでは光源211の概略図を省略する。
光走査装置200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。
(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。
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。
図9Aから図9Dに示すように、光源211は、レーザダイオード素子等の複数個の発光素子LD(1)~LD(n)(nは2以上の整数、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。従って、nはビームの本数である。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。
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9D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9C、図9D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PThを調整することができる。
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PTh(例えば1200dpiの場合、21.167[μm])になるように予め調整される。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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
また、光走査装置200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。
(制御部)
図3は、光走査装置200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。
図3は、光走査装置200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。
図3に示すように、光走査装置200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P1を備えている。発光制御手段P1は、光源211における複数個の発光素子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に走査するときの複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングを制御する。
制御部250は、処理部251と、記憶部252とを有している。処理部251は、CPU等のマイクロコンピュータからなっている。記憶部252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100に設けられた制御部(図示せず)で行ってもよい。
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。
図4は、ドット間ピッチLと、発光点間ピッチSと、発光点間ピッチSの公差Dと、ピッチずれVとの関係を説明するための模式図である。
図4に示すように、n本のビームBM(1)~BM(n)の像面Fで形成されるドット〔DT(i),DT(i+1)〕〔iは1以上(n-1)以下の整数〕間の主走査方向Wにおけるピッチであるドット間ピッチをL[μm]、複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光点〔LD(i),LD(i+1)〕間の主走査方向Wにおけるピッチである発光点間ピッチをS[μm]、発光点間ピッチSの公差をD[μm]とした場合、像面Fで形成されるドットDT(1)~DT(n)の主走査方向WにおけるピッチずれV[μm]は、主走査方向Wにおける画素間ピッチPTwの半分程度であれば、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができる。
すなわち、L:S=V:D、V=L×D/S[μm]となる。このVの値が画素間ピッチPTw[μm]の半分以下であれば、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができる。つまり、Vの値が画素間ピッチPTw[μm]の半分になるまでは、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができるので、像面Fで形成されるドットDT(1)~DT(n)の主走査方向Wにおける走査位置の調整を省略しても差し支えないと言える。
ここで、発光点間ピッチSの公差Dとは、設計上の基準値と、許容範囲の一方側又は他方側の限界値との差の絶対値をいう。公差Dは、例えば、工場での光源211の過去の調整実績から求めることができる。
従って、制御部250は、像面FでのドットDT(1)~DT(n)が走査開始位置及び走査終了位置の双方で一致するように複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングが以下の式(1)の関係を満たすように設定された2以上(n-1)以下の範囲Kのうち何れか1つの整数N[本]のビームずつ予め調整されている。
L×D/S×(K-1)≦(25400/M)×1/2 ・・・(1)
L:n本のビームBM(1)~BM(n)の像面Fで形成されるドット〔DT(i),DT(i+1)〕間の主走査方向Wにおけるピッチであるドット間ピッチ[μm]
S:複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光点〔LD(i),LD(i+1)〕間の主走査方向Wにおけるピッチである発光点間ピッチ[μm]
D:発光点間ピッチSの公差[μm]
M:主走査方向Wにおける25400[μm](1インチ)当たりの画素数
図5A及び図5Bは、それぞれ、nを8個とした場合での複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングをN=2[本]及びN=3[本]のビームずつ予め調整した走査状態を模式的に示す模式図である。
L:n本のビームBM(1)~BM(n)の像面Fで形成されるドット〔DT(i),DT(i+1)〕間の主走査方向Wにおけるピッチであるドット間ピッチ[μm]
S:複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光点〔LD(i),LD(i+1)〕間の主走査方向Wにおけるピッチである発光点間ピッチ[μm]
D:発光点間ピッチSの公差[μm]
M:主走査方向Wにおける25400[μm](1インチ)当たりの画素数
図5A及び図5Bは、それぞれ、nを8個とした場合での複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングをN=2[本]及びN=3[本]のビームずつ予め調整した走査状態を模式的に示す模式図である。
図5A及び図5Bに示すように、本実施の形態によれば、像面Fで形成されるドットDT(1)~DT(n)の主走査方向WにおけるピッチずれであるL×D/S[μm]の値が画素間ピッチPTw[μm]の半分以下であるので、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができる。つまり、ピッチずれであるL×D/S[μm]の値が画素間ピッチPTw[μm]の半分になるまで、像面Fで形成されるドットDT(1)~DT(n)の主走査方向Wにおける走査位置の調整をN本〔2≦N≦(n-1)〕ずつに省略しても、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができる。
これにより、複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングの調整に要する時間を短縮化させることができ、これにより、単位時間当たりの生産台数を増加させることができる。
(第1実施形態)
ところで、1インチ当たりの画素数Mとしては、代表的には1200[画素/インチ]以下を例示できる。この場合、式(1)の右辺に当てはめると、(25400/1200)×1/2=10.583…[μm]となる。
ところで、1インチ当たりの画素数Mとしては、代表的には1200[画素/インチ]以下を例示できる。この場合、式(1)の右辺に当てはめると、(25400/1200)×1/2=10.583…[μm]となる。
この点、本実施の形態において、主走査方向Wにおける25400[μm]当たりの画素数Mは、1200以下とされ、式(1)は、L×D/S×(K-1)≦10.583とされている。
こうすることで、1インチ当たりの画素数Mが1200以下である光走査装置200に適用することができる。
(第2実施形態)
ところで、制御部250は、通常、2進数で処理していることから、nが奇数である場合、発光タイミングの制御を光源におけるn個の発光素子LD(1)~LD(n)単位で区切ることができず、制御構成が複雑化する。
ところで、制御部250は、通常、2進数で処理していることから、nが奇数である場合、発光タイミングの制御を光源におけるn個の発光素子LD(1)~LD(n)単位で区切ることができず、制御構成が複雑化する。
本実施の形態において、ビームBM(1)~BM(n)の本数nは、偶数とされている。こうすることで、発光タイミングの制御を光源における偶数個(n)の発光素子LD(1)~LD(n)単位で区切ることができ、制御構成の複雑化を回避することができる。
(第3実施形態)
本実施の形態において、整数Nは、範囲KにおいてビームBM(1)~BM(n)の本数nの約数とされている。こうすることで、発光タイミングの制御をビームBM(1)~BM(n)の本数nの約数単位で区切ることができ、制御構成の簡素化を実現させることができることができる。
本実施の形態において、整数Nは、範囲KにおいてビームBM(1)~BM(n)の本数nの約数とされている。こうすることで、発光タイミングの制御をビームBM(1)~BM(n)の本数nの約数単位で区切ることができ、制御構成の簡素化を実現させることができることができる。
(第4実施形態)
本実施の形態において、範囲KにおいてビームBM(1)~BM(n)の本数nの約数が複数存在する場合、整数Nは、範囲Kにおいて複数存在する約数のうちの最も大きい約数とされている。
本実施の形態において、範囲KにおいてビームBM(1)~BM(n)の本数nの約数が複数存在する場合、整数Nは、範囲Kにおいて複数存在する約数のうちの最も大きい約数とされている。
こうすることで、範囲Kにおいて複数存在する約数のうちの最も大きい約数とされているので、複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングの調整に要する時間を最も短縮化させることができ、それだけ、単位時間当たりの生産台数を増加させることができる。
(第5実施形態)
ところで、ビームBM(1)~BM(n)の本数nが4未満の場合には、形成される画像への影響が許容レベルに納まり易い。
ところで、ビームBM(1)~BM(n)の本数nが4未満の場合には、形成される画像への影響が許容レベルに納まり易い。
この点、本実施の形態のように、ビームBM(1)~BM(n)の本数nが4以上であっても、複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングを整数N[本]のビームずつ予め調整することで、形成される画像への影響を許容レベルに抑えることができる。
発光素子LD(1)~LD(n)の数n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。
図6は、3機種の画像形成装置の既存の光走査装置に対する仕様に当てはめた場合の整数Nを設定する過程を示す図表である。
図6に示すように、機種Aでは、式(1)の左辺の一部の式(L×D/S)[μm]を計算すると、4.500[μm]となり、式(1)の右辺の式(25400/1200/2)を計算すると、10.583[μm]となる。よって、範囲KはK≦10.583/4.5=3.352となり、範囲Kにおいて2以上(n-1)以下の整数Nは「3、2」となる。ここで、複数の整数「3、2」のうち最も大きい整数「3」を整数Nとしてもよいが、整数Nはnの約数とした「2」とすることが好ましい。
つまり、範囲Kにおいて整数Nが「2、3」となった場合は、整数Nをnの約数の「2」とする。なお、約数が複数存在する場合、最も大きい約数とされる。例えば、範囲Kにおいて整数Nが「2、3、4、5、6、7」となった場合は、nの約数「2、4」が複数存在するが、整数Nは、nの複数の約数のうちで最も大きい「4」とする。
同様にして、機種B及び機種Cでは、範囲Kにおいてnの約数とした2以上(n-1)以下の整数Nは何れも2となる。
[実施例]
図7Aから図7Eは、それぞれ、比較例1、実施例1、従来例、実施例2、比較例2を示す画像図である。図8は、比較例1、実施例1、従来例、実施例2、比較例2を示す評価結果を示す図表である。
図7Aから図7Eは、それぞれ、比較例1、実施例1、従来例、実施例2、比較例2を示す画像図である。図8は、比較例1、実施例1、従来例、実施例2、比較例2を示す評価結果を示す図表である。
比較例1、実施例1、従来例、実施例2、比較例2では、n=8、L=270[μm]、D=0.5[μm]、S=30[μm]、M=1200とした。整数Nは、ビームの本数n=8の約数であり、範囲Kにおいてビームの本数n=8の約数が複数存在する場合、整数Nは、範囲Kにおいて複数存在する約数のうちの最も大きい約数とした。また、主走査方向Wに対する斜線角度が60[°]、線幅が0.120[mm]である複数の斜線を0.3[mm]のピッチで多数形成した斜線パターン原稿を用いて印刷(画像形成)した。
比較例1(図7A参照)、比較例2(図7E参照)では、式(1)の右辺を25400/M=21.167[μm](=「ピッチずれ」=|±25400/1200|=|±21.167|[μm])とした場合の印刷例である。
この場合、K≦21.167/(L×D/S)+1=21.167/(270×0.5/30)+1となり、K≦5.704となる。従って、整数N〔2≦N≦(n-1)〕は、範囲Kにおいてビームの本数n=8の約数「4、2」であり、範囲Kにおいてビームの本数n=8の約数「4、2」が複数存在するので、整数Nは、範囲Kにおいて複数存在する約数「4、2」のうちの最も大きい約数「4」とした。
従来例(図7C参照)では、整数Nは、1(「ピッチずれ」=0[μm])とした。
実施例1(図7B参照)、実施例2(図7D参照)では、式(1)の右辺を(25400/M)×1/2=10.583[μm](=「ピッチずれ」=|±25400/1200|×1/2=|±10.583|[μm])とした場合の印刷例である。
この場合、K≦10.583/(L×D/S)+1=10.583/(270×0.5/30)+1となり、K≦3.352となる。従って、整数N〔2≦N≦(n-1)〕は、範囲Kにおいてビームの本数n=8の約数「2」とした。
実施例1,2、従来例及び比較例1,2について印刷した画像状態を評価した。評価結果を図8に示す。
図8に示すように、従来例は勿論、実施例1,2でも、主走査方向Wで画像がずれることがなく(モアレが発生することがなく)、良好な画像が得られた。これに対し、比較例1,2では、主走査方向Wで画像がずれるモアレが発生した。
よって、像面FでのドットDT(1)~DT(n)が走査開始位置及び走査終了位置の双方で一致するように複数個の発光素子LD(1)~LD(n)の発光タイミングを調整するにあたり、式(1)のL×D/S×(K-1)≦(25400/M)×1/2を用いることは、適切であることが分かった。
(その他の実施の形態)
なお、本実施の形態では、発光素子LD(1)~LD(n)の発光制御は、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1画素単位として順に走査する構成のものである。しかし、それに限定されるものではなく、発光素子LD(1)~LD(n)の発光制御は、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構成のものであってもよい。この場合、隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームの像面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。例えば、1インチ当たり1200dpiの場合、1インチ当たり600画素となる。
なお、本実施の形態では、発光素子LD(1)~LD(n)の発光制御は、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1画素単位として順に走査する構成のものである。しかし、それに限定されるものではなく、発光素子LD(1)~LD(n)の発光制御は、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構成のものであってもよい。この場合、隣り合う2つの発光素子の双方から出射されるビームの像面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。例えば、1インチ当たり1200dpiの場合、1インチ当たり600画素となる。
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。
100 画像形成装置
200 光走査装置
211 光源
211a 光出射部
211b 基板
211c 収容ケース
223 偏向器
233 ビーム検知用レンズ
234 検知部
250 制御部
251 処理部
252 記憶部
BM ビーム
D 公差
DT ドット
F 像面
H 副走査方向
K 範囲
L 主走査方向におけるドット間ピッチ
LD 発光素子
M 画素数
N 整数
P1 発光制御手段
PTh 副走査方向におけるドット間ピッチ
PTw 主走査方向における画素間ピッチ
S 発光点間ピッチ
W 主走査方向
n ビームの本数
λ 回転軸線
200 光走査装置
211 光源
211a 光出射部
211b 基板
211c 収容ケース
223 偏向器
233 ビーム検知用レンズ
234 検知部
250 制御部
251 処理部
252 記憶部
BM ビーム
D 公差
DT ドット
F 像面
H 副走査方向
K 範囲
L 主走査方向におけるドット間ピッチ
LD 発光素子
M 画素数
N 整数
P1 発光制御手段
PTh 副走査方向におけるドット間ピッチ
PTw 主走査方向における画素間ピッチ
S 発光点間ピッチ
W 主走査方向
n ビームの本数
λ 回転軸線
Claims (7)
- 複数個の発光素子を並設した光源を備え、前記複数個の発光素子からそれぞれ出射されるビームを像面に対して主走査方向に走査するときの前記複数個の発光素子の発光タイミングを制御する光走査装置であって、
前記像面でのドットが走査開始位置及び走査終了位置の双方で一致するように前記複数個の発光素子の発光タイミングが以下の式(1)の関係を満たすように設定された2以上(n-1)(nは前記ビームの本数)以下の範囲Kのうち何れか1つの整数N[本]の前記ビームずつ予め調整されたことを特徴とする光走査装置。
L×D/S×(K-1)≦(25400/M)×1/2 ・・・(1)
L:前記n本のビームの前記像面で形成されるドット間の前記主走査方向におけるピッチであるドット間ピッチ[μm]
S:前記複数個の発光素子の発光点間の前記主走査方向におけるピッチである発光点間ピッチ[μm]
D:前記発光点間ピッチSの公差[μm]
M:前記主走査方向における25400[μm]当たりの画素数 - 請求項1に記載の光走査装置であって、
前記主走査方向における25400[μm]当たりの画素数Mは、1200以下とされ、前記式(1)は、L×D/S×(K-1)≦10.583とされていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の光走査装置であって、
前記ビームの本数nは、偶数とされていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項3に記載の光走査装置であって、
前記整数Nは、前記範囲Kにおいて前記ビームの本数nの約数とされていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項4に記載の光走査装置であって、
前記範囲Kにおいて前記ビームの本数nの約数が複数存在する場合、前記整数Nは、前記範囲Kにおいて複数存在する前記約数のうちの最も大きい約数とされていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1から請求項5までの何れか1つに記載の光走査装置であって、
前記ビームの本数nは、4以上であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1から請求項6までの何れか1つに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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JP2021089335A JP2022182041A (ja) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 |
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