JP3736093B2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3736093B2 JP3736093B2 JP950998A JP950998A JP3736093B2 JP 3736093 B2 JP3736093 B2 JP 3736093B2 JP 950998 A JP950998 A JP 950998A JP 950998 A JP950998 A JP 950998A JP 3736093 B2 JP3736093 B2 JP 3736093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- amount
- scanned
- photosensitive drum
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置に係り、より詳しくは、複数の光源からの光ビームを所定方向に沿って偏向し、偏向した複数の光ビームを被走査面に異なる入射角度で照射することにより該複数の光ビームで被走査面を走査する光走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コンピュータの普及、高性能化が進み、その出力装置であるレーザプリンタにおいても高速且つ高解像度の印字が求められている。このレーザプリンタにおいて、印字の高速化、高解像度化を実現するための一つの手段として、複数の光源を使用し複数の光ビームで同時に走査することにより単位時間当たりの被走査面積を増加させる技術が考えられている。
【0003】
複数の光源を備えた光走査装置としては、特開昭63−266418号公報や特開平5−183698号公報には複数の光源からの光ビームで同時に被走査面を走査する光走査装置が開示されており、特開平5−264915号公報には一つの走査線を複数に分割し、分割された各走査線分に対応して割り当てられた光源を複数個用いて、該複数個の光源からの光ビームで被走査面を同時に走査する光走査装置が開示されている。
【0004】
このように複数の走査線または分割された走査線を用いた光走査装置によって露光を行う場合、各光源からの光ビームによる被走査部同士の位置関係を所望の位置関係に保つ必要がある。
【0005】
このため、特開平1−183676号公報には、複数の走査線の各々により形成されたトナー像をCCDにより読み取り、該読取で得られたトナー像の位置ずれ量を求め、求めた位置ずれ量を補正するべく各走査線の書込み開始時間を制御する技術が開示されている。
【0006】
ところで、走査線の像面である感光体円筒面の位置変動は、印字画像の品質に影響を与えるため、感光体の取り付けには高い精度が要求される。その一方で、感光体は印字に伴い劣化するために、容易に交換する必要があることや印字中の紙詰まり等の障害からの復帰が容易に行えることが望ましいため、感光体は画像形成装置の本体に移動可能に取り付けられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数の光源を使用し、各光源からの走査線が異なる角度で感光体に入射する光走査装置の場合、感光体上の被走査部の相対位置関係を保つことが高品質の印字画像を得るために重要となるが、前述した感光体のわずかな位置変動により、走査線の感光体上の走査位置がずれ、印字画像品質の劣化が生じてしまう。
【0008】
ここで、感光体の位置変動により生じる走査線の位置ずれについて図2、図3に従って説明する。図2、図3はオーバーフィルド方式の分割光走査装置の概略図であり、このオーバーフィルド方式による光走査装置は、従来の光走査装置が行っていた回転多面鏡に対し、収束光を入射する方式と異なり、回転多面鏡に対して回転多面鏡の分割面より広い光束を入射する。図4にオーバーフィルド方式の光走査装置の回転多面鏡に光源からの光が入射する様子を示す。この図4より明らかなように、回転多面鏡110に入射される入射光束114の幅Rが回転多面鏡110の分割面の幅Wより広いために回転多面鏡110により反射された光は、主光線115及び主光線115を反射している分割面の隣の分割面で反射された隣面光116(すなわち不要光)を形成する。
【0009】
従って、図3に示すように、回転多面鏡110により偏向された光を、折返しミラー105、106によりそれぞれ感光体107へ反射させるが、隣面光116の入射を防ぐために折り返しミラー105、106を直線上に配置することができず、折り返しミラ−105、106は走査ビ−ム112、113が異なる角度で感光体107へ入射するように設置する必要がある。
【0010】
2つの走査線が異なる角度で入射している感光体の位置変動による被走査部の位置ずれについて、図5(A)〜(F)を用いて説明する。図5(C)、(D)には感光体107が理想の位置にある場合の走査ビ一ム112、113および被走査部117、118を示す。走査ビ−ム112、走査ビ−ム113により走査される被走査部117、118は、感光体107上で1本の線分とみなせる理想走査線127を形成するように副走査方向の位置が調整されている。
【0011】
この状態から、感光体交換などにより感光体107に位置ずれが生じた状態が図5(A)、(B)、(E)、(F)に示されている。このうち図5(A)、(B)には感光体107の位置変動により走査走査ビーム112、113の光路が長くなった場合の様子を示す。光路が長くなったことで被走査部117、118は、副走査方向の位置がずれ、主走査方向に伸びる。一方、図5(E)、(F)には感光体107の位置変動により走査走査ビーム112、113の光路が短くなった場合の様子を示す。光路が短くなったことで被走査部117、118は、副走査方向の位置がずれ、主走査方向に縮む。
【0012】
被走査部の副走査方向のずれ量Yについて図6を用いて説明する。図6に示すように、折返しミラー105、106により反射された走査ビ−ム112、113は、理想の感光体位置119で副走査方向位置が一致するように調整されている。
【0013】
ところが、感光体に位置変動が生じ感光体107の位置に移動した場合、走査ビーム112、113による感光体107上の被走査部117、118の副走査方向の位置がずれる。この被走査部の副走査方向のずれ量Yは、折返しミラーと感光体との距離をL、折返しミラー間の距離をD、感光体の位置変動量をXとした場合、以下の式(1)で求められる。
【0014】
Y=D×X/L ・・・(1)
なお、感光体表面の微小領域のみを考慮しているので、感光体の曲率による影響については無視できる。
【0015】
図7のグラフには、式(1)に従い感光体位置変動量Xが1mm(実機の公差の範囲)とした場合の被走査部の位置ずれ量Yの特性が示されている(但し、L=120mm、D=5、10、15mm)。この図7より明らかなように、被走査部位置ずれ量Yは、感光体位置変動値Xが1mmであっても、数ドット程度生じる(なお、600dpiにおいて1ドット=42μm)。そして、この被走査部の位置ずれによって走査線ずれが生じ、印字画像品質の低下の原因になる。
【0016】
前述した特開昭63−266418号公報、特開平5−183698号公報、特開平5−264915号公報の技術では、この感光体の位置変動による走査線ずれについては考慮されていない。また、特開平1−1836766号公報の技術では、被走査部の位置ずれを補正できるが、補正を行うに先立ち、位置ずれ量検出用のトナ−像を形成する必要があるので、補正完了後に印字を開始するまでに時間がかかるという問題がある。
【0017】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、被走査部の位置ずれ補正時間の短縮化を図りつつ、高速且つ高精度の光走査を行うことができる光走査装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の光走査装置は、光ビームを出力する複数の光源と、前記複数の光源からの光ビームを所定方向に沿って偏向し、前記所定方向に直交する方向に所定速度で移動する被走査面に、前記偏向した複数の光ビームを異なる入射角度で照射することにより該複数の光ビームで前記被走査面上の1本の主走査ラインを分割して走査する走査手段と、前記被走査面の前記主走査ラインにおける法線方向に沿った基準位置からの前記被走査面の位置ずれ量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された位置ずれ量に応じた各光ビームの走査位置のずれ量及び前記所定速度に基づいて、前記所定方向に直交する方向の前記走査位置のずれ量を解消するように、前記複数の光源からの光ビームの照射タイミングを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0020】
上記請求項1記載の光走査装置では、走査手段が、複数の光源からの光ビームを所定方向(主走査方向)に沿って偏向し、所定方向に直交する方向(副走査方向)に所定速度で移動する被走査面に、偏向した複数の光ビームを異なる入射角度で照射することにより該複数の光ビームで被走査面上の1本の主走査ラインを分割して走査する。
【0021】
ここでは、走査手段として、例えば、請求項1に記載したように複数の光ビームで被走査面上の1本の走査ラインを分割して走査する分割走査方式の走査手段を採用しても良いし、複数の光ビームで被走査面上の複数の走査ラインを同時に走査する飛び越し走査方式の走査手段を採用しても良い。
【0022】
このように、移動する被走査面に複数の光ビームを異なる入射角度で照射することにより該複数の光ビームで被走査面を走査する場合、前述したように被走査面の位置が主走査ラインの法線方向にずれると、例えば、分割走査方式では図5(B)、(F)に示すように1本の走査ラインにずれが生じてしまい、飛び越し走査方式では走査ラインの間隔にむらが生じてしまう。そこで、検出手段は、被走査面の法線方向に沿った基準位置からの被走査面の位置ずれ量を検出する。
【0023】
前述したように被走査面の主走査ラインにおける法線方向に沿った基準位置からの位置ずれ量をXとした場合、この位置ずれ量Xは、被走査面における副走査方向に沿ったずれ量Yと所定の関係を有する。例えば、図6のような構成では、被走査面としての感光体107の表面の基準位置と折返しミラー105、106との距離をL、該折返しミラー間の距離をDとした場合、副走査方向のずれ量Yと法線方向の位置ずれ量Xとの関係は、以下の式(1)で表される。
【0024】
Y=D×X/L ・・・(1)
即ち、被走査面の主走査ラインにおける法線方向の位置ずれ量より、走査位置の副走査方向のずれ量を求めることができる。
【0025】
そこで、制御手段は、検出手段により検出された位置ずれ量に応じた各光ビームの走査位置のずれ(上記副走査方向のずれ量Y)を解消するように、走査位置のずれ量及び所定速度(=被走査面の移動速度)に基づいて、複数の光源からの光ビームの照射タイミングを制御する。
【0026】
即ち、図5(A)のように光ビームの光路長が長くなる側に被走査面の位置がずれた場合、図5(A)で被走査面の移動方向(矢印方向)下流側に照射される光ビーム112の照射タイミングを、(走査位置のずれ量/所定速度)だけ遅らせるよう制御する。
【0027】
一方、図5(E)のように光ビームの光路長が短くなる側に被走査面の位置がずれた場合、図5(E)で被走査面の移動方向(矢印方向)下流側に照射される光ビーム113の照射タイミングを、(走査位置のずれ量/所定速度)だけ遅らせるよう制御する。
【0028】
これにより、被走査面の主走査ラインにおける法線方向の位置ずれに伴う各光ビームの走査位置のずれを補正することができる。しかも、請求項1記載の発明では、補正を行うに先立ち、位置ずれ量検出用のトナ−像を形成する必要がないので、短時間のうちに各光ビームの走査位置のずれを補正できる。即ち、走査位置ずれの補正時間の短縮化を図りつつ、高速且つ高精度の光走査を行うことができる。
【0029】
ところで、図5(B)、(F)より明らかなように、走査手段として分割走査方式の走査手段を採用した場合、各光ビームの走査位置のずれにより1本の走査線に切れ目や段差が生じるため、光走査装置の走査性能は著しく低下してしまう。例えば、本発明に係る光走査装置を画像形成装置の露光に適用した場合には、形成される画像の画質を著しく低下させる。
【0030】
よって、請求項1に記載した分割走査方式の走査手段を有する光走査装置については、上記のように被走査面の法線方向の位置ずれに伴う各光ビームの走査位置のずれを補正することの効果は大きい。光走査装置を画像形成装置の露光に適用した場合には、形成される画像の画質を良好に維持することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る光走査装置の実施形態を説明する。なお、以下では、画像形成装置に内蔵された光走査装置に本発明を適用した例を説明する。
【0032】
[光走査装置を内蔵した画像形成装置の構成]
まず、本発明に係る光走査装置を内蔵した画像形成装置の構成を説明する。
【0033】
図1に示すように光走査装置150を内蔵した画像形成装置100には、光ビームを出力する2つのレーザダイオード(以下、LDと称する)103A、103Bが設けられており、これらLD103A、103Bからの光ビームで、矢印J方向に定速回転する感光体ドラム107の表面を分割走査する。
【0034】
LD103Aからの光ビームは、図示しないコリメータレンズ、シリンダレンズを透過した後、回転多面鏡110の反射面に入射し偏向される。図2、図3に示すように、偏向された光ビーム113はfθレンズ111を透過した後、折り返しミラー106で反射され、感光体ドラム107の表面に照射される。この光ビーム113は回転多面鏡110の回転により、図2の矢印H方向に沿って感光体ドラム107の表面を走査することとなり、実際には光ビーム113が1本の走査ラインのうち走査中心Cから走査終了端までの被走査部R2を走査するよう設定されている。
【0035】
また、LD103Bからの光ビームも同様に、図示しないコリメータレンズ、シリンダレンズを透過した後、回転多面鏡110の反射面に入射し偏向される。図2、図3に示すように、偏向された光ビーム112はfθレンズ111を透過した後、折り返しミラー105で反射され、感光体ドラム107の表面に照射される。この光ビーム112は回転多面鏡110の回転により、図2の矢印H方向に沿って感光体ドラム107の表面を走査することとなり、実際には光ビーム112が1本の走査ラインのうち走査開始端から走査中心Cまでの被走査部R1を走査するよう設定されている。
【0036】
光走査装置150はオーバーフィルド方式の構成であり、図4に示すように、回転多面鏡110には、回転多面鏡110の面幅Wよりも広い幅Rの光ビーム114が入射する。このため、正規の反射光115(図1〜図3の光ビーム112、113に相当)と共に不要光116も隣の面で反射される。
【0037】
光走査装置150では、回転多面鏡110で反射された不要光が感光体ドラム107へ向けて反射されることを回避するために、折り返しミラー105、106は同一直線上に配置されておらず、このため光ビーム112、113は感光体ドラム107の表面に異なる入射角度で照射される。
【0038】
図2に示すように、光走査装置150には、光ビーム112による走査開始タイミングを検出するための走査開始検出センサ(SOSセンサ)109が設けられており、走査開始位置の光ビーム112Sがミラー130で反射されてSOSセンサ109に入射される。SOSセンサ109は光ビーム112Sを検出した場合、SOS検知信号を後述する制御部102へ出力する。
【0039】
図1に示すように、画像形成装置100には、マイクロコンピュータにより構成され画像形成装置100の各種構成部の動作を監視・制御する制御部102が設けられており、この制御部102は、LD103Aを駆動するLDドライバ104A及びLD103Bを駆動するLDドライバ104Bを制御する。
【0040】
また、制御部102には、処理状況やオペレータへのメッセージ等を表示するディスプレイ132と、オペレータが各種動作指示や設定情報を入力するための操作部134と、デジタル画像データ、後述する感光体ドラム107の位置ずれ量検出用のテーブル、各種制御情報等を記憶した記憶部136とが接続されている。
【0041】
なお、画像形成装置100には、図示されていない帯電、現像、転写、定着、クリーニング、除電装置など電子写真プロセスに必要な装置が設けられているものとする。
【0042】
ところで、光走査装置150には、感光体ドラム107の矢印P方向に沿った位置を検出するための位置検出装置108が設けられている。この位置検出装置108は、一例として図11に示すように、感光体ドラム107の矢印P方向に沿った位置に応じた電圧を電圧計108Aで検出し、検出された電圧値に応じた信号を制御部102へ出力するポテンショメータにより構成されている。このポテンショメータでは抵抗R、印加電圧V0 は一定であり、感光体ドラム107の矢印P方向に沿った位置に応じて変動する固定接点S1と移動接点S2との電位差が電圧計108Aで検出される。なお、図11は、感光体ドラム107及び位置検出装置108を、図1の矢印Qと逆方向に投影した図である。
【0043】
電圧計108Aで検出された電圧値に応じた信号が制御部102に入力された場合、制御部102は、記憶部136に記憶された感光体ドラム107の位置ずれ量検出用のテーブルに基づいて、検出された電圧値に応じた感光体ドラム107の位置ずれ量Xを検出する。なお、上記位置ずれ量検出用のテーブルには、検出された電圧値と、該電圧値に応じた感光体ドラム107の位置についての本来あるべき位置からの位置ずれ量Xとの対応関係を表す情報が含まれている。
【0044】
図6を用いて前述したように、感光体ドラム107の表面と折返しミラー105、106との正規の距離をL、折返しミラー105、106間の距離をDとした場合、感光体ドラム107の表面での被走査部117、118の副走査方向のずれ量Yと上記位置ずれ量Xとは、以下の式(1)で求められる。
【0045】
Y=D×X/L ・・・(1)
そこで、制御部102は、検出された位置ずれ量Xに応じた各光ビームによる被走査部117、118のずれ量Yを解消するように、(ずれ量Y/感光体ドラム107の表面の線速度V)だけLD103A、103Bからの光ビーム照射タイミングを遅延させるようLDドライバ104A、104Bへ入力する画像データ入力開始時間を制御する。
【0046】
本実施形態では、図10に示すように、位置ずれ量Xに関する6つの境界値L1〜L6(L6<L5<L4<0<L3<L2<L1)が予め定められており、位置ずれ量Xが6つの境界値L1〜L6間のどの範囲にあるかに応じて、それぞれの範囲に対し予め設定された光ビーム照射タイミングの調整処理を行う(詳細は後述する)。
【0047】
なお、図1、図11の矢印P方向へのずれを正方向とする。即ち、感光体ドラム107の位置が矢印P方向へずれた場合(図5(E)の場合)の位置ずれ量Xは正の値で表され、矢印Pと逆方向へずれた場合(図5(A)の場合)の位置ずれ量Xは負の値で表される。
【0048】
ところで、図1の矢印Q方向に沿った感光体ドラム107の位置変動は、被走査部の位置ずれによる走査線ずれをほとんど生じさせない。例えば、図8には矢印Q方向の位置変動が生じる場合の、感光体ドラム107の直径に対する折返しミラー〜感光体ドラム107間の距離Lの変位を示している(但し、折返しミラ−間の距離Dを10mm、折返しミラー〜基準位置の感光体ドラム107間の距離Lを120mm、矢印Q方向の感光体ドラム107の位置変動Xを1mmとした)。この図8より明らかなように、感光体ドラム107の平均的な直径120mmの場合でも、距離Lの変位は約10μmであり、この距離Lの変位により生じる被走査部の位置ずれ量は無視できる量となる。
【0049】
また、図1の紙面垂直方向に沿った感光体ドラム107の位置変動も、被走査部の位置ずれによる走査線ずれをほとんど生じさせない。
【0050】
よって、感光体ドラム107の位置を検出する検出手段として、感光体ドラム107の3次元位置を精度良く検出できるように多数配置してもよいが、上記のように感光体ドラム107の矢印P方向に沿った位置を検出するための位置検出装置108を設置すれば充分である。
【0051】
[本実施形態の作用]
次に、本実施形態の作用として、制御部102によって実行される被走査部117、118のずれ量Yの解消に係る制御ルーチンを説明する。
【0052】
図9のステップ202では初期化処理として、LD103Aの遅延量及びLD103Bの遅延量をそれぞれ「0」に初期化する。次のステップ204では感光体ドラム107の表面位置に応じた物理量として、位置検出装置108の電圧計108Aで検出された電圧値を取り込み、次のステップ206では記憶部136に記憶された感光体ドラム107の位置ずれ量検出用のテーブルに基づいて、検出された電圧値に応じた感光体ドラム107の位置ずれ量Xを検出する。
【0053】
次のステップ208、210、212、214、216、218では、位置ずれ量Xが6つの境界値L1〜L6間のどの範囲(図10参照)にあるかを判定する。
【0054】
位置ずれ量Xが境界値L1以上の場合(ステップ208で肯定判定された場合)及び位置ずれ量Xが境界値L6以下の場合(ステップ214で肯定判定された場合)は、位置ずれの調整困難なエラーが発生したとみなし、ステップ230へ進み、位置ずれの調整困難なエラーが発生した旨の警告メッセージをディスプレイ132に表示して、オペレータに警告する。そして、露光を行うことなく、処理を終了する。
【0055】
また、位置ずれ量Xが境界値L1未満で境界値L2以上の場合(ステップ210で肯定判定された場合)、ステップ220へ進み、LD103Aの遅延量を2Kにセットする。
【0056】
なお、Kは、光ビーム照射タイミング調整のための予め定められた調整単位量を意味する。即ち、上記の遅延量2Kは、位置ずれ量Xが境界値L1未満で境界値L2以上の場合に、該位置ずれ量Xに応じた被走査部117、118のずれ量Yを解消するためのLD103Aの遅延量(=ずれ量Y/感光体ドラム107の表面の線速度V)に相当する。
【0057】
また、位置ずれ量Xが境界値L2未満で境界値L3以上の場合(ステップ212で肯定判定された場合)、ステップ222へ進み、LD103Aの遅延量をKにセットする。この遅延量Kは、位置ずれ量Xが境界値L2未満で境界値L3以上の場合に、該位置ずれ量Xに応じた被走査部117、118のずれ量Yを解消するためのLD103Aの遅延量(=ずれ量Y/感光体ドラム107の表面の線速度V)に相当する。
【0058】
また、位置ずれ量Xが境界値L6より大きく境界値L5以下の場合(ステップ216で肯定判定された場合)、ステップ224へ進み、LD103Bの遅延量を2Kにセットする。この遅延量2Kは、位置ずれ量Xが境界値より大きく境界値L5以下の場合に、該位置ずれ量Xに応じた被走査部117、118のずれ量Yを解消するためのLD103Bの遅延量(=ずれ量Y/感光体ドラム107の表面の線速度V)に相当する。
【0059】
また、位置ずれ量Xが境界値L5より大きく境界値L4以下の場合(ステップ218で肯定判定された場合)、ステップ226へ進み、LD103Bの遅延量をKにセットする。この遅延量Kは、位置ずれ量Xが境界値L5より大きく境界値L4以下の場合に、該位置ずれ量Xに応じた被走査部117、118のずれ量Yを解消するためのLD103Bの遅延量(=ずれ量Y/感光体ドラム107の表面の線速度V)に相当する。
【0060】
また、位置ずれ量Xが境界値L4より大きく境界値L3以下の場合(ステップ218で否定判定された場合)は、位置ずれを無視することができ、LD103A、103Bからの光ビームの照射を遅延させる必要が無いとみなし、LD103A、103Bの遅延量は初期設定値「0」のままとする。
【0061】
そして、次のステップ228では、設定された遅延量に基づいて、LDドライバ104A、104Bによる各LDの駆動タイミングを調整し、調整した駆動タイミングで各LDから、デジタル画像データに基づいて変調された光ビームを出力させる。ここで遅延量は、例えば、SOSセンサ109からのSOS信号を基準とした信号を、カウントすることにより計数する。このようにしてデジタル画像データに基づく露光を行う。
【0062】
以上説明した実施形態によれば、感光体ドラム表面の位置ずれ量を検出し該位置ずれ量に応じた各光ビームの走査位置のずれを解消するように、2つのLDからの光ビームの照射タイミングを、(走査位置のずれ量L/感光体ドラム107の表面の線速度V)だけ調整するので、各光ビームの走査位置のずれを精度良く補正することができる。また、従来のように位置ずれ量検出用のトナ−像の形成といった作業を行うことなく、短時間のうちに各光ビームの走査位置のずれを補正できるので、補正作業に要する時間を短縮することができる。
【0063】
また、各光ビームの走査位置のずれを精度良く補正できるので、画像形成装置100で形成される画像の画質を良好に維持することができる。
【0064】
なお、上記実施形態では、分割走査方式の光走査装置に本発明を適用した例を取り上げたが、複数の光ビームで被走査面上の複数の走査ラインを同時に走査する飛び越し走査方式の光走査装置にも本発明は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【0065】
また、光走査装置により原稿面を走査して該原稿面からの反射光又は透過光に基づいて原稿を読み取る読取装置についても、本発明に係る光走査装置を適用することにより、光ビームの走査性能を安定させることができ、読取装置の読み取り性能を良好に維持することができる。
【0066】
また、感光体ドラム107の位置検出装置108は、上記のようなポテンショメータに限定されず、例えば、感光体ドラム107の表面あるいは感光体ドラム107の表面に固着された別材質面までの距離に応じた信号を出力する装置を用いても良い。例えば、距離についての情報が電圧となって出力される渦電流式変位計を用いても良い。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被走査面の法線方向の位置ずれ量を検出し該位置ずれ量に応じた各光ビームの副走査方向の走査位置のずれを解消するように、複数の光源からの光ビームの照射タイミングを制御するので、位置ずれ量検出用のトナ−像の形成といった作業を省略して短時間のうちに各光ビームの走査位置のずれを補正できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図2】光走査装置を副走査方向に沿って投影した図である。
【図3】光走査装置を主走査方向に沿って投影した図である。
【図4】回転多面鏡への入射光及び回転多面鏡からの出射光を示す図である。
【図5】(A)は光路長が長くなる方向に感光体ドラムの位置がずれたケースを示す図であり、(B)は(A)のケースでの各光ビームによる走査線を示す図であり、(C)は感光体ドラムの位置がずれていないケースを示す図であり、(D)は(C)のケースでの各光ビームによる走査線を示す図であり、(E)は光路長が短くなる方向に感光体ドラムの位置がずれたケースを示す図であり、(F)は(E)のケースでの各光ビームによる走査線を示す図である。
【図6】走査線ずれを説明するための図である。
【図7】折り返しミラー〜感光体ドラム間の距離Lに対する走査線ずれ量Yの変化を示すグラフである。
【図8】感光体ドラムの直径に対する折り返しミラー〜感光体ドラム間の距離Lの変化を示すグラフである。
【図9】制御部によって実行される制御ルーチンを示す流れ図である。
【図10】感光体ドラムのずれ量Xに応じて設定するLDの遅延量を示す図である。
【図11】位置検出装置の一構成例を示す図である。
【符号の説明】
100 画像形成装置
102 制御部
103A、103B LD
104A、104B LDドライバ
107 感光体ドラム
108 位置検出装置
110 回転多面鏡
150 光走査装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly, deflects light beams from a plurality of light sources along a predetermined direction, and irradiates the scanned surfaces with different incident angles at different incident angles. The present invention relates to an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a plurality of light beams.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of computers and higher performance, laser printers, which are output devices, require high-speed and high-resolution printing. In this laser printer, as one means for realizing high-speed printing and high resolution, a technique for increasing the scanning area per unit time by using a plurality of light sources and simultaneously scanning with a plurality of light beams. Is considered.
[0003]
As an optical scanning device provided with a plurality of light sources, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-266418 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-183698 disclose an optical scanning device that simultaneously scans a surface to be scanned with light beams from a plurality of light sources. In Japanese Patent Laid-Open No. 5-264915, one scanning line is divided into a plurality of light sources, and a plurality of light sources assigned corresponding to the divided scanning line segments are used. An optical scanning device that simultaneously scans a surface to be scanned with a light beam of the above is disclosed.
[0004]
When exposure is performed by an optical scanning device using a plurality of scanning lines or divided scanning lines as described above, it is necessary to maintain the positional relationship between the scanned parts by the light beams from the respective light sources in a desired positional relationship.
[0005]
For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-183676 discloses a toner image formed by each of a plurality of scanning lines by a CCD, obtains a positional deviation amount of the toner image obtained by the readout, and obtains the obtained positional deviation amount. A technique for controlling the writing start time of each scanning line to correct the above is disclosed.
[0006]
By the way, since the position variation of the photoconductor cylindrical surface, which is the image plane of the scanning line, affects the quality of the printed image, high accuracy is required for mounting the photoconductor. On the other hand, since the photoconductor deteriorates with printing, it is desirable that the photoconductor needs to be easily replaced, and it is desirable that the photoconductor can be easily recovered from a failure such as a paper jam during printing. It is movably attached to the main body.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of an optical scanning device that uses a plurality of light sources and the scanning lines from the light sources are incident on the photosensitive member at different angles, it is possible to maintain a high-quality printed image by maintaining the relative positional relationship of the scanned portion on the photosensitive member. Although it is important to obtain the image quality, the slight change in the position of the photosensitive member described above shifts the scanning position of the scanning line on the photosensitive member, thereby deteriorating the quality of the printed image.
[0008]
Here, the positional deviation of the scanning line caused by the change in the position of the photosensitive member will be described with reference to FIGS. FIG. 2 and FIG. 3 are schematic diagrams of an overfilled split optical scanning device. This overfilled optical scanning device makes convergent light incident on a rotary polygon mirror used in a conventional optical scanning device. Unlike the method, a light beam wider than the split surface of the rotary polygon mirror is incident on the rotary polygon mirror. FIG. 4 shows how light from the light source enters the rotary polygon mirror of the overfilled optical scanning device. As apparent from FIG. 4, since the width R of the
[0009]
Therefore, as shown in FIG. 3, the light deflected by the rotary
[0010]
The positional deviation of the scanned portion due to the position variation of the photosensitive member on which the two scanning lines are incident at different angles will be described with reference to FIGS. 5C and 5D show the
[0011]
FIGS. 5A, 5B, 5E, and 5F show a state where the
[0012]
The displacement amount Y in the sub-scanning direction of the scanned part will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the
[0013]
However, when the position of the photoconductor changes and the
[0014]
Y = D × X / L (1)
Since only a small area on the surface of the photoconductor is considered, the influence of the curvature of the photoconductor can be ignored.
[0015]
The graph of FIG. 7 shows the characteristics of the positional deviation amount Y of the scanned portion when the photosensitive member position variation amount X is 1 mm (the actual machine tolerance range) according to the equation (1) (note that L = 120 mm, D = 5, 10, 15 mm). As is apparent from FIG. 7, the scanned portion positional deviation amount Y occurs about several dots even when the photosensitive member position variation value X is 1 mm (1 dot = 42 μm at 600 dpi). Then, the scanning line shift occurs due to the positional shift of the scanned portion, which causes a decrease in the print image quality.
[0016]
In the techniques disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-266418, 5-183698, and 5-264915, the scanning line shift due to the position change of the photosensitive member is not taken into consideration. In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-1836766, it is possible to correct the positional deviation of the scanned portion, but it is necessary to form a toner image for detecting the positional deviation amount before performing the correction. There is a problem that it takes time to start printing.
[0017]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an optical scanning apparatus capable of performing high-speed and high-precision optical scanning while shortening the position deviation correction time of the scanned portion. The purpose is to provide.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical scanning device according to
[0020]
In the optical scanning device according to
[0021]
Here, as the scanning means, for example, a
[0022]
As described above, when the surface to be scanned is scanned with the plurality of light beams by irradiating the moving surface to be scanned with different incident angles, the position of the surface to be scanned is as described above. Main scan line When shifted in the normal line direction, for example, as shown in FIGS. 5B and 5F in the divided scanning method, a shift occurs in one scanning line, and in the interlaced scanning method, the scanning line interval is uneven. End up. Therefore, the detection means is based on the reference position along the normal direction of the surface to be scanned. Of the scanned surface The amount of displacement is detected.
[0023]
As mentioned above, the surface to be scanned In the main scan line When the amount of positional deviation from the reference position along the normal direction is X, this positional deviation amount X has a predetermined relationship with the amount of deviation Y along the sub-scanning direction on the surface to be scanned. For example, in the configuration as shown in FIG. 6, when the distance between the reference position of the surface of the
[0024]
Y = D × X / L (1)
That is, the surface to be scanned In the main scan line From the amount of positional deviation in the normal direction, the amount of deviation in the sub-scanning direction of the scanning position can be obtained.
[0025]
Therefore, the control unit shifts the scanning position and the predetermined speed so as to eliminate the scanning position shift (shift amount Y in the sub-scanning direction) of each light beam according to the positional shift amount detected by the detection unit. Based on (= moving speed of the surface to be scanned), the irradiation timing of the light beams from the plurality of light sources is controlled.
[0026]
That is, when the position of the surface to be scanned is shifted to the side where the optical path length of the light beam becomes longer as shown in FIG. 5A, irradiation is performed on the downstream side in the moving direction (arrow direction) of the surface to be scanned in FIG. The irradiation timing of the
[0027]
On the other hand, when the position of the surface to be scanned is shifted to the side where the optical path length of the light beam is shortened as shown in FIG. 5E, irradiation is performed downstream in the moving direction (arrow direction) of the surface to be scanned in FIG. The irradiation timing of the
[0028]
As a result, the surface to be scanned In the main scan line It is possible to correct the deviation of the scanning position of each light beam due to the deviation in the normal direction. In addition, according to the first aspect of the present invention, it is not necessary to form a toner image for detecting the amount of misalignment prior to performing the correction, so that the displacement of the scanning position of each light beam can be corrected in a short time. That is, high-speed and high-precision optical scanning can be performed while shortening the correction time for the scanning position deviation.
[0029]
As is apparent from FIGS. 5B and 5F, when a division scanning type scanning unit is employed as the scanning unit, there is a break or a step in one scanning line due to a shift in the scanning position of each light beam. As a result, the scanning performance of the optical scanning device is significantly degraded. For example, when the optical scanning device according to the present invention is applied to the exposure of the image forming apparatus, the image quality of the formed image is significantly reduced.
[0030]
Therefore, the
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, an example in which the present invention is applied to an optical scanning device built in an image forming apparatus will be described.
[0032]
[Configuration of Image Forming Apparatus with Built-in Optical Scanning Device]
First, the configuration of an image forming apparatus incorporating the optical scanning device according to the present invention will be described.
[0033]
As shown in FIG. 1, an
[0034]
The light beam from the
[0035]
Similarly, the light beam from the
[0036]
The
[0037]
In the
[0038]
As shown in FIG. 2, the
[0039]
As shown in FIG. 1, the
[0040]
Further, the
[0041]
Note that the
[0042]
By the way, the
[0043]
When a signal corresponding to the voltage value detected by the
[0044]
As described above with reference to FIG. 6, when the normal distance between the surface of the
[0045]
Y = D × X / L (1)
Therefore, the control unit 102 (deviation amount Y / line on the surface of the
[0046]
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, six boundary values L1 to L6 (L6 <L5 <L4 <0 <L3 <L2 <L1) relating to the positional deviation amount X are determined in advance, and the positional deviation amount X Depending on which range between the six boundary values L1 to L6, adjustment processing of light beam irradiation timing set in advance for each range is performed (details will be described later).
[0047]
In addition, let the shift | offset | difference to the arrow P direction of FIG. 1, FIG. 11 be a positive direction. That is, when the position of the
[0048]
By the way, the positional fluctuation of the
[0049]
Further, the positional fluctuation of the
[0050]
Therefore, a large number of detection means for detecting the position of the
[0051]
[Operation of this embodiment]
Next, as an operation of the present embodiment, a control routine related to elimination of the shift amount Y of the scanned
[0052]
In
[0053]
In the
[0054]
When the positional deviation amount X is greater than or equal to the boundary value L1 (when an affirmative determination is made at step 208) and when the positional deviation amount X is less than or equal to the boundary value L6 (when an affirmative determination is made at step 214), it is difficult to adjust the positional deviation. Therefore, the process proceeds to step 230, where a warning message indicating that an error that makes it difficult to adjust the positional deviation has occurred is displayed on the
[0055]
If the positional deviation amount X is less than the boundary value L1 and greater than or equal to the boundary value L2 (when affirmative determination is made in step 210), the process proceeds to step 220, and the delay amount of the
[0056]
Note that K means a predetermined adjustment unit amount for adjusting the light beam irradiation timing. That is, the delay amount 2K described above is used to eliminate the shift amount Y of the scanned
[0057]
If the positional deviation amount X is less than the boundary value L2 and greater than or equal to the boundary value L3 (when an affirmative determination is made in step 212), the process proceeds to step 222, and the delay amount of the
[0058]
If the positional deviation amount X is greater than the boundary value L6 and less than or equal to the boundary value L5 (if affirmative determination is made in step 216), the process proceeds to step 224, and the delay amount of the
[0059]
If the positional deviation amount X is greater than the boundary value L5 and equal to or less than the boundary value L4 (if affirmative determination is made in step 218), the process proceeds to step 226, and the delay amount of the
[0060]
Further, when the positional deviation amount X is larger than the boundary value L4 and smaller than or equal to the boundary value L3 (when a negative determination is made in step 218), the positional deviation can be ignored and the irradiation of the light beam from the
[0061]
In the
[0062]
According to the embodiment described above, the irradiation of the light beams from the two LDs is performed so that the positional deviation amount of the surface of the photosensitive drum is detected and the deviation of the scanning position of each light beam corresponding to the positional deviation amount is eliminated. Since the timing is adjusted by (scanning position shift amount L /
[0063]
In addition, since the shift of the scanning position of each light beam can be corrected with high accuracy, the image quality of the image formed by the
[0064]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the division scanning optical scanning device has been described. However, an interlace scanning optical scanning that simultaneously scans a plurality of scanning lines on a surface to be scanned with a plurality of light beams. The present invention can also be applied to an apparatus, and the same effect can be obtained.
[0065]
Further, by applying the optical scanning device according to the present invention to a scanning device that scans a document surface with an optical scanning device and reads the document based on reflected light or transmitted light from the document surface, scanning of the light beam can be performed. The performance can be stabilized, and the reading performance of the reading apparatus can be maintained well.
[0066]
Further, the
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the positional deviation amount in the normal direction of the surface to be scanned is detected, and the deviation of the scanning position in the sub-scanning direction of each light beam according to the positional deviation amount is eliminated. Since the irradiation timings of the light beams from the plurality of light sources are controlled, the operation of forming a toner image for detecting the displacement amount can be omitted, and the displacement of the scanning position of each light beam can be corrected in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a diagram in which an optical scanning device is projected along a sub-scanning direction.
FIG. 3 is a diagram in which an optical scanning device is projected along a main scanning direction.
FIG. 4 is a diagram showing light incident on a rotating polygon mirror and light emitted from the rotating polygon mirror.
5A is a diagram showing a case where the position of the photosensitive drum is shifted in the direction in which the optical path length becomes longer, and FIG. 5B is a diagram showing scanning lines by each light beam in the case of FIG. 5A. (C) is a diagram showing a case where the position of the photosensitive drum is not displaced, (D) is a diagram showing scanning lines by each light beam in the case of (C), and (E) is a diagram. It is a figure which shows the case where the position of the photoconductive drum shifted | deviated to the direction in which an optical path length becomes short, (F) is a figure which shows the scanning line by each light beam in the case of (E).
FIG. 6 is a diagram for explaining a scanning line shift.
FIG. 7 is a graph showing a change in a scanning line shift amount Y with respect to a distance L between a folding mirror and a photosensitive drum.
FIG. 8 is a graph showing a change in a distance L between the folding mirror and the photosensitive drum with respect to the diameter of the photosensitive drum.
FIG. 9 is a flowchart showing a control routine executed by the control unit.
FIG. 10 is a diagram illustrating an LD delay amount set in accordance with a photosensitive drum shift amount X;
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a position detection device.
[Explanation of symbols]
100 Image forming apparatus
102 Control unit
103A, 103B LD
104A, 104B LD driver
107 Photosensitive drum
108 Position detection device
110 Rotating polygon mirror
150 Optical scanning device
Claims (1)
前記複数の光源からの光ビームを所定方向に沿って偏向し、前記所定方向に直交する方向に所定速度で移動する被走査面に、前記偏向した複数の光ビームを異なる入射角度で照射することにより該複数の光ビームで前記被走査面上の1本の主走査ラインを分割して走査する走査手段と、
前記被走査面の前記主走査ラインにおける法線方向に沿った基準位置からの前記被走査面の位置ずれ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された位置ずれ量に応じた各光ビームの走査位置のずれ量及び前記所定速度に基づいて、前記所定方向に直交する方向の前記走査位置のずれ量を解消するように、前記複数の光源からの光ビームの照射タイミングを制御する制御手段と、
を有する光走査装置。A plurality of light sources for outputting light beams;
Deflecting light beams from the plurality of light sources along a predetermined direction and irradiating the scanned surface moving at a predetermined speed in a direction perpendicular to the predetermined direction with the plurality of deflected light beams at different incident angles; Scanning means for dividing and scanning one main scanning line on the scanned surface with the plurality of light beams,
Detecting means for detecting a positional deviation amount of the scanned surface from a reference position along a normal direction in the main scanning line of the scanned surface ;
Based on the amount of displacement of the scanning position of each light beam according to the amount of displacement detected by the detection means and the predetermined speed, the amount of displacement of the scanning position in the direction orthogonal to the predetermined direction is eliminated. Control means for controlling the irradiation timing of the light beams from the plurality of light sources;
An optical scanning device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP950998A JP3736093B2 (en) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP950998A JP3736093B2 (en) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | Optical scanning device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11212007A JPH11212007A (en) | 1999-08-06 |
JP3736093B2 true JP3736093B2 (en) | 2006-01-18 |
Family
ID=11722224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP950998A Expired - Fee Related JP3736093B2 (en) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | Optical scanning device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3736093B2 (en) |
-
1998
- 1998-01-21 JP JP950998A patent/JP3736093B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11212007A (en) | 1999-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5009573B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP4364010B2 (en) | Pixel clock generation device, optical scanning device, and image forming device | |
US6172788B1 (en) | Light scanning device, optical device, and scanning method of optical device | |
JP2004074643A (en) | Method for correcting color shift, optical recording device and image formation apparatus | |
US8670013B2 (en) | Light scanning device, light scanning device production method, and color image forming apparatus | |
JP2011076093A (en) | Image forming apparatus | |
JP4378193B2 (en) | Multi-beam optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same | |
JP4007807B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
JP4250156B2 (en) | Electrophotographic imaging device and field curvature correction method | |
JP4107578B2 (en) | Image forming apparatus | |
US7129964B2 (en) | Image printing apparatus and image printing method | |
JP3736093B2 (en) | Optical scanning device | |
JP2007114518A (en) | Optical scanner, image forming apparatus, and method of correcting vertical scanning position | |
US6788320B2 (en) | Image formation apparatus and registration method | |
JPH1155472A (en) | Multi-color image forming device | |
JP4492344B2 (en) | Image forming apparatus | |
JPH09251137A (en) | Laser recorder | |
JP2001159738A (en) | Multibeam scanning optical system and image forming device using the same | |
US8817059B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus having a multi-beam light source with a controller for controlling the multi-beam light source | |
JPH11160636A (en) | Horizontal synchronizing signal detecting circuit and optical scanning device using it, and image forming device | |
JP3911404B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2010020025A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP4039611B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus having the same | |
JP4324371B2 (en) | Image forming apparatus and image forming system | |
JP2005338630A (en) | Light beam scanning method, system, and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050617 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050628 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050826 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051017 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091104 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101104 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111104 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |