JP3763226B2

JP3763226B2 - Optical scanning device

Info

Publication number: JP3763226B2
Application number: JP04634099A
Authority: JP
Inventors: 孝義鈴木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2019-02-24
Also published as: JP2000241747A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置にかかり、特に、レーザプリンタ、デジタル複写機やファクシミリなどに利用される光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光走査装置５０は、図７に示すように、レーザダイオード１０から射出さらたレーザビームが、コリメータレンズ１２で平行光にされ、スリット１３で成形された後、エキスパンダレンズ１５、シリンダレンズ１７、ｆθレンズ５４を透過し、ポリゴンミラー１６上に導かれると共にビームは副走査方向にポリゴンミラー１６上へ結像される。ポリゴンミラー１６は入射される光ビームを切り取るように走査し、ｆθレンズ５４で感光体４８上の走査速度が一定となるように光ビームの主走査速度を変換し、主走査方向について感光体４８上に結像させる。更に、シリンダミラー５５あるいはシリンダレンズで副走査方向に収束するように感光体４８上に結像させる。このように副走査方向のビームをポリゴンミラー１６面上と感光体４８上で共役関係にすることで、ポリゴンミラー１６の加工精度誤差等による面倒れが発生しても感光体４８上での副走査方向のビームの振れ（ウォブル）が発生しにくいように構成されている。このウォブルはプリント上に周期的な縞模様に見える濃度むらを発生させ、画質を著しく損ねる。しかしながら、この面倒れ補正光学系を採用したとしても、近年のカラープリンタの普及による高画質化の要求を満足するような面倒れ補正性能を得るために構成度なポリゴンミラー加工技術や光走査装置の調整技術を必要とされていた。
【０００３】
このように面倒れをメカニカルな精度向上だけでなく、ポリゴンミラーの面位置を知ることにより電気的に補正する方法が以前より知られている。例えば、特開平３−１３２１５６号公報や特開平９−２１１３７０号公報に記載された技術に示されるように、ポリゴンミラーに識別可能なマーキングを施し、そのマーキング部を走査光もしくは専用の光源により照射し、その反射光を専用の検出器にて検出することによりポリゴンミラーの位置を特定するものである。面倒れはポリゴンミラーの特定な面で発生し通常は変化しないものであるから、現在ポリゴンミラーのどの面を使用して走査しているかを特定できれば電気的な面倒れを補正することが可能になる。また、具体的な補正方法としては面倒れ量に応じて、反射ミラーの角度を変化させたり、偏向器の偏向角度を変化させる等の手段により直接レーザビームの照射位置を制御する方法や、面倒れ量に応じて、走査線毎に光量を変化させて濃度むらそのものを補正する方法などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリゴンミラーに特別なマーキングを施すことは加工工程を複雑にしコストが上昇する。また専用な検出器を設けることは装置を複雑にし装置の小型化やコストダウンを行うことを困難にする。また副走査方向の周期的な濃度むらはポリゴンミラーの面倒れだけでなく、反射ミラー等の光学部品が装置内外から発生する振動により固有の共振周波数で振動することにより発生するウォブルや、ポリゴンミラーの平面度の差によるビームウエスト位置の変動によっても発生し、単に面倒れ量を検出しそれに基づく補正を行うだけでは十分な補正が行えないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、専用の検出器を設けることなく回転多面体の偏向面を特定することができ、且つ、最適な補正を行うことができる光走査装置の提供を目的とする。
【０００６】
【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に記載の発明は、画像データに応じて変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光ビームの走査基準位置を検出する走査位置検出手段と、前記偏向手段の前記回転多面鏡の回転速度を検出する回転速度検出手段と、を備え、前記回転多面鏡１回転あたりに前記走査位置検出手段より出力される走査位置検出パルス信号のパルス数と前記回転多面鏡１回転あたりに前記回転速度検出手段より出力される回転速度検出パルス信号のパルス数とが互いに素とされた検出手段と、前記検出手段によって検出された前記走査位置検出パルス信号と前記回転速度検出パルス信号が同期する同期パルス信号に基づいて前記偏向手段の回転多面鏡における偏向面位置を検出する面位置検出手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、偏向手段では、画像データに応じて変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向し、ＳＯＳセンサ、ＣＯＳセンサやＥＯＳセンサなどの走査位置検出手段で偏向された光ビームの走査位置を検出する。また、回転速度検出手段で、回転多面鏡の回転速度を検出する。この時、検出手段は、走査位置検出手段より出力される回転多面鏡１回転あたりの走査位置検出パルス信号と回転速度検出手段より出力される回転多面鏡１回転あたりの回転速度検出パルス信号のパルス数が互いに素とされている。また、面位置検出手段では、前記走査位置検出パルス信号と、前記回転速度検出パルス信号が、回転多面鏡１回転あたりに１回だけ一致するので回転多面鏡の偏向面を特定することができる。１回転に１度一致したパルスを基にパルス数をカウントすれば、回転多面鏡の各面の偏向面位置を特定することができる。すなわち、専用の検出器を設けることなく、回転多面鏡の偏向面位置を特定することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記回転速度検出手段が、前記回転多面鏡を駆動するモータに設けられた２×Ｎ個（Ｎ：自然数）の磁極と、該磁極に対応して設けられた櫛状の配線パターンとからなることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、回転速度検出手段を回転多面鏡を駆動するモータに設けられた２×Ｎ個（Ｎ：自然数）の磁極とこの磁極に対応して設けられた櫛状の配線パターン（所謂ＦＧパターン）から回転速度を検出することによって、回転多面鏡の回転に伴って磁極が回転し、磁極に対応して設けられたＦＧパターンにはＦＧ信号が発生する。このＦＧ信号のパルスを回転多面鏡の偏向面位置特定に利用することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記走査位置検出手段が、前記偏向手段による走査開始位置を検出するＳＯＳセンサであることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、走査位置検出手段を偏向手段による走査開始位置を検出するＳＯＳセンサとすることによって、ＳＯＳセンサからは回転多面鏡が１回転することによって回転多面鏡の偏向面数分のパルス信号を発生する。このパルス信号を回転多面鏡の偏向面位置特定に利用することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記走査位置検出パルス信号と、前記回転速度検出パルス信号を切り替え、前記走査位置検出パルス信号が発生している時は、前記走査位置検出パルス信号によって前記モータの回転制御を行い、前記走査位置検出パルス信号が発生していない時は、前記回転速度検出パルス信号によって前記モータの回転制御を行い、且つ、前記回転多面鏡１回転あたりの走査位置検出信号数＜前記回転多面鏡１回転あたりの回転速度検出信号数とすることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、回転多面鏡１回転あたりの走査位置検出信号＜回転多面鏡１回転あたりの回転速度検出信号とすることによって、走査位置検出パルス信号と、回転速度検出パルス信号を切り替え可能なように構成して、走査位置検出パルス信号が発生している時は、走査位置検出パルス信号によって回転多面鏡を駆動するモータの回転制御を行い、走査位置検出パルス信号が発生していない時は、回転速度検出パルス信号によって回転多面鏡を駆動するモータの回転制御を行えば、回転多面鏡のスタンバイ回転などの回転を別途設定することもなく、走査位置検出パルス信号のパルス数と回転速度検出パルス信号のパルス数の比に応じて自動的に回転数を下げることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記回転多面鏡の特定された偏向面位置を基準に前記光ビームの発光時間又は発光光量を増減することによって補正を行うことを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、回転多面鏡の特定された偏向面位置を基準にして光ビームの発光時間又は発光光量を増減することによって、回転多面鏡の面倒れ、光走査装置に構成される反射ミラー等の振動によって発生する副走査方向の周期的な濃度ムラや回転多面鏡の平面度の誤差による光ビームのビーム径変化などが発生した場合又は複合して発生した場合でも効果的に補正を行うことができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の発明において、前記回転多面鏡の特定された偏向面を基準に前記光ビームを周期的に増減させる補正信号の位相と振幅を順次可変させた補正パターンを印字し、最も濃度むらが少なくなる補正パターンを選択することを特徴としている。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、特定された回転多面鏡の偏向面を基準に、光ビームを周期的に増減させる補正信号の位相と振幅を順次可変させた補正パターンを印字させ、最も濃度むらが少ない補正信号の位相と振幅を選択することによって補正を行なえば、回転多面鏡の面倒れや光走査装置に構成される他の反射ミラーの振動によって発生する副走査方向の周期的な濃度むらだけでなく、回転多面鏡の平面度の誤差によるビーム径変化や、他の反射ミラーの振動による副走査方向の周期的な濃度むらが複合して発生したとしても効果的な補正を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図２は光走査装置の概略構成を示す図であり、図３は、光偏向器を破断面を示すずである。
【００１９】
本発明の回転多面鏡に相当するポリゴンミラー１６は、本発明の偏向手段としての光偏向器１１に設けられており、図３の光偏向器の破断面図に示すように、ポリゴンミラー１６の内周面はポリゴンミラー１６固定用バネ２０によって軸受体としての円筒状の回転スリーブ１８の外周面に固定されており、回転スリーブ１８は回転スリーブ１８の中空部分が、下端側が基台３８に固定された円筒状の軸体としての固定軸２２に挿入された状態で設置されている。ここで、回転スリーブ１８の内径は固定軸２２の外径より若干大きくされている。従って、回転スリーブ１８は、固定軸２２を中心として回転可能とされている。また、固定軸２２の外周には軸方向に対して一定角度で傾斜した複数のへリングボーン溝２４が形成されている。
【００２０】
ポリゴンミラー１６の下面にはミラー台座２６が取付けられており、ミラー台座２６の上面には、バランス調整用溝２８が穿設されていおり、バランス調整用溝２８の所定位置にはバランス調整部材３０が設置されている。また、ミラー台座２６の上部側面にはスラスト軸受用マグネット部３２と８極の駆動用マグネット部３３とが一体的に形成されて構成された軸受駆動マグネット３１が、ミラー台座２６の下部側面には１０極のＦＧマグネット３４が、各々取付けられている。
【００２１】
一方、基台３８の上面には、スラスト軸受用マグネット部３２の側面に対向するように磁性体３６が設置されており、スラスト軸受用マグネット部３２と磁性体３６との各々の磁力作用により、回転スリーブ１８は軸方向に上下動しないように支持されている。
【００２２】
また、基台３８の上面には、コイルユニット部４２と制御ユニット部４４を備えた駆動制御回路基板４０、及び、駆動用マグネット部３３とコイルユニット部４２に設けられた３相の駆動用コイル４６が軸方向に対向するように設置されている。
【００２３】
コイルユニット部４２には上記駆動用コイル４６が設置されていると共に、図４に示すように本発明の回転速度検出手段として５個の櫛歯状のＦＧパターン６０が形成されている。なお、図４ではＦＧパターン６０の形状を明確に示すために駆動用コイル４６の図示を省略している。
【００２４】
なお、図４に示すように、ＦＧマグネット３４はＮ極とＳ極とがそれぞれ５極ずつ交互に位置するように着磁がなされており、ＦＧマグネット３４がＦＧパターン６０の上方に位置するように駆動制御回路基板４０は位置決めされている。
【００２５】
ポリゴンミラー１６によるレーザ光の反射方向には、図２に示すように、ｆθレンズ５４、シリンダミラー５５、及び記録媒体としての感光体４８が順に配置されている。また、感光体４８の画像形成可能領域にレーザ光が最初に照射される位置以前の予め定められた位置にはピックアップミラー５２が配置されている。このピックアップミラー５２によって反射されたレーザ光が進行する位置には、本発明の走査位置検出手段としてのＳＯＳセンサ５６が配置されている。なお、ＳＯＳセンサ５６の出力信号は、ポリゴンミラー１６が１２面の反射鏡面１４を有するため１回転あたり１２個のパルスが発生される。
【００２６】
以上のように構成された光走査装置５０において、画像を感光体４８に記録する際には、まず、３相の駆動用コイル４６の各々位相をずらした交流電流を供給することによって駆動用マグネット部３３と駆動用コイル４６との間に反発力及び吸引力を発生させて、所定の回転速度で回転体を回転させる。
【００２７】
この回転体の回転の際、固定軸２２の外周面にはへリングボーン溝２４が形成されているため、回転スリーブ１８と固定軸２２との間には数μｍの空隙ができると共に、該空隙には空気の圧力膜が形成される。この圧力膜により回転体の軸方向と直行する方向への移動が制限される。すなわち、固定軸２２と回転スリーブ１８は、回転体の軸方向と直行する方向への移動を制限するためのラジアル軸受を構成している。
【００２８】
ＦＧマグネット３４には、上述したようにＮ極とＳ極とが交互に位置するように着磁がなされているので、ＦＧマグネット３４が回転すると、ＦＧマグネット３４からの磁力線はＦＧマグネット３４と対向する位置にあるＦＧパターン６０の半径方向の直線部を次々と横切ることになる。この結果、ＦＧパターン６０の終端部には、交流信号（ＦＧ信号）が発生する。このＦＧ信号の周波数は、ＦＧマグネット３４の回転速度に比例しており、このＦＧ信号に基づいて回転体の回転速度の制御を行う。なお、ＦＧ信号は、１回転あたりＦＧパターン６０が５極で構成されているため５つのパルスが発生される。
【００２９】
回転体の回転を開始した後、レーザダイオード１０から画像信号で変調されたレーザ光を射出する。レーザダイオード１０から射出されたレーザ光はコリメータレンズ１２を介してポリゴンミラー１６の反射鏡面１４に入射された後、反射鏡面１４により反射されて集光光学系５４を介して感光体４８に投射される。この際、ポリゴンミラー１６は回転しているので、レーザ光は徐々に反射方向が偏向され、感光体４８上を主走査する。１ライン分の主走査の期間に、感光体４８を図２矢印Ｂ方向に１ラインピッチ分だけ回転させることによって副走査を行う。以上の主走査及び副走査を１画像のライン数に対応する回数だけ繰り返して行うことにより、感光体４８上には１画像分の画像（潜像）が記録される。
【００３０】
続いて、本実施形態における電気的構成について図１のブロック図を参照して説明する。
【００３１】
ＦＧパターン６０は、ロジックレベルの矩形波である信号に変換するコンパレータ５８に接続されており、コンパレータ５８はポリゴンモータ回転制御部６４及び本発明の面位置検出手段としてのポリゴンミラー面位置検出部６２に接続されている。また、ポリゴンミラー１６の各面による走査に先立ち、画像領域の手前に設けられたＳＯＳセンサ５６から出力される走査位置検出パルス信号（ＳＯＳ信号）は、画像信号制御部６６とポリゴンモータ回転制御部６４及びポリゴンミラー面位置検出部６２に接続されている。
【００３２】
ＦＧパターン６０によって検出されたポリゴンモータの回転速度検出信号（ＦＧ信号）は、コンパレータ５８によってロジックレベルの矩形波の回転速度信号（Ｄ−ＦＧ信号）に変換されてポリゴンミラー面位置検出部６２のカウンタ７２及びポリゴンモータ回転制御部６４のワンショット回路６８に出力される。また、ＳＯＳセンサ５６によって検出されたＳＯＳ信号は、ポリゴンモータ回転制御部６４のカウンタ７４及びポリゴンミラー面位置検出部６２のディレイフリップフロップ７０のクロック端子に出力される。
【００３３】
ポリゴンモータ回転制御部６４は、Ｄ−ＦＧ信号を１／５に分周するカウンタ７２と、ＳＯＳ信号を１／１２に分周するカウンタ７４と、モータドライバ回路７８に入力するカウンタ７２及びカウンタ７４より出力される信号を切り替えるセレクタ７６と、モータドライバ回路７８によって構成されている。
【００３４】
コンパレータ５８より出力されたＤ−ＦＧ信号は、カウンタ７２によってパルスの繰り返し周波数を１／５に下げ（分周）てＦＧカウント信号（ＣＮＴ−ＦＧ）信号を生成し、ＳＯＳセンサ５６より出力されたＳＯＳ信号は、カウンタ７４によってパルスの繰り返し周波数を１／１２に下げ（分周）てＳＯＳカウント信号（ＣＮＴ−ＳＯＳ信号）を生成し、それぞれセレクタ７６に出力される。すなわち、ポリゴンミラー１回転につき１このパルスが発生する。セレクタ７６では、ＣＮＴ−ＦＧ信号とＣＮＴ−ＳＯＳ信号を切り替えてモータドライバ回路７８に出力する。これは特にタンデム型光走査装置においては、各色のＳＯＳ信号の相対的な位相差を変化させることで副走査方向の１走査ピッチ以下の制度で画像位置を制御する必要があるからである。このセレクタ７６はＳＯＳ信号が発生している時は、カウンタ７２より出力されるＣＮＴ−ＳＯＳ信号を、ＳＯＳ信号が発生していない時は、カウンタ７４より出力されるＣＮＴ−ＦＧ信号をモータドライバ回路７８へ供給する。モータドライバ回路７８ではポリゴンモータを駆動するモータ駆動信号（ＭＯＴ−ＣＬＫ信号）とセレクタ８４（後述）から出力される基準クロック信号（ＲＥＦ−ＣＬＫ信号）の位相を比較し、一致するようにポリゴンモータの回転数を制御する。このモータドライバ回路７８に入力されるＲＥＦ−ＣＬＫ信号は、ポリゴンモータの１回転周期に分周された水晶発振器８０より出力される基準クロックであり、複数位相クロックカウンタ８２によって、同一周波数で、位相が１／４８ずつ変化した４つのクロックが生成される。この４つのクロックは、画像位置制御部８６の制御によってセレクタ８４によって選択されてモータドライバ回路７８に出力される。
【００３５】
また、ポリゴンミラー面位置検出部６２は、Ｄ−ＦＧ信号を所定のパルス幅に制御するワンショット回路６８とディレイフリップフロップ７０によって構成されている。Ｄ−ＦＧ信号は、ワンショット回路６８によってパルス幅を所定値に制御した回転速度検出パルス信号（Ｓ−ＦＧ信号）に変換して、ディレイフリップフロップ７０のＤ端子に入力させる。また、ＳＯＳセンサ５６より出力されるＳＯＳ信号がディレイフリップフロップ７０のクロック端子に入力されて構成されている。
【００３６】
また、ディレイフリップフロップ７０のＱ端子は、カウンタ８８に接続されており、カウンタ８８は、レーザダイオードドライバ９２を介してレーザダイオード１０に接続されている。また、レーザダイオードドライバ９２には、レーザダイオード１０の光量をレーザダイオード１０に出力する信号の周期及び振幅を可変した制御パターンを記憶するテーブル９０が接続されている。
【００３７】
続いて、ポリゴンミラー面位置検出方法について、図５のタイミングチャートを参照して説明する。
【００３８】
ワンショット回路６８より出力されるＳ−ＦＧ信号はポリゴンモータ１回転につき５パルス、ＳＯＳ信号は１２パルス発生し、相互のパルス数が互いに素であるため、１回転に１度一致するパルスが発生する。ポリゴンミラー１６は、ミラー台座２６及びＦＧマグネット３４を含むロータに固定されていおり、ロータのＦＧマグネット３４と一定の位相状態を維持することができる。すなわち、Ｄ−ＦＧ信号とＳＯＳ信号は常に１回転周期の位相関係を維持することになる。この時、ワンショット回路６８より出力されるＳ−ＦＧ信号のパルス幅を以下のように設定する。
ＳＯＳ信号周期／（１回転あたりのＳＯＳ信号数×１回転あたりのＦＧ信号数）＝ＳＯＳ信号／（５×１２）＝ＳＯＳ信号／６０・・・（１）
（１）式未満にすることでポリゴンミラー１６が１回転する毎に１回だけ、Ｓ−ＦＧ信号のハイレベルをＳＯＳ信号の立ち上がりでラッチすることができる。
【００３９】
図５に示すように、ディレイフリップフロップ７０のＤ端子にＳ−ＦＧ信号のハイレベルが入力され、且つ、ディレイフリップフロップ７０のクロック端子にＳＯＳ信号のハイレベルが入力されるとディレイフリップフロップ７０の出力Ｑがハイレベルとなり、Ｓ−ＦＧ信号がローレベルでＳＯＳ信号がハイレベルとなるとディレイフリップフロップ７０の出力Ｑがローレベルとなる。すなわち、この時、ディレイフリップフロップ７０の出力端子Ｑより出力される信号（ＦＡＣＥＴ信号）がラッチ信号となる。このラッチ信号（ＦＡＣＥＴ信号）を基準にＳＯＳ信号をカウントすることにより常にポリゴンミラー１６の各面の面位置を特定することができる。
【００４０】
なお、Ｄ−ＦＧ信号のパルス幅が（ＳＯＳ信号周期／６０）よりも十分小さい場合、１度もハイレベルをラッチすることができない場合がある。これを防ぐために、ポリゴンミラー１６をロータに固定する時に略一定な位置関係を維持できるような固定方法が望ましい。
【００４１】
また、ポリゴンミラー１６が４面でＦＧパルス数が５パルスのように１回転あたりのＳＯＳ信号よりＦＧパルス数が大きい場合、図７に示すように、図１のカウンタ７２及びカウンタ７４を通さずに直接セレクタ７６で切り替えるように構成すると、ＳＯＳ信号が発生せずにＦＧパターン６０の出力でポリゴンミラー１６の回転制御をしているときは、ポリゴンミラー１回転で４つのパルス信号からなるＣＮＴ−ＳＯＳ信号とＲＥＦ−ＣＬＫ信号が一致するように回転数が制御されていたのがポリゴンミラー１回転で５つのパルス信号からなるＣＮＴ−ＦＧ信号が一致するように制御されるため、ＳＯＳ信号のパルス数とＦＧ信号のパルス数の比で自動的に回転数が低くなる。このようにすることで、印字タイミング（画像記録タイミング）ではないときのポリゴンミラー１６のスタンバイ回転を別途設定することなく、回転数を落とすことができる。
【００４２】
次に、上述したポリゴンミラー面位置特定から副走査方向の濃度ムラ補正を行う補正方法について図６を参照して説明する。
【００４３】
図６中の曲線はレーザの光量の変化を表し、右に行くほど光量が大きくなる。また、１から１２の数次は１走査ごとに使用しているポリゴンミラー１６の基準面（ポリゴンミラー面位置特定によって特定された面）からのポリゴン面数を表す。図６▲１▼では、ポリゴンミラー１６の１面目から次第にレーザの光量が減少し、６面目及び７面目最小光量となり、再び増加して１２面目及び１１面目で最大光量となる。このように周期的に光量を可変することで、濃度ムラを補正する。なお、図６に示されるレーザの光量を制御するパターンは、テーブル９０に記憶されており、レーザダイオードドライバ９２の制御によって濃度ムラを補正することができる。
【００４４】
例えば、面倒れにより副走査方向にビーム位置が±２μｍ変動するとき、副走査方向の画像密度が６００ｓｐｉでは副走査方向のラインピッチは４１．３μｍ〜４３．３μｍまで変動する。この時ラインピッチの比で照射エネルギーも変化するため、±２．４％（１００×（４３．３−４１．３）／（２×４１．３））の光量変化が発生することと同等になる。従って、これを相殺するように光量補正を実施すればよいことによる。
【００４５】
この時、図６の▲１▼から▲３▼に行くに従って、光量の補正量は変えずに位相を変えている。また、図６の▲１▼から▲７▼に行くに従って、光量補正の位相は変えずに補正量を変えている。補正パターンとしては、一定濃度の中間画像であることが望ましい。また。補正量と位相の組み合わせを変えるタイミングは、１ページ内の部位によって変えてもよいし、ページ毎に変えるようにしてもよい。
【００４６】
このような補正パターンを印字して最も副走査方向の濃度ムラが小さくなる補正パターンの補正量と位相に設定することで最適な補正を実施することができる。なお、光量の補正を行う代わりに、レーザダイオード１０の発光時間を変えてもよい。
【００４７】
このように、本実施形態の光走査装置５０は、ポリゴンミラー１６の反射鏡面１４数を１２面にして、ＦＧパターン６０の櫛状パターンを５個とすることによって、ＳＯＳセンサ５６とＦＧパターン６０から得られる信号のパルス数を互いに素とすることができる。従って、それぞれの信号はポリゴンミラー１回転で１回だけ同期するパルス信号を有し、この同期パルス信号からポリゴンミラー１６の偏向面を特定することができる。また、特定された偏向面を基準として、レーザダイオード１０より発生されるレーザの光量補正パターンの位相や振幅を変更することによって効果的な補正を行うことができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、ポリゴンミラー１６の反射鏡面１４数を１２面、ＦＧパターン６０を５極で構成したがこれに限るものではなく、ＳＯＳセンサ５６及びＦＧパターン６０からの出力信号のポリゴンミラー１回転あたりのパルス数が互いに素となるような反射鏡面１４数及びＦＧパターン６０の極数であればよいことはいうまでもない。
【００４９】
また、本実施の形態では、回転速度検出手段として、ＦＧパターン６０より出力されるＦＧ信号を用いる構成としたがこれに限るものではなく、例えば、ホール素子を用いて駆動用マグネット部３３の磁力を検出し、この検出信号を用いる構成としてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、走査位置検出パルス信号と回転速度検出パルス信号の回転多面鏡１回転あたりの発生パルス数が互いに素となるように構成することによって、走査位置検出パルス信号と回転速度検出パルス信号の位相差が回転多面鏡の偏向面毎に異なるため回転多面鏡の面光面位置を特定することができる。また、補正信号の位相と振幅を特定された回転多面鏡の面を基準に順次可変させた補正パターンを印字させて、最も濃度ムラが目立たなくなる補正信号の位相と振幅を選択することによって、回転多面鏡の面倒れや光偏向装置に構成される反射ミラーの振動によって発生する副走査方向の周期的な濃度ムラだけでなく、回転多面鏡の平面度の誤差によるビーム径の変化や、光走査装置に構成される反射ミラーの振動などによる副走査方向の周期的な濃度ムラが複合して発生したとしても効果的な補正を実施することがきる。
【００５１】
すなわち、専用の検出器を設けることなく回転多面鏡の偏向面を特定することができ、且つ、最適な補正を行うことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における電気的構成を示すブロック図である。
【図２】光走査装置の概略構成を示す図である。
【図３】光偏向器の破断面を示す図である。
【図４】 FG検出回路を示す図である。
【図５】ポリゴンミラー面位置検出のタイミングチャートである。
【図６】濃度ムラ補正を示す図である。
【図７】本実施の形態における電気的構成の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１光偏向器
１６ポリゴンミラー
５０光走査装置
５６ＳＯＳセンサ
６０ＦＧパターン
６２ポリゴンミラー面位置検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device used for a laser printer, a digital copying machine, a facsimile, and the like.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 7, the conventional optical scanning device 50 is configured such that the laser beam emitted from the laser diode 10 is collimated by the collimator lens 12 and shaped by the slit 13, and then the expander lens 15 and the cylinder lens. 17, the light passes through the fθ lens 54, is guided onto the polygon mirror 16, and the beam is focused on the polygon mirror 16 in the sub-scanning direction. The polygon mirror 16 performs scanning so as to cut off the incident light beam, the main scanning speed of the light beam is converted by the fθ lens 54 so that the scanning speed on the photosensitive member 48 is constant, and the photosensitive member 48 in the main scanning direction. Image on top. Further, an image is formed on the photoconductor 48 so as to converge in the sub-scanning direction by the cylinder mirror 55 or the cylinder lens. In this way, by making the beam in the sub-scanning direction conjugate to the surface of the polygon mirror 16 and the photoconductor 48, even if surface tilt due to a processing accuracy error of the polygon mirror 16 occurs, the subscanning on the photoconductor 48 is performed. It is configured so that beam wobble in the scanning direction is unlikely to occur. This wobble causes density unevenness that appears as a periodic striped pattern on the print, and remarkably deteriorates the image quality. However, even if this surface tilt correction optical system is adopted, a polygon mirror processing technique and an optical scanning device with a high degree of configuration are required to obtain surface tilt correction performance that satisfies the demand for higher image quality due to the spread of color printers in recent years. The adjustment technology was needed.
[0003]
As described above, there has been known a method of not only improving the surface accuracy but also correcting the surface tilt electrically by knowing the surface position of the polygon mirror. For example, as shown in the techniques described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-132156 and 9-21370, the polygon mirror is provided with an identifiable marking, and the marking portion is irradiated with scanning light or a dedicated light source. Then, the position of the polygon mirror is specified by detecting the reflected light with a dedicated detector. Since surface tilt occurs on a specific surface of the polygon mirror and does not normally change, it is possible to correct the electrical surface tilt if it is possible to identify which surface of the polygon mirror is currently used for scanning. Become. As a specific correction method, a method of directly controlling the irradiation position of the laser beam by means such as changing the angle of the reflecting mirror or changing the deflection angle of the deflector according to the amount of surface tilt, There is known a method of correcting density unevenness itself by changing the amount of light for each scanning line according to the amount.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, applying special markings to the polygon mirror complicates the machining process and increases costs. Providing a dedicated detector complicates the apparatus and makes it difficult to reduce the size and cost of the apparatus. In addition, the periodic density unevenness in the sub-scanning direction is not only the surface tilt of the polygon mirror, but also wobbles generated when the optical components such as the reflection mirror vibrate at the inherent resonance frequency due to vibrations generated from inside and outside the apparatus, and the polygon mirror This also occurs due to a change in the beam waist position due to the difference in flatness, and there is a problem that sufficient correction cannot be performed simply by detecting the amount of surface tilt and performing correction based on it.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and is an optical scanning device capable of specifying the deflection surface of a rotating polyhedron without providing a dedicated detector and performing optimal correction. For the purpose of provision.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a deflecting means for deflecting a light beam modulated in accordance with image data by a rotating polygon mirror, and a scanning reference position of the light beam deflected by the deflecting means. Scanning position detection means for detecting the rotation and rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the rotary polygon mirror of the deflection means, and scanning output from the scanning position detection means per one rotation of the rotary polygon mirror Detection means in which the number of pulses of the position detection pulse signal and the number of pulses of the rotational speed detection pulse signal output from the rotational speed detection means per rotation of the rotary polygon mirror are made relatively prime; Detected by the detection means The scanning position detection pulse signal Issue and previous Rotation speed detection pulse signal Synchronized pulse signal with synchronized signal And a surface position detecting means for detecting the position of the deflecting surface in the rotary polygon mirror of the deflecting means.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, the deflecting unit deflects the light beam modulated according to the image data by the rotating polygon mirror, and deflects it by the scanning position detecting unit such as the SOS sensor, the COS sensor, or the EOS sensor. The scanning position of the light beam is detected. Further, the rotation speed detecting means detects the rotation speed of the rotary polygon mirror. At this time, the detection means is a pulse of a scanning position detection pulse signal per rotation of the rotary polygon mirror output from the scanning position detection means and a rotation speed detection pulse signal per rotation of the rotary polygon mirror output from the rotation speed detection means. Numbers are disjoint. Further, the surface position detection means has the scanning position detection pulse signal. And , The rotation speed detection pulse signal Issue Since the rotation polygon mirror coincides only once per rotation, the deflection surface of the rotation polygon mirror can be specified. If the number of pulses is counted based on the pulse that coincides once with one rotation, the deflection surface position of each surface of the rotary polygon mirror can be specified. That is, the position of the deflection surface of the rotary polygon mirror can be specified without providing a dedicated detector.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the rotation speed detecting means includes 2 × N (N: natural number) magnetic poles provided in a motor that drives the rotary polygon mirror, It is characterized by comprising a comb-like wiring pattern provided corresponding to the magnetic pole.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, 2 × N (N: natural number) magnetic poles provided on the motor for driving the rotary polygon mirror as the rotational speed detecting means, and the comb shape provided corresponding to the magnetic poles. By detecting the rotational speed from the wiring pattern (so-called FG pattern), the magnetic pole rotates as the rotary polygon mirror rotates, and an FG signal is generated in the FG pattern provided corresponding to the magnetic pole. The pulse of the FG signal can be used for specifying the deflection surface position of the rotary polygon mirror.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the scanning position detecting means is an SOS sensor that detects a scanning start position by the deflecting means.
[0011]
According to the third aspect of the present invention, the scanning position detecting means is an SOS sensor that detects the scanning start position by the deflecting means, and the rotating polygon mirror is rotated by one rotation of the rotating polygon mirror from the SOS sensor. Generate pulse signals for the number of faces. This pulse signal can be used for specifying the deflection surface position of the rotary polygon mirror.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the scanning position detection pulse signal according to any one of the first to third aspects. And , The rotation speed detection pulse signal Issue When the scanning position detection pulse signal is generated, the scanning position detection pulse signal is To issue Therefore, the rotation control of the motor is performed, and when the scanning position detection pulse signal is not generated, the rotation speed detection pulse signal is transmitted. To issue Therefore, the rotation control of the motor is performed, and the number of scanning position detection signals per rotation of the rotary polygon mirror is smaller than the number of rotation speed detection signals per rotation of the rotary polygon mirror.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, the scanning position detection pulse signal is obtained by setting the scanning position detection signal per rotation of the rotating polygon mirror to the rotational speed detection signal per rotation of the rotating polygon mirror. And , Rotation speed detection pulse signal Issue When the scanning position detection pulse signal is generated, the scanning position detection pulse signal is To issue Therefore, the rotation control of the motor that drives the rotary polygon mirror is controlled, and when the scanning position detection pulse signal is not generated, the rotation speed detection pulse signal is To issue Therefore, if the rotation control of the motor that drives the rotary polygon mirror is performed, the number of pulses of the scanning position detection pulse signal and the number of pulses of the rotation speed detection pulse signal are not set separately, such as standby rotation of the rotary polygon mirror. The rotational speed can be automatically reduced according to the ratio.
[0014]
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the light beam emission time or light emission quantity is based on the specified deflection surface position of the rotary polygon mirror. It is characterized in that correction is performed by increasing or decreasing.
[0015]
According to the fifth aspect of the present invention, the surface of the rotating polygon mirror is tilted by increasing or decreasing the light emission time or the amount of emitted light with reference to the specified deflection surface position of the rotating polygon mirror. Effective even when there are periodic variations in density in the sub-scanning direction due to vibration of the reflecting mirror, etc., or when the beam diameter changes due to the flatness error of the rotating polygon mirror, or when they occur in combination. Correction can be performed automatically.
[0016]
According to a sixth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the light beam is periodically increased or decreased with reference to the specified deflection surface of the rotary polygon mirror. A correction pattern in which the phase and amplitude of the signal are sequentially changed is printed, and the correction pattern that minimizes the density unevenness is selected.
[0017]
According to the sixth aspect of the invention, the correction pattern in which the phase and amplitude of the correction signal for periodically increasing / decreasing the light beam are sequentially changed on the basis of the specified deflection surface of the rotary polygon mirror is printed. If correction is performed by selecting the phase and amplitude of the correction signal with little density unevenness, periodic correction in the sub-scanning direction caused by surface tilt of the rotary polygon mirror and vibration of other reflecting mirrors configured in the optical scanning device In addition to density unevenness, effective correction is performed even if a change in beam diameter due to an error in flatness of a rotating polygon mirror and periodic density unevenness in the sub-scanning direction due to vibration of other reflecting mirrors occur in combination. be able to.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the optical scanning device, and FIG. 3 is a diagram showing a broken surface of the optical deflector.
[0019]
The polygon mirror 16 corresponding to the rotary polygon mirror of the present invention is provided in the optical deflector 11 as the deflecting means of the present invention. As shown in the broken sectional view of the optical deflector of FIG. The inner peripheral surface is fixed to the outer peripheral surface of a cylindrical rotating sleeve 18 as a bearing body by a polygon mirror 16 fixing spring 20. The rotating sleeve 18 is fixed to the hollow portion of the rotating sleeve 18 and the lower end side is fixed to the base 38. It is installed in a state of being inserted into a fixed shaft 22 as a cylindrical shaft body. Here, the inner diameter of the rotating sleeve 18 is slightly larger than the outer diameter of the fixed shaft 22. Therefore, the rotation sleeve 18 is rotatable around the fixed shaft 22. A plurality of herringbone grooves 24 that are inclined at a constant angle with respect to the axial direction are formed on the outer periphery of the fixed shaft 22.
[0020]
A mirror pedestal 26 is attached to the lower surface of the polygon mirror 16, and a balance adjusting groove 28 is formed on the upper surface of the mirror pedestal 26, and a balance adjusting member 30 is provided at a predetermined position of the balance adjusting groove 28. Is installed. Further, a bearing drive magnet 31 formed by integrally forming a thrust bearing magnet portion 32 and an 8-pole drive magnet portion 33 on the upper side surface of the mirror pedestal 26 is formed on the lower side surface of the mirror pedestal 26. A 10-pole FG magnet 34 is attached to each.
[0021]
On the other hand, a magnetic body 36 is installed on the upper surface of the base 38 so as to face the side surface of the thrust bearing magnet portion 32, and by the magnetic force action of the thrust bearing magnet portion 32 and the magnetic body 36, The rotary sleeve 18 is supported so as not to move up and down in the axial direction.
[0022]
Further, on the upper surface of the base 38, a drive control circuit board 40 having a coil unit portion 42 and a control unit portion 44, and a three-phase drive coil provided in the drive magnet portion 33 and the coil unit portion 42 are provided. 46 is installed so as to face in the axial direction.
[0023]
The coil 46 is provided with the driving coil 46, and as shown in FIG. 4, five comb-like FG patterns 60 are formed as the rotational speed detecting means of the present invention. In FIG. 4, the drive coil 46 is not shown in order to clearly show the shape of the FG pattern 60.
[0024]
As shown in FIG. 4, the FG magnet 34 is magnetized so that N poles and S poles are alternately positioned at 5 poles, and the FG magnet 34 is positioned above the FG pattern 60. The drive control circuit board 40 is positioned.
[0025]
As shown in FIG. 2, an fθ lens 54, a cylinder mirror 55, and a photoconductor 48 as a recording medium are arranged in this order in the laser beam reflection direction by the polygon mirror 16. In addition, a pickup mirror 52 is disposed at a predetermined position before the position where the laser beam is first irradiated to the image formable region of the photoconductor 48. At a position where the laser beam reflected by the pickup mirror 52 travels, an SOS sensor 56 as a scanning position detecting means of the present invention is disposed. The SOS sensor 56 outputs 12 pulses per rotation because the polygon mirror 16 has 12 reflecting mirror surfaces 14.
[0026]
In the optical scanning device 50 configured as described above, when an image is recorded on the photosensitive member 48, first, the driving magnets are supplied by supplying alternating currents having different phases from the three-phase driving coils 46. A repulsive force and a suction force are generated between the portion 33 and the driving coil 46 to rotate the rotating body at a predetermined rotational speed.
[0027]
Since the herringbone groove 24 is formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft 22 during the rotation of the rotating body, a gap of several μm is formed between the rotary sleeve 18 and the fixed shaft 22, and the gap An air pressure film is formed on the surface. This pressure film restricts the movement of the rotating body in the direction perpendicular to the axial direction. That is, the fixed shaft 22 and the rotating sleeve 18 constitute a radial bearing for restricting the movement of the rotating body in the direction orthogonal to the axial direction.
[0028]
As described above, the FG magnet 34 is magnetized so that the N pole and the S pole are alternately positioned. Therefore, when the FG magnet 34 rotates, the magnetic field lines from the FG magnet 34 face the FG magnet 34. The linear portions of the FG pattern 60 at the position where the FG pattern 60 is located crosses one after another. As a result, an AC signal (FG signal) is generated at the end portion of the FG pattern 60. The frequency of the FG signal is proportional to the rotational speed of the FG magnet 34, and the rotational speed of the rotating body is controlled based on the FG signal. Note that the FG signal generates five pulses because the FG pattern 60 is composed of five poles per rotation.
[0029]
After the rotation of the rotating body is started, the laser light modulated by the image signal is emitted from the laser diode 10. The laser light emitted from the laser diode 10 is incident on the reflecting mirror surface 14 of the polygon mirror 16 through the collimator lens 12, is reflected by the reflecting mirror surface 14, and is projected onto the photoconductor 48 through the condensing optical system 54. The At this time, since the polygon mirror 16 is rotated, the reflection direction of the laser beam is gradually deflected, and the main scanning is performed on the photosensitive member 48. In the main scanning period for one line, the photoconductor 48 is rotated in the direction of arrow B in FIG. By repeating the above main scanning and sub-scanning as many times as the number of lines of one image, an image (latent image) for one image is recorded on the photoreceptor 48.
[0030]
Next, the electrical configuration in the present embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.
[0031]
The FG pattern 60 is connected to a comparator 58 that converts a signal that is a logic level rectangular wave. The comparator 58 is a polygon motor rotation control unit 64 and a polygon mirror surface position detection unit 62 as surface position detection means of the present invention. It is connected to the. Prior to scanning with each surface of the polygon mirror 16, the scanning position detection pulse signal (SOS signal) output from the SOS sensor 56 provided in front of the image area is an image signal control unit 66 and a polygon motor rotation control unit. 64 and the polygon mirror surface position detection unit 62.
[0032]
The polygon motor rotation speed detection signal (FG signal) detected by the FG pattern 60 is converted by the comparator 58 into a logic level rectangular wave rotation speed signal (D-FG signal), and the polygon mirror surface position detection unit 62 The data is output to the counter 72 and the one-shot circuit 68 of the polygon motor rotation control unit 64. The SOS signal detected by the SOS sensor 56 is output to the counter 74 of the polygon motor rotation control unit 64 and the clock terminal of the delay flip-flop 70 of the polygon mirror surface position detection unit 62.
[0033]
The polygon motor rotation control unit 64 includes a counter 72 that divides the D-FG signal by 1/5, a counter 74 that divides the SOS signal by 1/12, a counter 72 and a counter 74 that are input to the motor driver circuit 78. A selector 76 that switches signals output from the motor and a motor driver circuit 78 are included.
[0034]
The D-FG signal output from the comparator 58 generates a FG count signal (CNT-FG) signal by reducing (dividing) the pulse repetition frequency to 1/5 by the counter 72 and output from the SOS sensor 56. The SOS signal is reduced (divided) to 1/12 the pulse repetition frequency by the counter 74 to generate an SOS count signal (CNT-SOS signal), which is output to the selector 76. That is, one pulse is generated for each rotation of the polygon mirror. In the selector 76, the CNT-FG signal and the CNT-SOS signal are switched and output to the motor driver circuit 78. This is because, in particular, in a tandem type optical scanning apparatus, it is necessary to control the image position with a system of one scanning pitch or less in the sub-scanning direction by changing the relative phase difference between the SOS signals of the respective colors. The selector 76 outputs the CNT-SOS signal output from the counter 72 when the SOS signal is generated, and the CNT-FG signal output from the counter 74 when the SOS signal is not generated. 78. The motor driver circuit 78 compares the phase of a motor drive signal (MOT-CLK signal) for driving the polygon motor and a reference clock signal (REF-CLK signal) output from the selector 84 (described later), and matches the polygon motor so as to match. Control the number of revolutions. The REF-CLK signal input to the motor driver circuit 78 is a reference clock output from the crystal oscillator 80 divided by one rotation period of the polygon motor. Are generated by changing 1/48. These four clocks are selected by the selector 84 under the control of the image position control unit 86 and output to the motor driver circuit 78.
[0035]
The polygon mirror surface position detection unit 62 includes a one-shot circuit 68 that controls the D-FG signal to a predetermined pulse width and a delay flip-flop 70. The D-FG signal is converted into a rotation speed detection pulse signal (S-FG signal) whose pulse width is controlled to a predetermined value by the one-shot circuit 68 and input to the D terminal of the delay flip-flop 70. The SOS signal output from the SOS sensor 56 is input to the clock terminal of the delay flip-flop 70.
[0036]
The Q terminal of the delay flip-flop 70 is connected to a counter 88, and the counter 88 is connected to the laser diode 10 via a laser diode driver 92. The laser diode driver 92 is connected to a table 90 that stores a control pattern in which the period and amplitude of a signal for outputting the light amount of the laser diode 10 to the laser diode 10 are varied.
[0037]
Next, a polygon mirror surface position detection method will be described with reference to the timing chart of FIG.
[0038]
The S-FG signal output from the one-shot circuit 68 generates 5 pulses per rotation of the polygon motor, and 12 pulses of the SOS signal. Since the number of pulses is relatively prime, a pulse that matches once per rotation is generated. To do. The polygon mirror 16 is fixed to a rotor including the mirror base 26 and the FG magnet 34, and can maintain a constant phase state with the FG magnet 34 of the rotor. That is, the D-FG signal and the SOS signal always maintain the phase relationship of one rotation cycle. At this time, the pulse width of the S-FG signal output from the one-shot circuit 68 is set as follows.
SOS signal cycle / (number of SOS signals per revolution × number of FG signals per revolution) = SOS signal / (5 × 12) = SOS signal / 60 (1)
By making it less than the expression (1), the high level of the S-FG signal can be latched at the rising edge of the SOS signal only once every time the polygon mirror 16 rotates once.
[0039]
As shown in FIG. 5, when a high level of the S-FG signal is input to the D terminal of the delay flip-flop 70 and a high level of the SOS signal is input to the clock terminal of the delay flip-flop 70, the delay flip-flop 70. When the output Q of the delay flip-flop 70 becomes high level, and the S-FG signal becomes low level and the SOS signal becomes high level, the output Q of the delay flip-flop 70 becomes low level. That is, at this time, a signal (FACET signal) output from the output terminal Q of the delay flip-flop 70 becomes a latch signal. By counting the SOS signal based on the latch signal (FACET signal), the surface position of each surface of the polygon mirror 16 can always be specified.
[0040]
When the pulse width of the D-FG signal is sufficiently smaller than (SOS signal period / 60), there is a case where the high level cannot be latched once. In order to prevent this, a fixing method that can maintain a substantially constant positional relationship when fixing the polygon mirror 16 to the rotor is desirable.
[0041]
Further, when the polygon mirror 16 has four faces and the number of FG pulses is larger than the SOS signal per rotation, such as five FG pulses, as shown in FIG. 7, the counter 72 and the counter 74 in FIG. If the selector 76 is used to switch directly, the rotation of the polygon mirror 16 is controlled by the output of the FG pattern 60 without generating the SOS signal, and the CNT− consisting of four pulse signals per one rotation of the polygon mirror. The number of revolutions was controlled so that the SOS signal and the REF-CLK signal coincided with each other, because the CNT-FG signal consisting of five pulse signals coincides with one rotation of the polygon mirror, so that the pulse of the SOS signal The number of revolutions is automatically reduced by the ratio of the number of pulses to the number of FG signals. In this way, the rotational speed can be reduced without separately setting the standby rotation of the polygon mirror 16 when it is not the printing timing (image recording timing).
[0042]
Next, a correction method for correcting density unevenness in the sub-scanning direction from the above-described polygon mirror surface position specification will be described with reference to FIG.
[0043]
The curve in FIG. 6 represents the change in the light amount of the laser, and the light amount increases as it goes to the right. Further, the numerical order from 1 to 12 represents the number of polygon surfaces from the reference surface (surface specified by specifying the position of the polygon mirror surface) of the polygon mirror 16 used for each scan. In FIG. 6 (1), the light amount of the laser gradually decreases from the first surface of the polygon mirror 16, becomes the minimum light amount on the sixth surface and the seventh surface, increases again, and reaches the maximum light amount on the twelfth surface and the eleventh surface. In this way, the density unevenness is corrected by periodically varying the amount of light. Note that the pattern for controlling the amount of laser light shown in FIG. 6 is stored in the table 90, and density unevenness can be corrected by the control of the laser diode driver 92.
[0044]
For example, when the beam position fluctuates by ± 2 μm in the sub-scanning direction due to surface tilt, the line pitch in the sub-scanning direction varies from 41.3 μm to 43.3 μm when the image density in the sub-scanning direction is 600 spi. At this time, since the irradiation energy also changes with the ratio of the line pitch, it is equivalent to a change in the light amount of ± 2.4% (100 × (43.3-41.3) / (2 × 41.3)). Become. Therefore, it is only necessary to perform light amount correction so as to cancel this.
[0045]
At this time, the phase is changed without changing the correction amount of the light amount from (1) to (3) in FIG. Further, the correction amount is changed without changing the light amount correction phase from (1) to (7) in FIG. The correction pattern is preferably an intermediate image having a constant density. Also. The timing for changing the combination of the correction amount and the phase may be changed depending on the part in one page, or may be changed for each page.
[0046]
Optimum correction can be performed by printing such a correction pattern and setting the correction pattern correction amount and phase that minimize the density unevenness in the sub-scanning direction. Note that the light emission time of the laser diode 10 may be changed instead of correcting the light amount.
[0047]
As described above, the optical scanning device 50 according to the present embodiment sets the number of reflecting mirror surfaces 14 of the polygon mirror 16 to 12 and sets the number of comb-like patterns of the FG pattern 60 to 5 so that the SOS sensor 56 and the FG pattern 60 are obtained. Can be made relatively prime. Accordingly, each signal has a pulse signal that is synchronized only once by one rotation of the polygon mirror, and the deflection surface of the polygon mirror 16 can be specified from this synchronization pulse signal. Further, effective correction can be performed by changing the phase and amplitude of the laser light quantity correction pattern generated by the laser diode 10 with the identified deflection surface as a reference.
[0048]
In this embodiment, the number of reflecting mirror surfaces 14 of the polygon mirror 16 is 12 and the FG pattern 60 is 5 poles. However, the present invention is not limited to this, and polygons of output signals from the SOS sensor 56 and the FG pattern 60 are not limited thereto. It goes without saying that the number of reflecting mirror surfaces 14 and the number of poles of the FG pattern 60 may be such that the number of pulses per one rotation of the mirror is relatively prime.
[0049]
In the present embodiment, the rotational speed detection means is configured to use the FG signal output from the FG pattern 60. However, the present invention is not limited to this. For example, the magnetic force of the driving magnet unit 33 using a Hall element is used. The detection signal may be detected and this detection signal may be used.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the scanning position detection pulse signal and the rotational speed detection pulse signal are configured such that the number of generated pulses per rotation of the rotary polygon mirror is relatively prime. Since the phase difference between the rotation speed detection pulse signal differs for each deflection surface of the rotary polygon mirror, the surface light surface position of the rotary polygon mirror can be specified. In addition, the correction signal is printed by printing a correction pattern in which the phase and amplitude of the correction signal are sequentially changed with reference to the surface of the rotary polygon mirror specified, and the phase and amplitude of the correction signal that makes the density unevenness inconspicuous are selected. In addition to periodic density unevenness in the sub-scanning direction caused by the tilting of the polygon mirror and the vibration of the reflecting mirror in the optical deflecting device, changes in the beam diameter due to the flatness error of the rotating polygon mirror, and optical scanning Even if periodic density unevenness in the sub-scanning direction due to vibrations of the reflecting mirrors configured in the apparatus occurs in combination, effective correction can be performed.
[0051]
That is, there is an excellent effect that the deflection surface of the rotary polygon mirror can be specified without providing a dedicated detector, and an optimum correction can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration in the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical scanning device.
FIG. 3 is a diagram showing a fracture surface of an optical deflector.
FIG. 4 is a diagram illustrating an FG detection circuit.
FIG. 5 is a timing chart of polygon mirror surface position detection.
FIG. 6 is a diagram illustrating density unevenness correction.
FIG. 7 is a block diagram showing a variation of the electrical configuration in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Optical deflector
16 Polygon mirror
50 Optical scanning device
56 SOS sensor
60 FG pattern
62 Polygon mirror surface position detector

Claims

Deflecting means for deflecting a light beam modulated according to image data by a rotating polygon mirror;
A scanning position detecting means for detecting a scanning reference position of the light beam deflected by the deflecting means; and a rotational speed detecting means for detecting a rotational speed of the rotating polygon mirror of the deflecting means. The number of pulses of the scanning position detection pulse signal output from the scanning position detection means per rotation and the number of pulses of the rotation speed detection pulse signal output from the rotation speed detection means per rotation of the rotary polygon mirror are relatively prime. Detection means defined as
Detecting a surface position detecting means deflecting surface position of the rotary polygonal mirror of the deflection means on the basis of a sync pulse signal, wherein said scanning position detection pulse signal and the previous SL rotational speed detection pulse signal detected by the detecting means are synchronized When,
An optical scanning device comprising:

The rotational speed detecting means includes 2 × N (N: natural number) magnetic poles provided in a motor for driving the rotary polygon mirror, and a comb-like wiring pattern provided corresponding to the magnetic poles. The optical scanning device according to claim 1.

The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein the scanning position detection unit is an SOS sensor that detects a scanning start position by the deflection unit.

Said scanning position detection pulse signal, switching the rotational speed detection pulse signal, when the scanning position detection pulse signal is generated, controls the rotation of Thus the motor to the scanning position detection pulse signal, when the scanning position detection pulse signal is not generated, the the rotational speed detection pulse signal thus controls the rotation of the motor, and the rotating polygon mirror scanning position detection signal per rotation <the rotary polygon 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the number of rotation speed detection signals per one rotation of the mirror is used.

5. The correction according to claim 1, wherein correction is performed by increasing or decreasing a light emission time or a light emission amount of the light beam with reference to a specified deflection surface position of the rotary polygon mirror. Optical scanning device.

A correction pattern in which the phase and amplitude of a correction signal for periodically increasing / decreasing the light beam with respect to the specified deflection surface of the rotary polygon mirror is sequentially printed is printed, and the correction pattern with the least density unevenness is selected. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is an optical scanning device.