JP4470668B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関し、特に、複数のレーザービームを走査させる光走査装置と、この光走査装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning device that scans a plurality of laser beams and an image forming apparatus that includes the optical scanning device.

複数本のレーザービームを各々偏向して感光体等の被走査体上で同時に走査させ、1回の偏向で複数本の走査線の走査を行う光走査装置や、このような光走査装置を備えた画像形成装置が従来より知られている。また、アレイ化が容易な面発光レーザ等を光源として用い、同時に走査させるレーザ光の本数(レーザ光によって同時に走査される走査線の本数)を増加させることで、画像形成速度の高速化を実現する構成も提案されている(例えば特許文献1等参照)。   An optical scanning device that deflects a plurality of laser beams and simultaneously scans a scanned object such as a photosensitive member to scan a plurality of scanning lines with a single deflection, or such an optical scanning device is provided. Conventional image forming apparatuses are known. In addition, using a surface emitting laser that can be easily arrayed as a light source, increasing the number of laser beams that are scanned simultaneously (the number of scanning lines that are simultaneously scanned by laser beams) increases the image formation speed. The structure which performs is also proposed (for example, refer patent document 1 etc.).

このように、複数本のレーザービームを同時に走査させる構成において、1回の走査によって形成される複数の走査線の両端部では感光体が複数回露光されるために、相反則不軌および多重露光により濃度特性変化が発生する。   In this way, in a configuration in which a plurality of laser beams are scanned simultaneously, the photosensitive member is exposed a plurality of times at both ends of a plurality of scanning lines formed by one scanning, and therefore, due to reciprocity failure and multiple exposure. Changes in density characteristics occur.

図11には、この現象が発生する様子が示されている。なお、図11(A)は実際の感光体上の結像スポットの配列が示されており、同一の偏向角度の場合、複数のレーザビームは主走査方向にずれているが、ここでは説明を簡単にするために、このずれを解消して図11(B)のように模式的に示す。また、図11(C)には、最終的に得られる露光像を示す。この例では、1回の走査で同時に走査される走査線本数は24本であり、N回目の走査とN+1回目の走査の間に感光体は走査線24本分だけ、副走査方向に移動する。   FIG. 11 shows how this phenomenon occurs. Note that FIG. 11A shows an array of imaging spots on an actual photoconductor. When the deflection angle is the same, a plurality of laser beams are shifted in the main scanning direction. For simplicity, this deviation is eliminated and shown schematically in FIG. FIG. 11C shows an exposure image finally obtained. In this example, the number of scanning lines scanned simultaneously in one scan is 24, and the photosensitive member moves in the sub-scanning direction by 24 scan lines between the Nth scan and the N + 1th scan. .

この場合、図11(C)に示すトナー像は、N回目とN+1回目の走査線の境界部分の濃度が周辺部と異なり、トナー像全体として周期的な濃度ムラが生じてしまう。   In this case, in the toner image shown in FIG. 11C, the density of the boundary portion between the Nth and N + 1th scanning lines is different from the peripheral portion, and periodic density unevenness occurs in the entire toner image.

図12には、各回の走査における副走査方向(主走査方向と直交する方向)の位置での露光エネルギー分布が示されている。各回の露光エネルギー分布は、1回の露光で全露光エネルギーが加えられる領域はほぼ平坦な台形状をしているが、1回の露光の境界領域はなだらかな裾部をなして露光エネルギーが漸減しており、次の走査による露光エネルギーと重なることになる。   FIG. 12 shows an exposure energy distribution at a position in the sub-scanning direction (direction orthogonal to the main scanning direction) in each scan. In each exposure energy distribution, the area where the total exposure energy is applied by one exposure has a substantially flat trapezoidal shape, but the boundary area of one exposure forms a gentle skirt and the exposure energy gradually decreases. Therefore, the exposure energy overlaps with the next scanning.

この境界領域に加えられる露光エネルギーの総量は平坦部の露光エネルギーと結果的には等しいが、実際の画像濃度は境界領域の方が高くなる。これは、感光体を露光することによって発生する電子と正孔の再結合率が、露光を複数回行ったほうが高くなるため、静電潜像として残る電荷量が、境界領域において多くなることが原因である。 The total amount of exposure energy applied to the boundary area is eventually equal to the exposure energy of the flat portion, but the actual image density is higher in the boundary area. This is because the recombination rate of electrons and holes generated by exposing the photosensitive member becomes higher when the exposure is performed a plurality of times, so that the amount of charge remaining as an electrostatic latent image may increase in the boundary region. Responsible.

これに対し、特許文献2には、1回の走査で形成される走査線の両端部を重ね書きすることで上記ような濃度変化を低減させる構成が提案されている。 In contrast, Patent Document 2, configured to reduce the density change described above is proposed by overwriting the ends of the scan line formed by one scan.

しかしながら、特許文献2に記載の構成では、複数の走査線のうち1部のみ複数のスポットの重ね書きにより走査線を形成するようにしているため、図13に示すように、複数の走査による結像スポットの走査方向位置ずれ等があると、その露光分布は図14(A)に対し、図14(B)に示すようにピークが低くなる。その結果、図13(B)に示すように、重なり部分の濃度が低下した部分P1が生じ、周辺部に対し筋状になる。1回の走査により複数本の走査線を形成する場合、その筋の間隔が複数ピッチとなるため、視認しやすくなる(ディフェクトとなる)という問題がある。   However, in the configuration described in Patent Document 2, since only one part of a plurality of scanning lines is formed by overwriting a plurality of spots, as shown in FIG. When there is a positional deviation of the image spot in the scanning direction, the exposure distribution has a lower peak as shown in FIG. 14B than in FIG. As a result, as shown in FIG. 13B, a portion P1 in which the density of the overlapping portion is lowered is generated, and becomes a streak with respect to the peripheral portion. In the case where a plurality of scanning lines are formed by one scanning, there is a problem that the line spacing becomes a plurality of pitches, so that it is easy to visually recognize (defects).

また、図15(A)には、1回の偏向で被走査体上に隣接した走査線を形成し、次の走査までに被走査体が移動する距離を各走査線の最大間隔の半分として、すべての走査線が2回の走査で形成されるようにした場合の露光スポットが示されている。この構成においても、各々の走査毎の主走査方向位置ずれがあると、図15(B)に示すように、複数の光ビーム周期の濃度ムラとなってしまう。
特開平5−294005号公報 特開2003−182139号公報
In FIG. 15A, adjacent scanning lines are formed on the scanning object by one deflection, and the distance that the scanning object moves until the next scanning is half of the maximum interval of each scanning line. The exposure spot when all the scanning lines are formed by two scans is shown. Even in this configuration, if there is a positional deviation in the main scanning direction for each scanning, as shown in FIG. 15B, density unevenness occurs in a plurality of light beam periods.
JP-A-5-294005 JP 2003-182139 A

本発明は上記事実を考慮し、被走査面上の結像位置ずれや相反則不軌等による濃度ムラを低減できる光走査装置および画像形成装置を得ることを課題とする。   In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain an optical scanning apparatus and an image forming apparatus that can reduce density unevenness due to an imaging position shift, reciprocity failure, or the like on a surface to be scanned.

請求項1に記載の発明では、複数の発光点を備えた光源部と、前記光源部の複数の発光点から射出された複数のレーザビームが入射する偏向前光学系と、一定周期で回転する回転多面鏡を有し、前記偏向前光学系を経た複数のレーザビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に移動可能とされる像担持体と、
前記偏向手段で偏向されたレーザビームを前記像担持体上の被走査面に結像させる走査光学系と、を備え、前記被走査面に形成される走査線が複数回の偏向による結像スポットの重ねあわせにより形成されるとともに、前記複数のレーザビームが前記被走査面上で副走査方向に不等間隔となる部分を有するように配置され、前記走査線が、前記被走査面上に形成される前記結像スポットの前記偏向手段の偏向による前記主走査方向への走査と、その後の前記像担持体の前記副走査方向への移動と、を繰り返すことで、前記回転多面鏡の異なる3面以上の偏向による2つ又は3つの結像スポットの重ねあわせで前記被走査面上に形成される、ことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, the light source unit having a plurality of light emitting points, the pre-deflection optical system on which the plurality of laser beams emitted from the plurality of light emitting points of the light source unit are incident, and the light source unit rotate at a constant cycle. A deflecting unit that includes a rotating polygon mirror and deflects a plurality of laser beams that have passed through the pre-deflection optical system in a main scanning direction; an image carrier that is movable in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction;
A scanning optical system that forms an image of the laser beam deflected by the deflecting unit on a surface to be scanned on the image carrier, and a scanning line formed on the surface to be scanned is an imaging spot formed by a plurality of deflections. And the plurality of laser beams are arranged on the surface to be scanned so as to have non-uniform intervals in the sub-scanning direction, and the scanning lines are formed on the surface to be scanned. By repeating the scanning of the imaging spot in the main scanning direction by the deflection of the deflecting means and the subsequent movement of the image carrier in the sub-scanning direction, different 3 wherein two or three of superposition of imaging spots by the deflection of the above surface is formed on the surface to be scanned, characterized in that.

請求項2に記載の発明では、複数の発光点を備えた光源部と、前記光源部の複数の発光点から射出された複数のレーザビームが入射する偏向前光学系と、一定周期で回転する回転多面鏡を有し、前記偏向前光学系を経た複数のレーザビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に移動可能とされる像担持体と、前記偏向手段で偏向されたレーザビームを前記像担持体上の被走査面に結像させる走査光学系と、を備え、前記被走査面に形成される走査線が複数回の偏向による結像スポットの重ねあわせにより形成されるとともに、複数レーザビームの本数をn、同一の走査線を形成する際に重ねあわせるレーザビーム本数をm、1回の偏向により形成される複数走査線の先頭から各走査線までのライン番号を各々L2乃至Lnとしたとき、L2乃至Lnを(n/m)で除した剰余がn/m未満の自然数であり、かつm回出現する、ことを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, the light source unit having a plurality of light emitting points, the pre-deflection optical system on which the plurality of laser beams emitted from the plurality of light emitting points of the light source unit are incident, and a predetermined period rotate. A deflecting unit that includes a rotating polygon mirror and deflects a plurality of laser beams that have passed through the pre-deflection optical system in a main scanning direction; an image carrier that is movable in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction; A scanning optical system that forms an image of the laser beam deflected by the deflecting unit on a surface to be scanned on the image carrier, and a scanning line formed on the surface to be scanned is an imaging spot formed by a plurality of deflections. N, the number of multiple laser beams is n, the number of laser beams to be overlapped when forming the same scan line is m, and each scan from the head of the multiple scan lines formed by one deflection is performed. line number to line When the respective L2 to Ln, the remainder obtained by dividing the L2 to Ln (n / m) is a natural number less than n / m, and appear m times, it is characterized.

請求項3に記載の発明では、複数の発光点を備えた光源部と、前記光源部の複数の発光点から射出された複数のレーザビームが入射する偏向前光学系と、一定周期で回転する回転多面鏡を有し、前記偏向前光学系を経た複数のレーザビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段で偏向されたレーザビームを被走査面に結像させる走査光学系と、前記主走査方向と直交する副走査方向に移動可能とされこのレーザービームによって露光される像担持体と、を備え、前記被走査面に形成される走査線が複数回の偏向による結像スポットの重ねあわせにより形成されるとともに、前記走査線が、1回の偏向により形成される複数走査線のうち隣接した走査線を形成するスポット群数をr、スポット群中のスポット数をcとしたとき、隣り合うスポット群では、その先頭の結像スポット間距離Lを、スポット群数rと最大公約数が1である自然数qにスポット群中の結像スポット数cを重ね合わせ数mで割った数と、走査線間隔pを乗じた距離とし、かつスポット群中の結像スポット数cと重ね書きレーザ本数mの商は自然数であるように前記被走査面上に形成される、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a light source unit having a plurality of light emitting points, a pre-deflection optical system on which a plurality of laser beams emitted from the plurality of light emitting points of the light source unit are incident, and a predetermined period rotate. A deflecting unit having a rotating polygon mirror and deflecting a plurality of laser beams that have passed through the pre-deflection optical system in a main scanning direction; and a scanning optical system that forms an image of the laser beam deflected by the deflecting unit on a surface to be scanned; And an image carrier that is movable in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction and is exposed by the laser beam, and the scanning line formed on the scanned surface is an imaging spot formed by a plurality of deflections together are formed by superposition of the scanning lines, one of r the number of spot group forming a adjacent scan lines among the plurality scanning lines formed by the deflection, the number of spots in the spot group was c When next to In the spot group, the distance L between the head imaging spots is a number obtained by dividing the number r of spot spots and the natural number q having the greatest common divisor by 1 and the number of imaging spots c in the spot group divided by the number of overlaps m. And a distance obtained by multiplying the scanning line interval p, and the quotient of the number c of imaging spots in the spot group and the number m of overwritten lasers is a natural number, and is formed on the surface to be scanned. To do.

請求項1〜請求項3のいずれに記載の発明においても、光源部の複数の発光点から射出された複数のレーザビームが偏向前光学系を経て、偏向手段で偏向される。さらに、複数のレーザビームは走査光学系で像担持体上の被走査面に結像される。そして、像担持体が副走査方向に移動することで、像担持体上に露光像が得られる。このように、複数本のレーザービームを1回の偏向で同時走査させて複数方の走査線を形成できるので、高速での走査が可能となる。 In any of the first to third aspects of the present invention, a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting points of the light source section are deflected by the deflecting means via the pre-deflection optical system. Further, the plurality of laser beams are imaged on the surface to be scanned on the image carrier by the scanning optical system. Then, the image carrier moves in the sub-scanning direction, whereby an exposure image is obtained on the image carrier. As described above, since a plurality of scanning lines can be formed by simultaneously scanning a plurality of laser beams with one deflection, scanning at a high speed is possible.

また、被走査面に形成される走査線は、複数回の偏向による結像スポットの重ね合わせにより形成されるので、多重露光による濃度むらを抑制できる。 In addition, since the scanning line formed on the surface to be scanned is formed by overlapping the imaging spots by a plurality of deflections, density unevenness due to multiple exposure can be suppressed.

ここで、請求項1に記載の発明では、前記被走査面に形成される走査線が複数回の偏向による結像スポットの重ねあわせにより形成されるとともに、前記複数のレーザビームが前記被走査面上で副走査方向に不等間隔となる部分を有するように配置され、前記走査線が、前記被走査面上に形成される前記結像スポットの前記偏向手段の偏向による前記主走査方向への走査と、その後の前記像担持体の前記副走査方向への移動と、を繰り返すことで、前記回転多面鏡の異なる3面以上の偏向による2つ又は3つの結像スポットの重ねあわせで前記被走査面上に形成される、ようにしている。 According to the first aspect of the present invention, the scanning lines formed on the surface to be scanned are formed by overlapping the imaging spots by a plurality of deflections, and the plurality of laser beams are formed on the surface to be scanned. The scanning lines are arranged so as to have unequal intervals in the sub-scanning direction, and the scanning lines are moved in the main scanning direction by deflection of the imaging spot formed on the surface to be scanned. a scanning movement and to subsequent sub scanning direction of said image bearing member, by repeating the said object in the superposition of two or three imaging spots with different 3 or more sides of the deflection of the rotary polygonal mirror It is formed on the scanning surface.

このため、回転多面鏡の誤差等による結像スポットの走査位置ずれがあっても、これに起因する筋状のディフェクトの発生を抑制できる。   For this reason, even if there is a scanning position shift of the imaging spot due to an error of the rotary polygon mirror, it is possible to suppress the occurrence of a streak defect caused by this.

請求項2に記載の発明では、複数レーザビームの本数をn、同一の走査線を形成する際に重ねあわせるレーザビーム本数をm、1回の偏向により形成される複数走査線の先頭から各走査線までのライン番号を各々L2乃至Lnとしたとき、L2乃至Lnを(n/m)で除した剰余がn/m未満の自然数であり、かつm回出現する、ようにしている。 According to the second aspect of the present invention, the number of the plurality of laser beams is n, the number of the laser beams to be superimposed when forming the same scanning line is m, and each scanning is performed from the head of the plurality of scanning lines formed by one deflection. When the line numbers to the lines are L2 to Ln, the remainder obtained by dividing L2 to Ln by (n / m) is a natural number less than n / m and appears m times.

このため、被走査面においてすべての走査線ピッチに従って抜けなく、すべての走査線を複数の結像スポットで走査できる。   For this reason, all the scanning lines can be scanned with a plurality of imaging spots without missing in accordance with all the scanning line pitches on the surface to be scanned.

請求項3に記載の発明では、前記走査線が、1回の偏向により形成される複数走査線のうち隣接した走査線を形成するスポット群数をr、スポット群中のスポット数をcとしたとき、隣り合うスポット群では、その先頭の結像スポット間距離Lを、スポット群数rと最大公約数が1である自然数qにスポット群中の結像スポット数cを重ね合わせ数mで割った数と、走査線間隔pを乗じた距離とし、かつスポット群中の結像スポット数cと重ね書きレーザ本数mの商は自然数であるように前記被走査面上に形成される、ようにしている。 In the invention described in claim 3, wherein the scanning lines, the number of spot group forming a scanning line adjacent among the plurality scanning lines formed by the deflection of one to r, the number of spots during the spot group and c In the adjacent spot group, the distance L between the head imaging spots is divided by the natural number q where the number r of spot groups and the greatest common divisor are 1, and the number c of imaging spots in the spot group is divided by the superposition number m. the number was, the distance obtained by multiplying the scanning line spacing p, and the quotient of the image spot number c and overlaid laser number m in the group of spots are formed on the surface to be scanned as a natural number, way ing.

このため、スポット群による走査が可能であり、かつすべての走査線を複数スポットで重ね書きすることが可能となる。   For this reason, scanning by a spot group is possible, and all scanning lines can be overwritten by a plurality of spots.

請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記光源部が、複数の発光点が2次元配列された面発光レーザであることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light source unit is a surface emitting laser in which a plurality of light emitting points are two-dimensionally arranged. And

これにより、複数の発光点の配列の自由度が高くなる。   Thereby, the freedom degree of arrangement | sequence of several light emitting points becomes high.

請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の発明において、前記面発光レーザの複数の発光点のうちレーザービームの主走査方向に対応する主走査対応方向に配列された発光点の少なくとも一部が、この発光点からのレーザービームが被走査面上で副走査方向に隣接した走査線を形成するように配置されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, at least one of the light emitting points arranged in the main scanning corresponding direction corresponding to the main scanning direction of the laser beam among the plurality of light emitting points of the surface emitting laser. A part of the laser beam from the light emitting point is arranged so as to form a scanning line adjacent in the sub scanning direction on the surface to be scanned.

1つの走査線を複数回走査して最終露光像を得る構成では、最後の走査が終了するまで走査線の情報を画像データとしてバッファしておく必要があるが、請求項5に記載の発明では、このバッファ量を少なくすることができる。   In the configuration in which one scanning line is scanned a plurality of times to obtain a final exposure image, it is necessary to buffer the scanning line information as image data until the last scanning is completed. This buffer amount can be reduced.

請求項6に記載の発明では、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発明において、レーザービームの走査周期あたりの前記像担持体の副走査方向の移動量が、走査線間隔pに、複数レーザビームの本数nを同一の走査線を形成する際に重ねあわせるレーザビーム本数mで除した数(n/m)を乗じた量である、ことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the amount of movement of the image carrier in the sub-scanning direction per scanning period of the laser beam is a scanning line interval. It is an amount obtained by multiplying p by the number (n / m) obtained by dividing the number n of a plurality of laser beams by the number m of laser beams to be overlapped when forming the same scanning line.

これにより、複数の結像スポットで形成される走査線により、被走査面のすべてを露光することができる。   As a result, the entire surface to be scanned can be exposed by the scanning lines formed by the plurality of imaging spots.

請求項7に記載の発明では、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明において、前記複数の発光点からのレーザービームが、前記被走査面上において副走査方向に所定の間隔をあけて走査され、複数回の走査によって一定ピッチの露光像が形成されることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the laser beams from the plurality of light emitting points are predetermined in the sub-scanning direction on the surface to be scanned. Scanning is performed at intervals, and an exposure image having a constant pitch is formed by a plurality of scans.

すなわち、いわゆるインターレース走査を行うことになるので、発光点の間隔や結像倍率により高い自由度をもたせることが可能になる。   That is, since so-called interlaced scanning is performed, it is possible to give a high degree of freedom to the interval between the light emitting points and the imaging magnification.

また、この構成において、請求項5に記載のように、発光点配列をレーザービームが被走査面上で隣接した走査線を形成する配列とすれば、最小限のバッファメモリの使用でインターレース走査を行うことが可能となる。   Further, in this configuration, as described in claim 5, if the emission point array is an array in which the laser beam forms adjacent scanning lines on the surface to be scanned, interlaced scanning can be performed with the minimum use of a buffer memory. Can be done.

請求項8に記載の発明では、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の光走査装置と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記光走査装置からのレーザービームの露光によって前記像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段で記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、を有することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the invention, the optical scanning device according to any one of the first to seventh aspects, a charging means for charging the image carrier, and exposure of a laser beam from the optical scanning device. The electrostatic latent image formed on the image carrier is developed to form a toner image, a transfer means for transferring the toner image to a recording medium, and the transfer means transferred to the recording medium. And a fixing unit for fixing the toner image.

したがって、帯電手段で帯電された像担持体が光走査装置からのレーザービームで露光され、像担持体上に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像手段によって現像され、トナー像が得られる。トナー像は、転写手段で記録媒体に転写され、さらに定着手段で定着される。   Therefore, the image carrier charged by the charging means is exposed with the laser beam from the optical scanning device, and an electrostatic latent image is formed on the image carrier. This electrostatic latent image is developed by the developing means, and a toner image is obtained. The toner image is transferred to a recording medium by a transfer unit, and further fixed by a fixing unit.

この画像形成装置では、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の光走査装置を有しているので、被走査面上の結像位置ずれや相反則不軌等による濃度ムラを低減できる   Since the image forming apparatus includes the optical scanning device according to any one of claims 1 to 7, density unevenness due to an imaging position shift or reciprocity failure on the surface to be scanned is reduced. it can

本発明は上記構成としたので、被走査面上の結像位置ずれや相反則不軌等による濃度ムラを低減できる。   Since the present invention has the above configuration, it is possible to reduce density unevenness due to an imaging position shift on the surface to be scanned, reciprocity failure, or the like.

図1には本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10が示されている。画像形成装置10は、図示しない駆動手段により所定の回転速度で矢印A方向に回転される感光体ドラム12を備えており、感光体ドラム12の上方には、感光体ドラム12の外周面を帯電させる帯電器14が設けられている。   FIG. 1 shows an image forming apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. The image forming apparatus 10 includes a photosensitive drum 12 that is rotated in a direction of an arrow A at a predetermined rotational speed by a driving unit (not shown), and the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 is charged above the photosensitive drum 12. A charger 14 is provided.

帯電器14の上方には光走査装置16が配置されている。光走査装置16は、光源から射出される複数本のレーザビームを、形成すべき画像に応じて変調すると共に、主走査方向に偏向し、感光体ドラム12の外周面上を感光体ドラム12の軸線と平行に走査させる。これにより、感光体ドラム12の外周面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム12の外周面が、本発明に係る被走査面となっている。   An optical scanning device 16 is disposed above the charger 14. The optical scanning device 16 modulates a plurality of laser beams emitted from a light source in accordance with an image to be formed and deflects the laser beams in the main scanning direction so that the outer surface of the photosensitive drum 12 is on the outer surface of the photosensitive drum 12. Scan parallel to the axis. As a result, an electrostatic latent image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12. The outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 is a scanned surface according to the present invention.

感光体ドラム12の側方には現像装置18が配置されている。現像装置18は回転可能に配置されたローラ状の収容体を備えている。この収容体の内部には4個の収容部が形成されており、各収容部には現像器18Y,18M,18C,18Kが設けられている。現像器18Y,18M,18C,18Kは各々現像ローラ20を備え、内部に各々Y,M,C,Kの色のトナーを貯留している。また感光体ドラム12を挟んで現像装置18の反対側には、感光体ドラム12の外周面を除電する機能及び外周面上に残留している不要トナーを除去する機能を備えた除電・清掃器22が配置されている。   A developing device 18 is disposed on the side of the photosensitive drum 12. The developing device 18 includes a roller-shaped container that is rotatably arranged. Four containers are formed inside the container, and developing units 18Y, 18M, 18C, and 18K are provided in each container. Each of the developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K includes a developing roller 20, and stores toners of Y, M, C, and K colors therein. Further, on the opposite side of the developing device 18 across the photosensitive drum 12, a static eliminator / cleaner having a function of removing the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 and a function of removing unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface. 22 is arranged.

感光体ドラム12の下方には無端状の中間転写ベルト24が配設されている。中間転写ベルト24はローラ26,28,30に巻掛けられており、外周面が感光体ドラム12の外周面に接触するように配置されている。ローラ26,28,30のいずれか1つは図示しないモータの駆動力が伝達されて回転し、中間転写ベルト24を図1矢印B方向に回転させる。   An endless intermediate transfer belt 24 is disposed below the photosensitive drum 12. The intermediate transfer belt 24 is wound around rollers 26, 28, and 30, and is disposed so that the outer peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12. Any one of the rollers 26, 28, and 30 is rotated by a driving force of a motor (not shown) and rotates the intermediate transfer belt 24 in the direction of arrow B in FIG.

中間転写ベルト24を挟んで感光体ドラム12の反対側には転写器32が配置されている。感光体ドラム12の外周面上に形成されたトナー像は転写器32によって中間転写ベルト24の画像形成面に転写される。感光体ドラム12の外周面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト24に転写されると、感光体ドラム12の外周面のうち転写されたトナー像を担持していた領域は、除電・清掃器22によって清掃される。   A transfer device 32 is disposed on the opposite side of the photosensitive drum 12 with the intermediate transfer belt 24 interposed therebetween. The toner image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 is transferred to the image forming surface of the intermediate transfer belt 24 by the transfer device 32. When the toner image formed on the outer peripheral surface of the photoconductive drum 12 is transferred to the intermediate transfer belt 24, the area carrying the transferred toner image on the outer peripheral surface of the photoconductive drum 12 is eliminated / cleaned. The container 22 is cleaned.

本実施形態に係る画像形成装置10でのフルカラーの画像の形成は、中間転写ベルト24が4回転する間に行われる。すなわち、感光体ドラム12が回転する間、帯電器14は感光体ドラム12の外周面の帯電を行い、除電・清掃器22は外周面の除電を継続する。また、光走査装置16は、形成すべきカラー画像を表すY,M,C,Kの画像データのうちの何れかに応じて変調したレーザビームを感光体ドラム12の外周面上で走査させる。また現像装置18は、現像器18Y,18M,18C,18Kの何れかの現像ローラ20が感光体ドラム12の外周面に対応している状態で、外周面に対応している現像器を作動させ、感光体ドラム12の外周面に形成された静電潜像を特定の色に現像し、感光体ドラム12の外周面上に特定色のトナー像を形成した後、中間転写ベルト24にトナー像を転写する。中間転写ベルト24が1回転する毎に、レーザビームの変調に用いる画像データを切替えるとともに静電潜像の現像に用いる現像器が切り替わるように収容体を回転させながら、この動作を繰り返す。   The full-color image is formed by the image forming apparatus 10 according to the present embodiment while the intermediate transfer belt 24 rotates four times. In other words, while the photosensitive drum 12 rotates, the charger 14 charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12, and the charge removal / cleaning device 22 continues to discharge the outer peripheral surface. The optical scanning device 16 scans the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 with a laser beam modulated according to any of Y, M, C, and K image data representing a color image to be formed. Further, the developing device 18 operates the developing unit corresponding to the outer peripheral surface in a state where any of the developing rollers 20 of the developing units 18Y, 18M, 18C, and 18K corresponds to the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12. The electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 is developed into a specific color, and a toner image of a specific color is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12, and then the toner image on the intermediate transfer belt 24. Transcript. Each time the intermediate transfer belt 24 makes one rotation, this operation is repeated while switching the image data used for modulation of the laser beam and rotating the container so that the developing device used for developing the electrostatic latent image is switched.

これにより、中間転写ベルト24が1回転する毎に、中間転写ベルト24の外周面上には、Y,M,C,Kのトナー像が互いに重なるように順次形成されることになり、中間転写ベルト24が4回転した時点で中間転写ベルト24の外周面上にフルカラーのトナー像が形成されることになる。   Thus, every time the intermediate transfer belt 24 makes one rotation, toner images of Y, M, C, and K are sequentially formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 24 so as to overlap each other. When the belt 24 rotates four times, a full color toner image is formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 24.

中間転写ベルト24よりも下方側にはトレイ34が配置されており、トレイ34内には記録材料としての用紙Pが多数枚積層された状態で収容されている。図1におけるトレイ34の左斜め上方には取り出しローラ36が配置されており、取り出しローラ36による用紙Pの取り出し方向下流側にはローラ対38、ローラ40が順に配置されている。積層状態で最も上方に位置している記録紙は、取り出しローラ36が回転されることによりトレイ34から取り出され、ローラ対38、ローラ40によって搬送される。   A tray 34 is disposed below the intermediate transfer belt 24, and a large number of sheets P as recording materials are accommodated in the tray 34 in a stacked state. In FIG. 1, a take-out roller 36 is disposed obliquely above and to the left of the tray 34, and a roller pair 38 and a roller 40 are sequentially arranged on the downstream side in the take-out direction of the paper P by the take-out roller 36. The uppermost recording paper in the stacked state is taken out of the tray 34 by the rotation of the take-out roller 36 and is conveyed by the roller pair 38 and the roller 40.

また、中間転写ベルト24を挟んでローラ30の反対側には転写器42が配置されている。ローラ対38、ローラ40によって搬送された用紙Pは、中間転写ベルト24と転写器42の間に送り込まれ、中間転写ベルト24の画像形成面に形成されたトナー像が転写器42によって転写される。転写器42よりも用紙Pの搬送方向下流側には、定着ローラ対を備えた定着器44が配置されており、トナー像が転写された用紙Pは、転写されたトナー像が定着器44によって溶融定着された後に画像形成装置10の機体外へ排出され、図示しない排紙トレイ上に載置される。   A transfer device 42 is disposed on the opposite side of the roller 30 with the intermediate transfer belt 24 in between. The paper P conveyed by the roller pair 38 and the roller 40 is sent between the intermediate transfer belt 24 and the transfer device 42, and the toner image formed on the image forming surface of the intermediate transfer belt 24 is transferred by the transfer device 42. . A fixing device 44 having a pair of fixing rollers is arranged downstream of the transfer device 42 in the conveyance direction of the paper P. The paper P on which the toner image is transferred is transferred to the paper P by the fixing device 44. After being fused and fixed, the sheet is discharged out of the image forming apparatus 10 and placed on a discharge tray (not shown).

図2には、第1実施形態に係る光走査装置16が示されている。光走査装置16はm本(mは少なくとも2以上)のレーザビームを射出する面発光レーザアレイ50を備えている。なお、図2は簡略化のためにレーザビームを3本のみ示しているが、面発光レーザをアレイ化して成る面発光レーザアレイ50は、数十本のレーザビームを射出するように構成することができ、また、面発光レーザの配列(面発光レーザアレイ50から射出されるレーザビームの配列)についても、1列に配列する以外に、2次元的に(例えばマトリクス状に)配列することも可能である。なお、複数のレーザービームを射出可能な本発明に係る光源部としては、このような面発光レーザアレイに限定されないが、面発光レーザアレイでは、複数の発光点の配列の自由度が高いので、好ましい。   FIG. 2 shows an optical scanning device 16 according to the first embodiment. The optical scanning device 16 includes a surface emitting laser array 50 that emits m (m is at least 2) laser beams. 2 shows only three laser beams for simplification, the surface emitting laser array 50 formed by arraying surface emitting lasers should be configured to emit several tens of laser beams. Further, the arrangement of the surface emitting lasers (arrangement of the laser beams emitted from the surface emitting laser array 50) may be arranged two-dimensionally (for example, in a matrix) in addition to the arrangement in one column. Is possible. The light source unit according to the present invention capable of emitting a plurality of laser beams is not limited to such a surface emitting laser array, but in a surface emitting laser array, since the degree of freedom of arrangement of a plurality of light emitting points is high, preferable.

面発光レーザアレイ50のレーザビーム射出側には、コリメートレンズ52、ハーフミラー54が順に配置されている。面発光レーザアレイ50から射出されたレーザビームは、コリメートレンズ52によって略平行光束とされた後にハーフミラー54に入射され、ハーフミラー54によって一部が分離・反射される。ハーフミラー54のレーザビーム反射側にはレンズ56、光量センサ58が順に配置されており、ハーフミラー54によって主レーザビーム(露光に用いるレーザビーム)から分離・反射された一部のレーザビームは、レンズ56を透過して光量センサ58へ入射され、光量センサ58によって光量が検出される。   On the laser beam emission side of the surface emitting laser array 50, a collimator lens 52 and a half mirror 54 are arranged in this order. The laser beam emitted from the surface emitting laser array 50 is made into a substantially parallel light beam by the collimator lens 52 and then incident on the half mirror 54, and a part of the laser beam is separated and reflected by the half mirror 54. A lens 56 and a light amount sensor 58 are arranged in this order on the laser beam reflecting side of the half mirror 54, and a part of the laser beam separated and reflected from the main laser beam (laser beam used for exposure) by the half mirror 54 is The light passes through the lens 56 and enters the light quantity sensor 58, and the light quantity is detected by the light quantity sensor 58.

なお、面発光レーザは、露光に用いるレーザビームが射出される側と反対側からはレーザビームが射出されない(端面発光レーザでは両側から射出される)ため、レーザビームの光量を検出・制御するためには、上記のように露光に用いるレーザビームの一部を分離して光量検出に供することが必要になる。   In addition, since the surface emitting laser does not emit a laser beam from the side opposite to the side from which the laser beam used for exposure is emitted (in the case of an edge emitting laser, it is emitted from both sides). Therefore, it is necessary to separate a part of the laser beam used for exposure as described above and use it for light quantity detection.

ハーフミラー54の主レーザビーム射出側にはアパーチャ60、副走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズ62、折り返しミラー64が順に配置されており、ハーフミラー54から射出された主レーザビームは、アパーチャ60によって整形された後に、回転多面鏡66の反射面近傍で主走査方向に長い線状に結像するようにシリンダレンズ62によって屈折され、折り返しミラー64によって回転多面鏡66側へ反射される。なお、アパーチャ60は複数本のレーザビームを均等に整形するために、コリメートレンズ52の焦点位置近傍に配置することが望ましい。   An aperture 60, a cylinder lens 62 having power only in the sub-scanning direction, and a folding mirror 64 are arranged in this order on the main laser beam emission side of the half mirror 54, and the main laser beam emitted from the half mirror 54 is emitted from the aperture 60. Then, the light is refracted by the cylinder lens 62 so as to form a long linear image in the main scanning direction in the vicinity of the reflection surface of the rotary polygon mirror 66, and reflected by the folding mirror 64 to the rotary polygon mirror 66 side. Note that the aperture 60 is desirably disposed in the vicinity of the focal position of the collimating lens 52 in order to uniformly shape a plurality of laser beams.

回転多面鏡66は、図示しないモータの駆動力が伝達されて図4矢印C方向に回転され、折り返しミラー64によって反射されて入射されたレーザビームを主走査方向に沿って偏向・反射する。回転多面鏡66のレーザビーム射出側には主走査方向にのみパワーを有するFθレンズ68,70が配置されており、回転多面鏡66によって偏向・反射されたレーザビームは、感光体ドラム12の外周面上を略等速で移動し、且つ主走査方向の結像位置が感光体ドラム12の外周面上に一致するようにFθレンズ68,70によって屈折される。   The rotating polygonal mirror 66 is rotated in the direction of arrow C in FIG. 4 by transmitting a driving force of a motor (not shown), and deflects and reflects the incident laser beam reflected by the folding mirror 64 along the main scanning direction. Fθ lenses 68 and 70 having power only in the main scanning direction are arranged on the laser beam emission side of the rotary polygon mirror 66, and the laser beam deflected and reflected by the rotary polygon mirror 66 is the outer periphery of the photosensitive drum 12. It is refracted by the Fθ lenses 68 and 70 so as to move on the surface at a substantially constant speed and so that the image forming position in the main scanning direction coincides with the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12.

Fθレンズ68,70のレーザビーム射出側には、副走査方向にのみパワーを有するシリンダミラー72,74が順に配置されており、Fθレンズ68,70を透過したレーザビームは、副走査方向の結像位置が感光体ドラム12の外周面に一致するようにシリンダミラー72,74によって反射され、感光体ドラム12の外周面上に照射される。なお、シリンダミラー72,74は回転多面鏡66と感光体ドラム12の外周面を副走査方向において共役にする面倒れ補正機能も有している。   Cylinder mirrors 72 and 74 having power only in the sub-scanning direction are sequentially arranged on the laser beam emission side of the Fθ lenses 68 and 70, and the laser beams transmitted through the Fθ lenses 68 and 70 are connected in the sub-scanning direction. The image position is reflected by the cylinder mirrors 72 and 74 so as to coincide with the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12, and is irradiated on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12. The cylinder mirrors 72 and 74 also have a surface tilt correction function that conjugates the outer peripheral surfaces of the rotary polygon mirror 66 and the photosensitive drum 12 in the sub-scanning direction.

また、シリンダミラー72のレーザビーム射出側には、レーザビームの走査範囲のうち走査開始側の端部(SOS:Start Of Scan)に相当する位置にピックアップミラー76が配置されており、ピックアップミラー76のレーザビーム射出側にはビーム位置検出センサ78が配置されている。面発光レーザアレイ50から射出されたレーザビームは、回転多面鏡66の各反射面のうちのレーザビームを反射している面が、入射ビームをSOSに相当する方向へ反射する向きとなったときに、ピックアップミラー76で反射されてビーム位置検出センサ78に入射される。   A pickup mirror 76 is disposed on the laser beam emission side of the cylinder mirror 72 at a position corresponding to an end (SOS: Start Of Scan) of the scanning range of the laser beam. A beam position detection sensor 78 is arranged on the laser beam emission side. When the laser beam emitted from the surface emitting laser array 50 reflects the incident beam in a direction corresponding to the SOS, the reflecting surface of the rotary polygon mirror 66 reflects the laser beam. Then, the light is reflected by the pickup mirror 76 and enters the beam position detection sensor 78.

ビーム位置検出センサ78から出力された信号は、回転多面鏡66の回転に伴って感光体ドラム12の外周面上を走査されるレーザビームを変調して静電潜像を形成するにあたり、各回の主走査における変調開始タイミングの同期をとるために用いられる。   The signal output from the beam position detection sensor 78 modulates the laser beam scanned on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 as the rotary polygon mirror 66 rotates to form an electrostatic latent image each time. Used to synchronize the modulation start timing in main scanning.

また、本実施形態に係る光走査装置16では、コリメートレンズ52とシリンダレンズ62、2枚のシリンダミラー72,74が各々副走査方向においてアフォーカルになる様に配置されている。これは本願出願人が既に出願した特願2000−28462号に記載されているように、複数本のレーザビームの走査線湾曲(BOW)の差と複数本のレーザビームによる走査線間隔の変動を抑制するためである。   Further, in the optical scanning device 16 according to the present embodiment, the collimating lens 52, the cylinder lens 62, and the two cylinder mirrors 72, 74 are arranged so as to be afocal in the sub-scanning direction. As described in Japanese Patent Application No. 2000-28462 already filed by the applicant of the present application, the difference in the scanning line curvature (BOW) of the plurality of laser beams and the variation in the scanning line interval due to the plurality of laser beams are described. It is for suppressing.

ここで、本実施形態のように、複数本のレーザビームを感光体ドラム12の外周面上で同時に走査、露光して潜像画像を形成する場合、先に図11にも示したように、各回の走査における走査領域の境界付近でレーザビームが時間をおいて照射されるため、境界付近に筋上の濃度ムラが発生することがある。  Here, as in the present embodiment, when a plurality of laser beams are simultaneously scanned and exposed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 to form a latent image, as shown in FIG. Since the laser beam is irradiated in the vicinity of the boundary of the scanning region in each scanning at a time, density unevenness on the stripe may occur near the boundary.

この現象による濃度ムラを低減するためには、たとえば図4に示すように、感光体ドラム12の副走査方向の移動量を1回の走査による走査領域の半分(すなわち24ライン分の走査線の半分である12ライン分の走査領域)として、N回目の走査とN+1回目の走査で半分の走査線を重ね合わせ、境界領域での濃度ムラを低減する走査方法が考えられる。しかし、各走査線は回転多面鏡66の隣接面による複数レーザビームで形成されるため、ジッターによる結像位置ずれが発生すると、同時に走査される領域全体が隣接面による走査領域と微小に異なり、露光分布が崩れて結像位置ずれが生じた走査領域のみ濃度が低下する。この濃度低下は、回転多面鏡の1回転周期で発生するため、視認しやすい。たとえば、1200dpiの走査密度で、回転多面鏡の6面の偏向面を使用し、24ビームを同時走査する場合、0.5mm幅の濃度変動が1.5mm周期で発生することになる。図4に示した例では、2面目の走査による露光像にジッターによる結像位置ずれが生じているため、最終的に得られるトナー像としても、これに対応する領域(視認されやすい幅をもつ領域)が濃度ムラとなっている。   In order to reduce density unevenness due to this phenomenon, for example, as shown in FIG. 4, the movement amount of the photosensitive drum 12 in the sub-scanning direction is set to half of the scanning area by one scanning (that is, the scanning lines of 24 lines). A scanning method for reducing density unevenness in the boundary region by superimposing half of the scanning lines in the Nth scanning and N + 1th scanning can be considered. However, since each scanning line is formed by a plurality of laser beams by the adjacent surface of the rotary polygon mirror 66, when an image formation position shift occurs due to jitter, the entire simultaneously scanned region is slightly different from the scanning region by the adjacent surface, The density is lowered only in the scanning region where the exposure distribution is broken and the imaging position is shifted. This density drop occurs easily in one rotation cycle of the rotary polygon mirror, so it is easy to see. For example, when six scanning surfaces of a rotating polygon mirror are used at a scanning density of 1200 dpi and 24 beams are scanned simultaneously, a density variation of 0.5 mm width occurs at a cycle of 1.5 mm. In the example shown in FIG. 4, since the image formation position shift due to jitter occurs in the exposure image obtained by scanning the second surface, the finally obtained toner image has an area corresponding to this (having a width that is easily visible). Area) is uneven density.

これに対し、本実施形態では、このような濃度ムラを抑制するために、複数のレーザービームを被走査面上で副走査方向に不等間隔となるように配置している。すなわち、本実施形態によるレーザービームの走査では、同時に走査される走査領域に対し複数回(3回以上)の偏向走査を行い、この走査領域を、等間隔を有する複数の結像スポットの重ねあわせによる走査線で埋めるようにしている。   On the other hand, in the present embodiment, in order to suppress such density unevenness, a plurality of laser beams are arranged at unequal intervals in the sub-scanning direction on the surface to be scanned. That is, in the laser beam scanning according to the present embodiment, a plurality of (three or more) deflection scans are performed on the scanning area to be scanned simultaneously, and this scanning area is overlapped with a plurality of imaging spots having equal intervals. It fills with the scanning line by.

図3には、1回の偏向走査による結像スポットが1列で模式的に示されている。なお、図3以降の各図面において、各結像スポットの左側の数値は(偏向回数、結像スポット番号)を示しており、たとえば、1面目の走査で、副走査方向の3番目の結像スポットは(1,3)と表現している。また、各走査線の番号を、必要に応じて、n番目についてLnと表示している。   FIG. 3 schematically shows an imaging spot formed by one deflection scanning in one row. 3 and the subsequent drawings, the numerical value on the left side of each imaging spot indicates (the number of deflections, the imaging spot number). For example, in the first scan, the third imaging in the sub-scanning direction is performed. The spot is expressed as (1,3). In addition, the number of each scanning line is displayed as Ln for the nth as necessary.

ここに示すように、本実施形態では、被走査面上において、副走査方向に連続した6個の結像スポットで1つの結像スポット群が構成されており、この結像スポット群が、3ラインの走査線間隔をおいて4群配列されるようにしている。たとえば1面目の結像スポットに着目すると、(1,1)〜(1,6)までは連続した結像スポットが並んで1つの結像スポット群が構成され、(1,6)から(1,7)までは、3ライン分の走査線間隔(L7〜L9)があけられている。そして、(1,7)〜(1,12)以降も、同様の周期で同様の間隔を繰り返している。また、2面目以降の結像スポットについても同様の配列とされている。だたし、主走査方向には必ずしもずれなく配列する必要はなく、各結像スポットが主走査方向の異なる位置に結像していても、同期信号からの書き出しタイミングを各スポットごとに設定することにより、画像上は主走査方向に一致した潜像が得られる。   As shown here, in this embodiment, one imaging spot group is constituted by six imaging spots that are continuous in the sub-scanning direction on the surface to be scanned. Four groups are arranged at intervals of the scanning line. For example, when focusing on the imaging spot on the first surface, a series of imaging spots are arranged from (1, 1) to (1, 6) to form one imaging spot group, from (1, 6) to (1 , 7), three scanning line intervals (L7 to L9) are provided. The same interval is repeated with the same period from (1, 7) to (1, 12). Further, the second and subsequent imaging spots are arranged in the same manner. However, it is not always necessary to arrange them without deviation in the main scanning direction, and even when each imaging spot is imaged at a different position in the main scanning direction, the writing timing from the synchronization signal is set for each spot. As a result, a latent image matching the main scanning direction is obtained on the image.

このときの、被走査面の副走査方向への移動量は結像スポット数の1/2、すなわち12ライン分の間隔とされる。これらの結像スポット配置と被走査面移動量により、6面の偏向面を持つ回転多面鏡に対し、5面分の偏向走査で2つの結像スポットの重ね合わせによる各走査線が等間隔に形成されることになる。   At this time, the amount of movement of the surface to be scanned in the sub-scanning direction is ½ of the number of imaging spots, that is, an interval of 12 lines. Due to the arrangement of the imaging spots and the amount of movement of the surface to be scanned, each scanning line by superimposing two imaging spots is equidistant from a rotating polygonal mirror having six deflection surfaces by deflection scanning for five surfaces. Will be formed.

これにより、各回の主走査領域を副走査方向に見ると、複数の領域に分割されていることになるので、特定回の主走査において結像スポットにジッター等による結像位置ずれが生じていても、このずれに起因するトナー像の濃度変動を、目視では視認し難い程度の周期とすることができる。また、走査領域の境界で発生する濃度ムラに関しても、これを抑制することができる。具体的には、本実施形態において、図3に示すように3面目の走査ラインにジッタ-による結像位置ずれがあった場合を想定すると、このような結像位置のずれがあっても、それによる濃度変動周期は1200dpi周期で9ライン分の0.19mmピッチ、空間周波数では5line/mmとなり、コントラスト感度が低下するために、目視では認識されにくくなって、高画質の画像形成が可能となる。   As a result, when each main scanning region is viewed in the sub-scanning direction, it is divided into a plurality of regions, so that an imaging position shift due to jitter or the like occurs in the imaging spot in a specific main scanning. However, the density variation of the toner image due to this deviation can be set to a period that is difficult to visually recognize. Also, this can be suppressed with respect to density unevenness that occurs at the boundary of the scanning region. Specifically, in the present embodiment, assuming that there is an imaging position shift due to jitter in the scanning line on the third surface as shown in FIG. As a result, the density fluctuation period is 0.19 mm pitch for 9 lines in a 1200 dpi period, and 5 line / mm in the spatial frequency, and the contrast sensitivity is lowered, so that it is difficult to visually recognize and high-quality image formation is possible. Become.

本実施形態において、1回の偏向走査で形成される複数の走査線のそれぞれは、最終的に異なる複数回の偏向走査による走査線と重ね合わされ、所望とする走査線が形成される。たとえば図3に示す例では、3面目に偏向走査される走査線に着目すると、(3,1)(3,2)(3,3)(3,7)(3,8)(3,9)(3,13)(3,14)(3,15)の結像スポットは各々、2面目に偏向走査される結像スポットである(2,10)(2,11)(2,12)(2,16)(2,17)(2,18)(2,22)(2,23)(2,24)の結像スポットと重なる。以下、同様に(3,4)(3,5)(3,6)の結像スポットは1面目に偏向走査される(1,19)(1,20)(1,21)の結像スポットと重なり、(3,10)(3,11)(3,12)(3,16)(3,17)(3,18)(3,22)(3,23)(3,24)の結像スポットは、各々、4面目に偏向走査される(4,1)(4,2)(4,3)(4,7)(4,8)(4,9)(4,13)(4,14)(4,15)の結像スポットと重なり、(3、19)(3、20)(3、21)の結像スポットは各々、5面目に偏向走査される(5、4)(5、5)(5、6)の結像スポットと重なり合う。したがって、3面目に偏向される結像スポットは、1面目、2面目、4面目又は5面目のいずれかで偏向走査される結像スポットと重なり合うことになる。   In the present embodiment, each of the plurality of scanning lines formed by one deflection scanning is finally overlapped with scanning lines obtained by a plurality of different deflection scannings to form a desired scanning line. For example, in the example shown in FIG. 3, focusing on the scanning line deflected and scanned on the third surface, (3, 1) (3, 2) (3, 3) (3, 7) (3, 8) (3, 9 ) (3, 13), (3, 14) and (3, 15) are image spots that are deflected and scanned on the second surface (2, 10) (2, 11) (2, 12). It overlaps with the imaging spots of (2, 16) (2, 17) (2, 18) (2, 22) (2, 23) (2, 24). Hereinafter, similarly, the imaging spots (3, 4) (3, 5) (3, 6) are deflected and scanned on the first surface (1, 19) (1, 20) (1, 21) imaging spots. (3, 10) (3, 11) (3, 12) (3, 16) (3, 17) (3, 18) (3, 22) (3, 23) (3, 24) The image spots are each deflected and scanned on the fourth surface (4,1) (4,2) (4,3) (4,7) (4,8) (4,9) (4,13) (4 , 14) (4, 15) and the imaging spots (3, 19) (3, 20) (3, 21) are deflected and scanned on the fifth surface (5, 4) ( 5, 5) It overlaps with the imaging spot of (5, 6). Therefore, the imaging spot deflected on the third surface overlaps with the imaging spot deflected and scanned on the first surface, the second surface, the fourth surface, or the fifth surface.

これにより、前述のジッターのみでなく、回転多面鏡66による特性ばらつき(たとえば面精度によるフォーカス差等)が複数面で生じても、その誤差による濃度変動が分散され、高画質の画像形成が可能である。   As a result, not only the above-mentioned jitter but also characteristic variation (for example, focus difference due to surface accuracy) due to the rotary polygon mirror 66 occurs on multiple surfaces, density fluctuation due to the error is dispersed, and high-quality image formation is possible It is.

このように、すべての走査線がある所定の重ね書き回数でくまなく走査されるためには、各ライン番号L1乃至Lnを結像スポット数で除した剰余がn/m未満の自然数であり、かつm回出現することが必要十分条件となる。すなわち、本実施形態では、たとえば重ね書き回数2、結像スポット数24であり、結像スポット数を重ね書きレーザ本数で割った商は12である。各ライン番号L1乃至Lnを商で除した剰余は、結像スポット番号毎に、1,2,3,4,5,6,10,11,0,1,2,3,7,8,9,10,11,0,4,5,6,7,8,9となり、12未満の自然数が2回出現することで、走査領域を同一の走査線間隔でもれなく走査することができる。   Thus, in order for all scanning lines to be scanned at a predetermined number of times of overwriting, the remainder obtained by dividing the line numbers L1 to Ln by the number of imaging spots is a natural number less than n / m, And it is necessary and sufficient condition to appear m times. That is, in this embodiment, for example, the number of overwriting is 2 and the number of imaging spots is 24, and the quotient obtained by dividing the number of imaging spots by the number of overwriting lasers is 12. The remainder obtained by dividing the line numbers L1 to Ln by the quotient is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 11, 0, 1, 2, 3, 7, 8, 9 for each imaging spot number. , 10, 11, 0, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and the natural number of less than 12 appears twice, so that the scanning region can be scanned with the same scanning line interval.

加えて、本実施形態のように複数スポットの重ね書きにより走査線を形成することで、レーザビーム1本あたりの光量を小さくすることが可能となる。たとえば、高出力化が困難な面発光レーザであっても、その出力範囲で使用して、所望の走査線を形成することができる。   In addition, the amount of light per laser beam can be reduced by forming scanning lines by overwriting a plurality of spots as in the present embodiment. For example, even a surface emitting laser that is difficult to increase in output can be used within the output range to form a desired scanning line.

なお、上記したように1回の偏向走査で形成される複数の走査線のそれぞれが、最終的に異なる複数回の偏向走査による走査線と重ね合わされるようにするためには、必ずしも、各スポット群のスポット像が被走査面上で副走査方向に隣接している必要はないが、本実施形態のように隣接した構成とすると、最終的な露光像を得るためのバッファメモリの量を少なくして、飛び越し走査をすることができる。   In addition, as described above, in order for each of the plurality of scanning lines formed by one deflection scanning to be finally overlapped with a scanning line by a plurality of different deflection scannings, each spot is not necessarily provided. The group spot images do not have to be adjacent in the sub-scanning direction on the surface to be scanned, but the adjacent configuration as in this embodiment reduces the amount of buffer memory for obtaining the final exposure image. Thus, interlaced scanning can be performed.

次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、光走査装置及び画像形成装置の基本的構成は第1実施形態と略同一とされているので、詳細な説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the basic configurations of the optical scanning device and the image forming apparatus are substantially the same as those of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

図5に示すように、本実施形態では、回転多面鏡の偏向面の面数は6、結像スポット数は4であり、1回の偏向走査により3ラインの走査線間隔をもって4本の走査線が形成される。感光体ドラム12の副走査方向への移動量は1走査あたり、4/2=2の2ライン分である。   As shown in FIG. 5, in this embodiment, the number of deflection surfaces of the rotary polygon mirror is 6, the number of imaging spots is 4, and 4 scans with a scan line interval of 3 lines by one deflection scan. A line is formed. The amount of movement of the photosensitive drum 12 in the sub-scanning direction is two lines of 4/2 = 2 per scan.

なお、図5は主走査方向にも離間した結像スポットによる走査を示しており、この点において、第1実施形態と異なって、主走査方向に連続する結像スポットによる結像スポット群は構成されていない。これは半導体レーザアレイに、発光点が2次元に配列された面発光レーザを用いたときの結像スポット配列の一例である。面発光レーザは半導体素子の接合方向に対し垂直方向にレーザを射出しているためマルチビーム化が容易であり、図示するように2次元に配列することが可能である。2次元に配列することで、副走査方向の間隔を実際の発光点間隔より狭めることが可能となり、光学系の自由度が増大する。   FIG. 5 shows scanning by imaging spots that are also separated in the main scanning direction. In this respect, unlike the first embodiment, the imaging spot group consisting of imaging spots that are continuous in the main scanning direction is configured. It has not been. This is an example of an imaging spot array when a surface emitting laser in which light emitting points are two-dimensionally arranged is used for a semiconductor laser array. Since the surface emitting laser emits the laser in the direction perpendicular to the bonding direction of the semiconductor elements, it is easy to make a multi-beam, and it can be arranged two-dimensionally as shown. By arranging in two dimensions, the interval in the sub-scanning direction can be made narrower than the actual interval between light emitting points, and the degree of freedom of the optical system increases.

本実施形態において、5面目に偏向走査する走査線に着目すると、(5,1)の結像スポットは(1,4)の結像スポットと、(5,2)の結像スポットは(4,3)の結像スポットと、(5,3)の結像スポットは(6,2)の結像スポットと、(5,4)の結像スポットは(3,1)の結像スポットと重ね合わされている。すなわち、それぞれ5面目の偏向走査によるすべての結像スポットが、1面目、4面目、6面目、3面目と異なる4面の偏向面による結像スポットスポットと重ね合わされることで走査線が形成されている。このように構成することで、各走査線は、異なる2面での偏向走査による結像スポットで構成される。すなわち、L1は2面及び3面、L2は1面及び5面、L3は3面及び4面、L4は2面及び6面、L5は4面及び5面、L6は3面及び1面、L7は5面及び6面、L8は4面及び2面、L9は6面及び1面で偏向される。よって、同一面の組み合わせによる走査線が隣接することなく、組み合わせが離散的に変わるため、回転多面鏡12の反射面のばらつきによる特性誤差があっても結像スポットの重ねあわせにより軽減することとなる。   In the present embodiment, focusing on the scanning line that performs deflection scanning on the fifth surface, the imaging spot of (5, 1) is the imaging spot of (1, 4) and the imaging spot of (5, 2) is (4 , 3), (5, 3) image spot, (6, 2) image spot, (5, 4) image spot, (3, 1) image spot. It is superimposed. That is, a scanning line is formed by superimposing all the imaging spots formed by the deflection scanning on the fifth surface with the imaging spot spots formed by the four deflection surfaces different from the first surface, the fourth surface, the sixth surface, and the third surface. ing. With this configuration, each scanning line is formed by an imaging spot formed by deflection scanning on two different surfaces. That is, L1 is 2 and 3, L2 is 1 and 5; L3 is 3 and 4; L4 is 2 and 6; L5 is 4 and 5; L6 is 3 and 1; L7 is deflected by 5 and 6 surfaces, L8 is deflected by 4 and 2 surfaces, and L9 is deflected by 6 and 1 surfaces. Accordingly, since the scanning lines of the same surface combination do not adjoin and the combinations change discretely, even if there is a characteristic error due to variations in the reflecting surface of the rotary polygon mirror 12, it can be reduced by overlapping the imaging spots. Become.

次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態でも、光走査装置及び画像形成装置の基本的構成は第1実施形態と略同一とされているので、詳細な説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. Also in the third embodiment, the basic configurations of the optical scanning device and the image forming apparatus are substantially the same as those of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

第3実施形態では、回転多面鏡66の偏向面の面数は6とされている。また、図6に示すように、3つの結像スポットで1つの結像スポット群を構成し、副走査方向に均一の間隔(4ライン分)を持つ5つのスポット群を計15個の結像スポット数で構成している。1本の走査線を形成する結像スポットの数(重ね書き数)は3であり、感光体ドラム12の副走査方向への移動量は1走査あたり、5ライン分とされている。   In the third embodiment, the number of deflection surfaces of the rotary polygon mirror 66 is six. In addition, as shown in FIG. 6, one imaging spot group is constituted by three imaging spots, and a total of 15 imaging is performed for five spot groups having a uniform interval (for four lines) in the sub-scanning direction. It consists of the number of spots. The number of imaging spots (number of overwriting) forming one scanning line is 3, and the amount of movement of the photosensitive drum 12 in the sub-scanning direction is 5 lines per scan.

ここで、隣り合うスポット群では、その先頭の結像スポット間の距離をLとして、Lはスポット群数rと最大公約数が1である自然数qにスポット群中の結像スポット数cを重ね合わせ数mで割った数と、走査線間隔pとを乗じた量とされている。このような距離とすることで、走査領域を同一の走査線間隔でもれなく走査することができる。また、本実施形態においては、1つのスポット群中の結像スポット数cと重ね書き数mの商は自然数であることが、すべての走査線がすべて重ね書き露光される条件となる。   Here, in the adjacent spot group, the distance between the head imaging spots is L, and L is the number of spot groups r and the natural number q having the greatest common divisor of 1, and the number of imaging spots c in the spot group is overlapped. It is an amount obtained by multiplying the number divided by the total number m and the scanning line interval p. By setting such a distance, it is possible to scan the scanning region with the same scanning line interval. In the present embodiment, the quotient of the imaging spot number c and the overwriting number m in one spot group is a natural number, which is a condition for all the scanning lines to be overwritten and exposed.

なお、本実施形態では、上記の自然数qを7に設定している。そして、スポット群中のスポット数を3、重ね書き数を3とし、隣り合うスポット群の先頭結像スポット間Lを7ライン分とすることで、走査領域全域において、3つの結像スポットの重ね合わせにより構成され、同一の走査線間隔を有する複数の走査線を形成している。   In the present embodiment, the natural number q is set to 7. Then, the number of spots in the spot group is 3, the number of overwriting is 3, and the L between the first imaging spots of adjacent spot groups is 7 lines, so that the three imaging spots are overlapped in the entire scanning region. A plurality of scanning lines having the same scanning line interval are formed.

また、本実施形態のように、重ね書き数を3以上とすることで、より結像スポットの走査位置ずれに関する許容値をなくすことができ、部品に対する要求精度を緩めることができる。   In addition, by setting the number of overwriting to 3 or more as in the present embodiment, it is possible to eliminate an allowable value relating to the scanning position shift of the imaging spot, and it is possible to relax the required accuracy for parts.

次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態でも、光走査装置及び画像形成装置の基本的構成は第1実施形態と略同一とされているので、詳細な説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Also in the fourth embodiment, the basic configurations of the optical scanning device and the image forming apparatus are substantially the same as those of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

図8には、従来の構成での結像スポット及び走査線一例が比較例として示されている。この比較例では、結像スポット数は4、1走査あたりに感光体ドラムが移動する量は4ライン分とされている。このケースにおいて、副走査方向の結像倍率に誤差がある場合を考える。面発光レーザアレイ50における発光点の副走査方向の間隔はS1とS3は32μm、S1とS2は2次元に配置することで、副走査方向の間隔は3.2μmとしている。この光源(面発光レーザアレイ)を用いて600dpiの走査密度で走査する場合、結像倍率Mを13.23倍とすることで被走査面上で42.3umの走査線間隔を実現できる。。ここで、光学系の結像倍率に仮に1%の誤差がある場合、被走査面上における結像スポットS1と結像スポットS2の走査線間隔は42.75μmであり、理想の間隔に対し0.4umしか違わないのに対し、結像スポットS1と結像スポットS3の被走査面上の間隔は427.57umと4.23umのずれ(間隔誤差)がある。走査線間隔42.3umに対しては、約10%のずれが生じていることになり、離間する走査線数倍の影響が発生することになる。   FIG. 8 shows an example of an imaging spot and a scanning line in the conventional configuration as a comparative example. In this comparative example, the number of imaging spots is 4, and the amount of movement of the photosensitive drum per scan is 4 lines. In this case, consider a case where there is an error in the imaging magnification in the sub-scanning direction. In the surface emitting laser array 50, the intervals in the sub-scanning direction of the light emitting points are 32 μm for S1 and S3, and the interval in the sub-scanning direction is 3.2 μm by arranging S1 and S2 in two dimensions. When scanning with a scanning density of 600 dpi using this light source (surface emitting laser array), a scanning line interval of 42.3 μm can be realized on the scanning surface by setting the imaging magnification M to 13.23 times. . Here, if there is an error of 1% in the imaging magnification of the optical system, the scanning line interval between the imaging spot S1 and the imaging spot S2 on the scanning surface is 42.75 μm, which is 0 with respect to the ideal interval. Whereas only .4 um is different, the interval between the imaging spot S1 and the imaging spot S3 on the surface to be scanned has a deviation (interval error) of 427.57 um and 4.23 um. A shift of about 10% occurs with respect to the scanning line interval of 42.3 um, and the influence of the number of scanning lines separated from each other occurs.

このように間隔誤差がある状態で走査線が形成されると、図8に示すように、露光像において隣接する走査線間で露光ムラが発生し、最終的なトナー像においては高濃度と低濃度が周期的に発生するいわゆるバンディングが発生することになる。   When a scanning line is formed in such a state with a gap error, as shown in FIG. 8, exposure unevenness occurs between adjacent scanning lines in the exposure image, and the final toner image has a high density and a low density. So-called banding in which the density occurs periodically occurs.

このような問題に対し、本実施形態は、図7に示す例のように、レーザビーム数を8とし、さらに1走査あたりの感光体ドラム12の移動量をスポット数の1/2である4ラインとして、2回の重ね書き露光としている。結像倍率誤差がある場合、従来例と同様に結像スポットS1と結像スポットS5の間隔誤差は4.23umとなるが、スポット間隔誤差の大きいr2のスポット群は異なる偏向面によるr1のスポット群を構成するスポット像と重ね書き露光される。たとえば、2面目の2番目のスポット群に着目すると、結像スポット(2,5)(2,6)は4面目の結像スポット(4,3)(4,4)、結像スポット(2,7)(2,8)は5面目の結像スポット(5,1)(5,2)と重ね書きされる。重ね書きされるこれらの結像スポット(4,3)(4,4)及び、結像スポット(5,1)(5,2)は、各々同時に走査される1番目のスポット群を構成している。   With respect to such a problem, as in the example shown in FIG. 7, in this embodiment, the number of laser beams is set to 8, and the amount of movement of the photosensitive drum 12 per scan is ½ of the number of spots. As a line, two overwriting exposures are performed. When there is an imaging magnification error, the spacing error between the imaging spot S1 and the imaging spot S5 is 4.23 um as in the conventional example, but the r2 spot group having a large spot spacing error is the r1 spot due to a different deflection surface. The spot images constituting the group are overwritten and exposed. For example, focusing on the second spot group on the second surface, the imaging spots (2, 5) (2, 6) are the imaging spots (4, 3) (4, 4) on the fourth surface, and the imaging spots (2 , 7) (2, 8) is overwritten with the imaging spot (5, 1) (5, 2) on the fifth surface. These superimposed image spots (4, 3), (4, 4) and image spots (5, 1), (5, 2) constitute the first spot group scanned simultaneously. Yes.

これらにより、各露光像は位置によらず同一の露光分布となり、トナー像においても濃度ムラの発生のない均一な濃度分布が得られることになる。   As a result, the exposure images have the same exposure distribution regardless of the position, and a uniform density distribution without density unevenness can be obtained even in the toner image.

本実施形態では、1走査あたりの被走査面移動量がn/mであり、前述した条件、すなわち各ライン番号L1乃至Lnを結像スポット数で除した剰余がn/m未満の自然数であり、かつm回出現する条件をみたしている。   In this embodiment, the amount of movement of the scanned surface per scan is n / m, and the above-described condition, that is, the remainder obtained by dividing each line number L1 to Ln by the number of imaging spots is a natural number less than n / m. And the condition of appearing m times.

また、隣り合うスポット群では、その先頭の結像スポット間をLとして、Lはスポット群数rと最大公約数が1である自然数qにスポット群中の結像スポット数cをレーザ重ね合わせ本数mで割った数と、走査線間隔pと、を乗じた量であり、かつスポット群中の結像スポット数cと重ね書き数mの商は自然数である条件を満たしている。   In adjacent spot groups, L is the distance between the first imaging spots, and L is the number of spot groups r and the natural number q with the greatest common divisor being 1, and the number of imaging spots c in the spot group is the number of laser overlays. It is an amount obtained by multiplying the number divided by m and the scanning line interval p, and the quotient of the imaging spot number c in the spot group and the overwriting number m satisfies the condition of a natural number.

次に、本発明の参考例について説明する。参考例でも、光走査装置及び画像形成装置の基本的構成は第1実施形態と略同一とされているので、詳細な説明を省略する。 Next, reference examples of the present invention will be described. Also in the reference example , the basic configurations of the optical scanning device and the image forming apparatus are substantially the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

参考例では、回転多面鏡66として、6つの偏向面を有するものを使用し、24ビームにより走査する例を挙げている。すなわち、図9に示すように、1度の偏向走査で24本の走査線を形成し、被走査面の移動により、つぎの偏向面の走査では結像スポットが走査線6本分だけ副走査方向に移動した位置に走査される。なお、参考例では、1度の偏向走査によって形成される複数本(本実施形態では24本)の走査線は、副走査方向に離間することなく隣接しており、この点において、第1〜第4実施形態とは異なっている。 In the reference example , an example in which a rotating polygon mirror 66 having six deflection surfaces is used and scanning is performed with 24 beams is given. That is, as shown in FIG. 9, 24 scanning lines are formed by one deflection scanning, and by moving the surface to be scanned, the image forming spot is sub-scanned by 6 scanning lines in the next scanning of the deflection surface. Scanned to the position moved in the direction. In the reference example , a plurality of scanning lines (24 in the present embodiment) formed by one deflection scanning are adjacent to each other without being separated in the sub-scanning direction. This is different from the fourth embodiment.

この様な走査を繰り返すことにより、1本の走査線は回転多面鏡66の偏向面4面分の偏向走査による4回の重ねあわせにより形成されることになる。たとえば、2面目の偏向走査により形成される走査線中の(2,19)ラインに着目すると、3面の(3,13),4面の(4,7),5面の(5,1)のそれぞれ、すなわち異なる3面の走査線が重なることになる。   By repeating such scanning, one scanning line is formed by four times of superposition by deflection scanning for the four deflection surfaces of the rotary polygon mirror 66. For example, paying attention to the (2,19) line in the scanning line formed by the deflection scanning on the second surface, (3,13) on the third surface, (4,7) on the fourth surface, (5,1) on the fifth surface. ), That is, three different scanning lines overlap.

このように構成することにより、走査に伴う位置ずれ(たとえば、面精度に起因するジッターや倒れ補正誤差によるピッチムラ、複数ビーム間隔ピッチ誤差)があっても、その影響による画質劣化を抑制することができる。   By configuring in this way, even if there is a positional deviation accompanying scanning (for example, jitter due to surface accuracy, pitch unevenness due to tilt correction error, pitch error of multiple beam intervals), image quality deterioration due to the influence can be suppressed. it can.

なお、図9は、2面目の偏向走査時に偏向面の面精度に起因したジッターにおる走査位置ずれがある場合の例である。本実施形態における効果を、従来例との比較において、図10により説明する。   FIG. 9 shows an example in which there is a scanning position shift due to jitter due to the surface accuracy of the deflection surface during the deflection scanning of the second surface. The effect of this embodiment will be described with reference to FIG. 10 in comparison with the conventional example.

図10にはそれぞれ、は被走査面上のビーム強度分布が示されており、図10(A)は重ね合わせなしの場合の単独ドットの強度分布であり、図10(B)は1ドットをb1、b2の2回の重ね書きにより形成した場合である。また、図10(C)は、1ドットをc1〜c4の4回の重ね書きにより形成した本実施形態の場合である。   FIG. 10 shows the beam intensity distribution on the surface to be scanned, FIG. 10 (A) shows the intensity distribution of single dots without overlay, and FIG. 10 (B) shows one dot. This is a case where it is formed by two overwrites of b1 and b2. FIG. 10C shows the case of this embodiment in which one dot is formed by four times overwriting of c1 to c4.

図10(B)に示す2回重ね書きの場合、本来であれば、b1とb2は同一位置に描かれ、その合成強度分布はa1と同じになる。しかし、たとえばb2を走査する際にジッターにより主走査方向にビームがずれた場合を想定すると、その合成強度分布は主走査方向に広がり、ピーク強度が下がるとともにその重心位置は太い一点鎖線Bで示す位置にずれる。この従来例の場合、1ドット相当のジッターでb2が1ドットずれると、その重心位置は1/2ドットずれ、細線のがたつきや、スクリーン構造の乱れ等の画質劣化が生じてしまう。   In the case of the two-time overwriting shown in FIG. 10B, b1 and b2 are originally drawn at the same position, and the combined intensity distribution is the same as a1. However, assuming that the beam is shifted in the main scanning direction due to jitter when scanning b2, for example, the combined intensity distribution spreads in the main scanning direction, the peak intensity decreases, and the center of gravity position is indicated by a thick one-dot chain line B Shift to position. In the case of this conventional example, if b2 shifts by 1 dot with jitter equivalent to 1 dot, the center of gravity shifts by 1/2 dot, and the image quality deteriorates such as the wobbling of fine lines and the disturbance of the screen structure.

これに対して、本実施形態では、1ドットを4回の重ね書きで形成するため、たとえ1回の走査でジッターが発生してもその影響は 1/4に抑制される。すなわち、図10(C)に示すように、たとえばc2に1ドット相当のジッターがあっても、4回の重ね書きのためその影響は1/4に軽減されるため、1/4ドット分の重心位置変化で済み、視認することができなくなる。また、合成強度分布のピーク強度低下も小さくなり、この露光像による潜像電位強度を大きく維持できる。このため、電界強度も大きくなりトナー現像性の低下も抑制できる。たとえば、振動等による不定期な露光位置ずれが重なっても、その影響を軽微にすることができる。   On the other hand, in this embodiment, since one dot is formed by overwriting four times, even if jitter occurs in one scan, the influence is suppressed to ¼. That is, as shown in FIG. 10 (C), for example, even if there is a jitter equivalent to 1 dot in c2, the influence is reduced to 1/4 because of the overwriting of 4 times. It is only necessary to change the position of the center of gravity. In addition, the reduction in the peak intensity of the combined intensity distribution is reduced, and the latent image potential intensity by the exposed image can be maintained large. For this reason, the electric field strength is increased, and a decrease in toner developability can be suppressed. For example, even if irregular exposure position shifts due to vibration or the like overlap, the influence can be reduced.

なお、本実施形態では、主走査方向に位置ずれが生じた場合を例に挙げて説明したが、副走査方向の位置ずれ、すなわち倒れ補正誤差によるピッチムラや複数ビーム間隔誤差に対しても同様な効果を有する。   In this embodiment, the case where a positional deviation occurs in the main scanning direction has been described as an example. However, the same applies to a positional deviation in the sub-scanning direction, that is, pitch unevenness due to a tilt correction error and a plurality of beam interval errors. Has an effect.

このように、1度の偏向走査で形成される複数走査線が回転多面鏡の異なる3面以上の偏向走査により重ねあわされることにより、走査装置の誤差による影響を抑制し、かつ外乱の影響を受けずらくなり、良好なプリントを得ることが可能である。   In this way, a plurality of scanning lines formed by one deflection scan are overlapped by deflection scanning of three or more different surfaces of the rotary polygon mirror, thereby suppressing the influence due to the error of the scanning device and reducing the influence of disturbance. It becomes difficult to receive and it is possible to obtain a good print.

本発明の第1実施形態の画像形成装置の全体構成を示す概略正面図である。1 is a schematic front view illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の画像形成装置の光走査装置を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view illustrating an optical scanning device of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の光走査装置の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the optical scanning device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の光走査装置に対する比較のために、従来において濃度ムラが生じる原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle which a density nonuniformity produces in the past for the comparison with the optical scanning device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の光走査装置の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the optical scanning device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の光走査装置の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the optical scanning device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態の光走査装置の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the optical scanning device of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態の光走査装置に対する比較のために、従来において濃度ムラが生じる原理を示す説明図である。For comparison to the optical scanning device of the fourth embodiment of the present invention, is an explanatory diagram showing the principle of density unevenness occurs in the prior art. 本発明の参考例の光走査装置の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the optical scanning device of the reference example of this invention. 被走査面上でのレーザビームの強度分布を示すグラフであり、(A)は重ね合わせなしの場合、(B)は2回の重ね書きを行う場合、(C)は4回の重ね書きを行う参考例の場合である。It is a graph which shows intensity distribution of the laser beam on a to-be-scanned surface, (A) is a case where there is no superposition, (B) is a case where two times of overwriting are performed, and (C) is a case where four times of overwriting are performed. This is a case of a reference example to be performed. 従来の光走査装置において濃度特性変化が発生する原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle which density characteristic change generate | occur | produces in the conventional optical scanning device. 従来の光走査装置における副走査方向の位置と露光エネルギーとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position of the subscanning direction in a conventional optical scanning device, and exposure energy. 従来の光走査装置において筋状の濃度ムラが発生する原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle which a stripe-shaped density nonuniformity generate | occur | produces in the conventional optical scanning device. 従来の光走査装置での主走査方向の位置とビーム強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position of the main scanning direction and the beam intensity in the conventional optical scanning device. 従来の光走査装置において筋状の濃度ムラが発生する原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle which a stripe-shaped density nonuniformity generate | occur | produces in the conventional optical scanning device.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像形成装置
12 感光体ドラム
14 帯電器
16 光走査装置
18 現像装置
18Y,18M,18C,18K 現像器
20 現像ローラ
22 除電・清掃器
24 中間転写ベルト
26 ローラ
26,28,30 ローラ
30 ローラ
32 転写器
34 トレイ
36 ローラ
38 ローラ対
40 ローラ
42 転写器
44 定着器
50 面発光レーザアレイ
52 コリメートレンズ
54 ハーフミラー
56 レンズ
58 光量センサ
60 アパーチャ
62 シリンダレンズ
64 ミラー
66 回転多面鏡
68,70 Fθレンズ
72 シリンダミラー
72,74 シリンダミラー
76 ピックアップミラー
78 ビーム位置検出センサ
P 用紙
c 結像スポット数
L 結像スポット間距離
c 結像スポット数
m 重ね合わせのレーザビーム本数
p 走査線間隔
r スポット群数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 12 Photosensitive drum 14 Charging device 16 Optical scanning device 18 Developing device 18Y, 18M, 18C, 18K Developing device 20 Developing roller 22 Static elimination / cleaning device 24 Intermediate transfer belt 26 Roller 26, 28, 30 Roller 30 Roller 32 Transfer device 34 Tray 36 Roller 38 Roller pair 40 Roller 42 Transfer device 44 Fixing device 50 Surface emitting laser array 52 Collimating lens 54 Half mirror 56 Lens 58 Light quantity sensor 60 Aperture 62 Cylinder lens 64 Mirror 66 Rotating polygon mirror 68, 70 Fθ lens 72 Cylinder mirrors 72 and 74 Cylinder mirror 76 Pickup mirror 78 Beam position detection sensor P Paper
c Number of imaging spots L Distance between imaging spots c Number of imaging spots m Number of superposed laser beams p Scanning line spacing r Number of spot groups

Claims (8)

複数の発光点を備えた光源部と、
前記光源部の複数の発光点から射出された複数のレーザビームが入射する偏向前光学系と、
一定周期で回転する回転多面鏡を有し、前記偏向前光学系を経た複数のレーザビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、
前記主走査方向と直交する副走査方向に移動可能とされる像担持体と、
前記偏向手段で偏向されたレーザビームを前記像担持体上の被走査面に結像させる走査光学系と、
を備え、
前記被走査面に形成される走査線が複数回の偏向による結像スポットの重ねあわせにより形成されるとともに、
前記複数のレーザビームが前記被走査面上で副走査方向に不等間隔となる部分を有するように配置され、
前記走査線が、前記被走査面上に形成される前記結像スポットの前記偏向手段の偏向による前記主走査方向への走査と、その後の前記像担持体の前記副走査方向への移動と、を繰り返すことで、前記回転多面鏡の異なる3面以上の偏向による2つ又は3つの結像スポットの重ねあわせで前記被走査面上に形成される、ことを特徴とする光走査装置。
A light source unit having a plurality of light emitting points;
A pre-deflection optical system on which a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting points of the light source unit are incident;
A deflecting unit that has a rotating polygon mirror that rotates at a constant period and deflects a plurality of laser beams that have passed through the pre-deflection optical system in a main scanning direction;
An image carrier that is movable in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction;
A scanning optical system that forms an image of the laser beam deflected by the deflecting unit on a surface to be scanned on the image carrier;
With
A scanning line formed on the surface to be scanned is formed by overlapping imaging spots by a plurality of deflections, and
The plurality of laser beams are arranged so as to have unequal intervals in the sub-scanning direction on the scanned surface,
The scanning line is scanned in the main scanning direction by the deflection of the deflection means of the imaging spot formed on the scanned surface, and then the image carrier is moved in the sub-scanning direction, by repeating the above two or three imaging superposition of spots by the rotating polygon mirror of different three sides or more deflection is formed on the surface to be scanned, the optical scanning device, characterized in that.
複数の発光点を備えた光源部と、
前記光源部の複数の発光点から射出された複数のレーザビームが入射する偏向前光学系と、
一定周期で回転する回転多面鏡を有し、前記偏向前光学系を経た複数のレーザビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、
前記主走査方向と直交する副走査方向に移動可能とされる像担持体と、
前記偏向手段で偏向されたレーザビームを前記像担持体上の被走査面に結像させる走査光学系と、
を備え、
前記被走査面に形成される走査線が複数回の偏向による結像スポットの重ねあわせにより形成されるとともに、
複数レーザビームの本数をn、同一の走査線を形成する際に重ねあわせるレーザビーム本数をm、1回の偏向により形成される複数走査線の先頭から各走査線までのライン番号を各々L2乃至Lnとしたとき、L2乃至Lnを(n/m)で除した剰余がn/m未満の自然数であり、かつm回出現する、ことを特徴とする光走査装置。
A light source unit having a plurality of light emitting points;
A pre-deflection optical system on which a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting points of the light source unit are incident;
A deflecting unit that has a rotating polygon mirror that rotates at a constant period and deflects a plurality of laser beams that have passed through the pre-deflection optical system in a main scanning direction;
An image carrier that is movable in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction;
A scanning optical system that forms an image of the laser beam deflected by the deflecting unit on a surface to be scanned on the image carrier;
With
The scanning line formed on the surface to be scanned is formed by overlapping imaging spots by a plurality of deflections, and
The number of laser beams is n, the number of laser beams to be overlapped when forming the same scanning line is m, and the line numbers from the head of the plurality of scanning lines formed by one deflection to each scanning line are L2 to An optical scanning device, wherein when Ln is taken, a remainder obtained by dividing L2 to Ln by (n / m) is a natural number less than n / m and appears m times.
複数の発光点を備えた光源部と、
前記光源部の複数の発光点から射出された複数のレーザビームが入射する偏向前光学系と、
一定周期で回転する回転多面鏡を有し、前記偏向前光学系を経た複数のレーザビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、
前記偏向手段で偏向されたレーザビームを被走査面に結像させる走査光学系と、
前記主走査方向と直交する副走査方向に移動可能とされこのレーザービームによって露光される像担持体と、
を備え、
前記被走査面に形成される走査線が複数回の偏向による結像スポットの重ねあわせにより形成されるとともに、
前記走査線が、1回の偏向により形成される複数走査線のうち隣接した走査線を形成するスポット群数をr、スポット群中のスポット数をcとしたとき、隣り合うスポット群では、その先頭の結像スポット間距離Lを、スポット群数rと最大公約数が1である自然数qにスポット群中の結像スポット数cを重ね合わせ数mで割った数と、走査線間隔pを乗じた距離とし、かつスポット群中の結像スポット数cと重ね書きレーザ本数mの商は自然数であるように前記被走査面上に形成される、ことを特徴とする光走査装置。
A light source unit having a plurality of light emitting points;
A pre-deflection optical system on which a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting points of the light source unit are incident;
A deflecting unit that has a rotating polygon mirror that rotates at a constant period and deflects a plurality of laser beams that have passed through the pre-deflection optical system in a main scanning direction;
A scanning optical system that forms an image of the laser beam deflected by the deflecting unit on a surface to be scanned;
An image carrier that is movable in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction and is exposed by the laser beam;
With
The scanning line formed on the surface to be scanned is formed by overlapping imaging spots by a plurality of deflections, and
When the number of spot groups forming adjacent scanning lines among a plurality of scanning lines formed by one deflection is r and the number of spots in the spot group is c, The distance L between the first imaging spots is obtained by dividing the number of spot groups r and the natural number q having the greatest common divisor of 1 by the number of imaging spots c in the spot group divided by the number of superpositions m, and the scanning line interval p. An optical scanning device characterized by being formed on the surface to be scanned so as to be a multiplied distance and the quotient of the number c of imaging spots in the spot group and the number m of overwritten lasers is a natural number.
前記光源部が、複数の発光点が2次元配列された面発光レーザであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光走査装置。   4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light source unit is a surface emitting laser in which a plurality of light emitting points are two-dimensionally arranged. 5. 前記面発光レーザの複数の発光点のうちレーザービームの主走査方向に対応する主走査対応方向に配列された発光点の少なくとも一部が、この発光点からのレーザービームが被走査面上で副走査方向に隣接した走査線を形成するように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の光走査装置。   Among the plurality of light emitting points of the surface emitting laser, at least a part of the light emitting points arranged in the main scanning corresponding direction corresponding to the main scanning direction of the laser beam has a laser beam from the light emitting point on the surface to be scanned. The optical scanning device according to claim 4, wherein the optical scanning device is arranged so as to form scanning lines adjacent in the scanning direction. レーザービームの走査周期あたりの前記像担持体の副走査方向の移動量が、走査線間隔pに、複数レーザビームの本数nを同一の走査線を形成する際に重ねあわせるレーザビーム本数mで除した数(n/m)を乗じた量である、ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光走査装置。   The amount of movement of the image carrier in the sub-scanning direction per laser beam scanning period is divided by the number m of laser beams to be overlapped when forming the same scanning line at the scanning line interval p. 6. The optical scanning device according to claim 1, which is an amount obtained by multiplying the calculated number (n / m). 前記複数の発光点からのレーザービームが、前記被走査面上において副走査方向に所定の間隔をあけて走査され、複数回の走査によって一定ピッチの露光像が形成されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の光走査装置。   The laser beams from the plurality of light emitting points are scanned at predetermined intervals in the sub-scanning direction on the surface to be scanned, and an exposure image having a constant pitch is formed by a plurality of scans. The optical scanning device according to claim 1. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の光走査装置と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記光走査装置からのレーザービームの露光によって前記像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段で記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 7,
Charging means for charging the image carrier;
Developing means for developing a latent electrostatic image formed on the image carrier by exposure of a laser beam from the optical scanning device to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
Fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium by the transfer means;
An image forming apparatus comprising:
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