JP4539401B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、感光体等の被走査体を走査露光する光走査装置に係り、特に、走査露光における画像品質の低下を抑制させるための技術に関する。   The present invention relates to an optical scanning device that scans and exposes a scanning target such as a photosensitive member, and more particularly to a technique for suppressing a decrease in image quality in scanning exposure.

図11に一般的な光走査装置の一例を示す。この光走査装置は、複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に備えられており、光源91からのビーム光をポリゴンミラー92等の光学系部材93を介して照射し、被走査体である感光体ドラム1表面に照射光によるビームスポットを形成して露光するものである。このような光走査装置の高速化や高解像度化を行う手段としては、ポリゴンミラーの回転速度やビデオクロックの増加が挙げられるが、いずれによる高速化・高解像度化も限界に近づきつつあるため、あまり大きな効果を期待できない。そこで、光源から一度に発せられるビーム光の数を増やし、1回の走査露光で多数の走査ラインを露光する取り組みがなされている。   FIG. 11 shows an example of a general optical scanning device. This optical scanning device is provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer, and irradiates a light beam from a light source 91 through an optical system member 93 such as a polygon mirror 92, and is a photosensitive member as a scanned object. The exposure is performed by forming a beam spot by irradiation light on the surface of the body drum 1. As a means to increase the speed and resolution of such an optical scanning device, the rotation speed of the polygon mirror and the increase of the video clock can be mentioned, but since both the speeding up and the resolution increase are approaching the limit, I cannot expect a big effect. Therefore, efforts are being made to increase the number of light beams emitted from the light source at a time and to expose a large number of scanning lines in one scanning exposure.

複数のビーム光により被走査体を走査露光する技術は従来より知られており、このような走査方式は飛び越し走査方式(例えば、特許文献1および2参照)と隣接走査方式(例えば、特許文献3参照)とに大別される。図12は飛び越し走査方式により形成されるビームスポットの例であり、図13は隣接走査方式により形成されるビームスポットの例である。隣接走査方式にて走査露光を行う場合、平行四辺形の仮想的な格子上の格子点に配置された発光部を有する面発光レーザダイオードアレイ等の面発光型光源が用いられる。例えば、32本の走査ラインを形成する面発光型光源は、8×4の発光部を用いて図14のようにして実現される。このときの解像度が2400dpiであれば、隣接する走査ラインのピッチはおよそ10.6μmとなる。以下においては、この配置の面発光型光源を「(従来の)面発光型光源9」という。
特開平5−176128号公報 特許第3227226号公報 特開2004−109680号公報
A technique for scanning and exposing a scanning object with a plurality of light beams is conventionally known. Such scanning methods include an interlaced scanning method (for example, see Patent Documents 1 and 2) and an adjacent scanning method (for example, Patent Document 3). Reference). FIG. 12 shows an example of a beam spot formed by the interlace scanning method, and FIG. 13 shows an example of a beam spot formed by the adjacent scanning method. When scanning exposure is performed by the adjacent scanning method, a surface-emitting light source such as a surface-emitting laser diode array having a light-emitting portion arranged at a lattice point on a parallelogram virtual lattice is used. For example, a surface-emitting light source that forms 32 scanning lines is realized as shown in FIG. 14 using an 8 × 4 light-emitting unit. If the resolution at this time is 2400 dpi, the pitch of the adjacent scanning lines is approximately 10.6 μm. Hereinafter, the surface-emitting light source having this arrangement is referred to as “(conventional) surface-emitting light source 9”.
JP-A-5-176128 Japanese Patent No. 3227226 JP 2004-109680 A

面発光型光源は光走査装置の高速化・高解像度化を容易に実現するが、その一方で、画像欠陥を発生させやすいという問題がある。これは、面発光型光源によって一度に多数の走査ラインを形成しようとすると、面発光型光源の回転(スキュー)誤差がビームスポットの形成位置に重大な影響を及ぼすからである。   A surface-emitting light source easily realizes an increase in speed and resolution of an optical scanning device, but has a problem that an image defect is likely to occur. This is because if a large number of scanning lines are formed at once by a surface-emitting light source, a rotation (skew) error of the surface-emitting light source has a significant effect on the position where the beam spot is formed.

図15は、図14の面発光型光源9が2°スキューしたときのビームスポットの位置を正規の位置(基準位置)と比較した図である。また、図16は、面発光型光源9が2°スキューした状態で形成される走査ラインを示した図である。図15に示したように、ビームスポットの位置は、基準位置にあっても主走査方向にオフセットしているが、このオフセットは走査露光のタイミングを調整することで解消することができる。しかし、面発光型光源9に生じたスキューによる位置ずれは露光タイミングの調整では解消できないので、図16に示したように走査ラインにずれが生じてしまう。このずれは、1回の走査において4つ(8×4の発光源の場合)のスポット毎に小さな間隙を生じさせ(以下、「第1ギャップ」という)、さらに、1回目の走査と2回目の走査による走査ラインの間に大きな間隙(以下、「第2ギャップ」という)を生じさせる。つまり、このとき形成される画像には、発光源の格子形状と総数に依存した周期的なずれが生じる。   FIG. 15 is a diagram comparing the position of the beam spot when the surface-emitting light source 9 of FIG. 14 is skewed by 2 ° with the normal position (reference position). FIG. 16 is a diagram showing scanning lines formed with the surface-emitting light source 9 skewed by 2 °. As shown in FIG. 15, the position of the beam spot is offset in the main scanning direction even at the reference position. This offset can be eliminated by adjusting the timing of scanning exposure. However, since the positional shift due to the skew generated in the surface light source 9 cannot be eliminated by adjusting the exposure timing, the scanning line is shifted as shown in FIG. This shift causes a small gap for each of four spots (in the case of an 8 × 4 light source) in one scan (hereinafter referred to as “first gap”), and further, the first scan and the second scan. A large gap (hereinafter referred to as a “second gap”) is generated between the scanning lines by the scanning. That is, the image formed at this time has a periodic shift depending on the lattice shape and the total number of the light emitting sources.

上述の画像形成装置は画像を微小な周期パターンである網点により表現するため、このような周期的なずれは画像と干渉を起こし、画像にモアレ等の不要な干渉パターンを生じさせる。この干渉パターンは画像のノイズとなり、画像の品質を著しく低下させてしまう。例えば、図16に示した例の場合、第1ギャップは600dpi程度の周期となり、一般的な画像形成装置により形成される画像と干渉性の高いノイズとなる。また、第2ギャップに至っては19.1μmとなり、画像と干渉しなくとも視覚的に十分検知されうるノイズとなる。   Since the above-described image forming apparatus expresses an image with halftone dots which are minute periodic patterns, such a periodic shift causes interference with the image, and an unnecessary interference pattern such as moire is generated in the image. This interference pattern becomes image noise, which significantly degrades the image quality. For example, in the case of the example shown in FIG. 16, the first gap has a period of about 600 dpi, resulting in noise having high coherence with an image formed by a general image forming apparatus. In addition, when the second gap is reached, it is 19.1 μm, which is noise that can be visually detected without interference with the image.

このように、2°程度の誤差であっても、形成される画像には無視できないノイズが発生する。その結果、画像形成装置の製造公差として許容されうる程度の誤差であっても、画像品質を低下させるノイズの発生源となってしまっていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、面発光型光源を用いた光走査装置において、画像品質の低下を抑制するための技術を提供することにある。
In this way, even with an error of about 2 °, noise that cannot be ignored occurs in the formed image. As a result, even an error that is acceptable as a manufacturing tolerance of the image forming apparatus has become a source of noise that degrades the image quality.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for suppressing a decrease in image quality in an optical scanning device using a surface-emitting light source.

上述の目的を達成するために、本発明は、始点を共通にする2つの基底ベクトルの整数倍の一次結合で表されるベクトルの終点及び前記始点の位置において仮想的な平行四辺形状の格を形成する格子点に配置される複数の発光点であって、被走査体において隣接する走査ラインを形成させる光を照射する発光点間の距離が、いずれも前記2つの基底ベクトルの大きさのいずれとも等しくならないように配置されている複数の発光点を有する面発光型の光源と、前記複数の発光点からそれぞれ照射される光をそれぞれ光束化して被走査体へと導き、各々の前記光束が照射されることにより形成される照射点をそれぞれ主走査方向に移動させることにより、副走査方向に連なった複数の走査ラインを前記被走査体に形成する光学系部材とを備える光走査装置を提供する。
あるいは、本発明は、始点を共通にする2つの基底ベクトルの整数倍の一次結合で表されるベクトルの終点及び前記始点の位置において仮想的な平行四辺形状の格を形成する格子点に配置される複数の発光点であって前記2つの基底ベクトルのいずれかの大きさと等しい距離を有する2つの格子点に配置された前記発光点どうし、いずれも被走査体において互いに隣接しない走査ラインを形成するように配置された複数の発光点を有する面発光型の光源と、前記複数の発光点からそれぞれ照射される光をそれぞれ光束化して被走査体へと導き、各々の前記光束が照射されることにより形成される照射点をそれぞれ主走査方向に移動させることにより、副走査方向に連なった複数の走査ラインを前記被走査体に形成する光学系部材とを備える光走査装置を提供する。
かかる光走査装置によれば、光源の位置ずれに起因するノイズの干渉性を低下させることができるため、干渉パターンの発生を抑制することが可能となる。
To achieve the above object, the present invention provides a virtual parallelogram lattice at a position of the end point and the start point of the vector represented by an integer multiple of a linear combination of two basis vectors using the start to the common a plurality of light emitting points that will be arranged in a lattice point forming the distance between the light emitting point which emits light to form a scan line adjacent in the scanning body, both in the size of the two basis vectors A surface-emitting light source having a plurality of light emitting points arranged so as not to be equal to each other, and light emitted from each of the plurality of light emitting points is converted into a light beam and led to a scanned object. An optical system member that forms a plurality of scanning lines in the sub-scanning direction on the scanning object by moving the irradiation points formed by irradiating each in the main scanning direction. Providing an optical scanning device.
Alternatively, the present invention is arranged in a lattice point forming a virtual parallelogram lattice at a position of the end point and the start point of the vector represented by an integer multiple of a linear combination of two basis vectors using the start to the common a plurality of light emitting points that will be, the how two light emitting points are arranged in two lattice points having any size and equal distance basis vectors but any not adjacent to one another in the scanning target scan line A surface-emitting light source having a plurality of light emitting points arranged so as to form a light source, and light emitted from each of the plurality of light emitting points is converted into a light beam and guided to a scanned object, and each light beam is irradiated An optical system member that forms a plurality of scanning lines in the sub-scanning direction on the scanned body by moving the irradiation points formed in the main scanning direction. Providing that the optical scanning device.
According to such an optical scanning device, it is possible to reduce the coherence of noise caused by the positional deviation of the light source, and thus it is possible to suppress the occurrence of interference patterns.

また、これらの光走査装置において、前記光源は、前記格子を形成する平行線に配置された発光点の数が他の平行線と異なる平行線を含む構成としてもよい。
かかる光走査装置によっても、干渉パターンの発生を抑制することが可能となる。
In these optical scanning devices, the light source may include parallel lines in which the number of light emitting points arranged on the parallel lines forming the lattice is different from other parallel lines.
Such an optical scanning device can also suppress the occurrence of interference patterns.

また、これらの光走査装置において、第1の走査において第1の発光点により形成された走査ラインの一部に対して、第2の走査において前記第1の発光点と異なる第2の発光点が光束を照射する構成としてもよい。
この場合、前記第2の発光点により形成される走査ラインと当該走査ラインと隣り合う走査ラインとの間にあるギャップが、前記第1の発光点により形成された走査ラインと当該走査ラインと隣り合う走査ラインとの間にあるギャップと異なる構成とすると、さらに好適である。
このようにすれば、多重露光を行う場合においても、干渉パターンの発生を抑制することが可能となる。
Further, in these optical scanning devices, a second light emitting point different from the first light emitting point in the second scanning is obtained with respect to a part of the scanning line formed by the first light emitting point in the first scanning. It is good also as a structure which irradiates a light beam.
In this case, a gap between the scanning line formed by the second light emitting point and the scanning line adjacent to the scanning line is adjacent to the scanning line formed by the first light emitting point and the scanning line. It is more preferable that the gap is different from the gap between the scanning lines.
In this way, it is possible to suppress the generation of interference patterns even when performing multiple exposure.

なお、本発明は、上述の光走査装置を備えた電子写真方式等の画像形成装置としても特定され得るものである。   The present invention can also be specified as an electrophotographic image forming apparatus equipped with the above-described optical scanning device.

以上のように、本発明によれば、面発光型光源を用いた光走査装置において干渉パターンの発生を抑制し、その結果、画像品質の低下を抑制することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of an interference pattern in an optical scanning device using a surface-emitting light source, and as a result, it is possible to suppress a decrease in image quality.

[1:第1実施形態]
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の概略構成を示した図である。画像形成装置100は、光走査装置10に加え、感光体ドラム1と、帯電器2と、現像器3と、転写ロール4と、用紙搬送ベルト5と、定着器6とを備える。光走査装置10は図示せぬコンピュータ等の画像出力装置から画像信号を入力され、帯電器2により一様に帯電された感光体ドラム1の表面に画像データに応じたビーム光を照射して露光を行う。ビーム光が照射された部分には静電潜像が形成される。現像器3はこの静電潜像に対してトナーを供給して可視化させ、トナー像を作像する。感光体ドラム1に形成されたトナー像は図中の矢印A方向に移動され、転写ロール4と対向する位置において用紙搬送ベルト5により搬送される記録用紙に転写される。記録用紙は用紙搬送ベルト5によって図中B方向に搬送され、定着器6において加熱および加圧されることによってトナー像が定着される。このようにして画像形成装置100は記録用紙に画像を形成する。
[1: First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. In addition to the optical scanning device 10, the image forming apparatus 100 includes a photosensitive drum 1, a charger 2, a developing device 3, a transfer roll 4, a paper transport belt 5, and a fixing device 6. The optical scanning device 10 receives an image signal from an image output device such as a computer (not shown), and irradiates the surface of the photosensitive drum 1 uniformly charged by the charger 2 by irradiating the light beam corresponding to the image data. I do. An electrostatic latent image is formed in the portion irradiated with the light beam. The developing device 3 supplies toner to the electrostatic latent image to make it visible, and forms a toner image. The toner image formed on the photosensitive drum 1 is moved in the direction of arrow A in the figure, and is transferred onto a recording sheet conveyed by the sheet conveying belt 5 at a position facing the transfer roll 4. The recording paper is transported in the direction B in the figure by the paper transport belt 5, and the toner image is fixed by being heated and pressed by the fixing device 6. In this way, the image forming apparatus 100 forms an image on the recording paper.

図2は、上述の光走査装置10の構成を詳細に示した図である。光走査装置10は、LDアレイ11と、コリメートレンズ12と、ハーフミラー13と、レンズ14と、光検出センサ15と、アパーチャ16と、シリンドリカルレンズ17と、ミラー18と、ポリゴンミラー19と、fθレンズ20、21と、シリンドリカルミラー22、23とを備える。   FIG. 2 is a diagram showing in detail the configuration of the optical scanning device 10 described above. The optical scanning device 10 includes an LD array 11, a collimating lens 12, a half mirror 13, a lens 14, a light detection sensor 15, an aperture 16, a cylindrical lens 17, a mirror 18, a polygon mirror 19, and fθ. Lenses 20 and 21 and cylindrical mirrors 22 and 23 are provided.

LDアレイ11は、レーザダイオード(Laser Diode)による発光点を複数有する面発光型光源である。本実施形態のLDアレイ11は、32本のビーム光を照射して32本の走査ラインを形成するマルチビーム型のアレイ状光源である。コリメートレンズ12はLDアレイ11からのビーム光を平行光化する。ハーフミラー13はビーム光の一部を透過させてアパーチャ16へと導き、一部を反射させて光検出センサ15へと導く。光検出センサ15はレンズ14により結像されたビーム光を受光し、ビーム光の光量を制御するための信号を出力する。アパーチャ16にはビーム光の形状に応じた開口部が設けられており、通過するビーム光を整形する。整形されたビーム光はシリンドリカルレンズ17およびミラー18を介してポリゴンミラー19に照射される。   The LD array 11 is a surface-emitting light source having a plurality of light emitting points by a laser diode. The LD array 11 of this embodiment is a multi-beam type array light source that irradiates 32 light beams to form 32 scanning lines. The collimating lens 12 collimates the beam light from the LD array 11. The half mirror 13 transmits a part of the beam light and guides it to the aperture 16, reflects a part thereof and guides it to the light detection sensor 15. The light detection sensor 15 receives the beam light imaged by the lens 14 and outputs a signal for controlling the light amount of the beam light. The aperture 16 is provided with an opening corresponding to the shape of the light beam, and shapes the light beam passing therethrough. The shaped beam light is applied to the polygon mirror 19 through the cylindrical lens 17 and the mirror 18.

ポリゴンミラー19は、図示せぬ制御部により図中の矢印C方向に回転される多面鏡である。ポリゴンミラー19は回転されながらビーム光を反射することで、ビーム光を主走査方向(感光体ドラム1の軸方向)に線状に移動させる。このビーム光はfθレンズ20、21およびシリンドリカルミラー22、23を介して感光体ドラム1表面に結像される。   The polygon mirror 19 is a polygon mirror that is rotated in the direction of arrow C in the drawing by a control unit (not shown). The polygon mirror 19 reflects the beam light while rotating, thereby moving the beam light in a linear manner in the main scanning direction (the axial direction of the photosensitive drum 1). This beam light is imaged on the surface of the photosensitive drum 1 through the fθ lenses 20 and 21 and the cylindrical mirrors 22 and 23.

以上の構成のもと、光走査装置10は入力された画像信号に応じて変調されたビーム光
を感光体ドラム1に照射する。このビーム光を感光体ドラム1が回転しながら受光することで、感光体ドラム1表面には画像信号に応じた静電潜像が形成される。なお、上述のコリメートレンズ12、ハーフミラー13、アパーチャ16、シリンドリカルレンズ17、ミラー18、ポリゴンミラー19、fθレンズ20、21およびシリンドリカルミラー22、23は、LDアレイ11からの光を感光体ドラム1へと導く機能を有している。そこでここでは、これらを総称して「光学系部材」という。
With the above configuration, the optical scanning device 10 irradiates the photosensitive drum 1 with the light beam modulated according to the input image signal. By receiving the beam light while the photosensitive drum 1 rotates, an electrostatic latent image corresponding to an image signal is formed on the surface of the photosensitive drum 1. The collimating lens 12, the half mirror 13, the aperture 16, the cylindrical lens 17, the mirror 18, the polygon mirror 19, the fθ lenses 20 and 21, and the cylindrical mirrors 22 and 23 receive the light from the LD array 11 on the photosensitive drum 1. It has a function that leads to Therefore, here, these are collectively referred to as “optical members”.

画像形成装置100および光走査装置10の概略構成は以上の通りである。続いて、本実施形態の光走査装置10のLDアレイ11の構造について説明する。
図3は、本実施形態のLDアレイ11の発光点の配置を示した図である。本実施形態のLDアレイ11においては、発光点は平行四辺形の格子上の点のうちp〜p32に示された点に配置されている。なお、点pに付された添字「n」は、走査ラインの順番に対応しており、この走査ラインのピッチは2400dpi相当、つまり約10.6μmであるとする。
The schematic configurations of the image forming apparatus 100 and the optical scanning apparatus 10 are as described above. Next, the structure of the LD array 11 of the optical scanning device 10 of this embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of the light emitting points of the LD array 11 of the present embodiment. In the LD array 11 of the present embodiment, the light emitting points are arranged at points indicated by p 1 to p 32 among points on the parallelogram lattice. Incidentally, subscript attached to the point p n "n" corresponds to the order of the scanning lines, the pitch of the scanning lines and 2400dpi equivalent, or about 10.6 [mu] m.

本実施形態における発光点pの位置は、以下のように決定されている。まず、隣接する発光点どうしを結んだ辺を長辺とする直角三角形においてtanθ=1/2となるように傾きを定義し、この傾きに沿って4つの発光点を配置する。このとき、隣接する発光点どうしが隣接する走査ラインを形成せず、その間に走査ラインが1ライン形成されるような間隔となるレーザの傾きと光学倍率を求め、この位置を発光点p、p、p、pとする。これらの発光点により形成される位置のことを、以下では「第1列」という。 The position of the light-emitting point p n in the present embodiment is determined as follows. First, an inclination is defined so that tan θ = ½ in a right triangle having a long side connecting adjacent light emitting points, and four light emitting points are arranged along this inclination. At this time, the laser tilt and the optical magnification are determined so that adjacent light emitting points do not form adjacent scanning lines and one scanning line is formed between them, and this position is determined as the light emitting point p 1 , Let p 3 , p 5 and p 7 . The position formed by these light emitting points is hereinafter referred to as “first column”.

次いで、前段において走査ラインが形成されなかった位置を埋めるようにして発光点p、p、p、pを定義し、この位置のことを「第2列」とする。この時点で発光点p、p、p、pの4点により平行四辺形が形成されるので、その後はこの平行四辺形と合同な平行四辺形が形成される点に順次発光点を配置していけばよい。すなわちこのとき、上述の第1列、第2列と等間隔となる第3列、第4列、…、第8列に発光点が配置される。 Next, the light emitting points p 2 , p 4 , p 6 , and p 8 are defined so as to fill the position where the scanning line is not formed in the previous stage, and this position is defined as the “second column”. At this time, the parallelogram is formed by the four points of the light emitting points p 1 , p 3 , p 6 , and p 8 , and thereafter, the light emitting points are sequentially formed at points where a parallelogram congruent with the parallelogram is formed. Should be arranged. That is, at this time, the light emitting points are arranged in the third column, the fourth column,.

このとき、図4に示すように、ある基準となる発光点(ここでは発光点pとする)からの距離が最短となる2つの発光点に向けて基底ベクトルr、rを定義すると、全ての発光点は各基底ベクトルr、rの整数倍のベクトル和、すなわち一次結合で表現することができる。 At this time, as shown in FIG. 4, when the basis vectors r 1 and r 2 are defined toward the two light emitting points having the shortest distance from a certain light emitting point (here, the light emitting point p 1 ). , All the light emitting points can be expressed by vector sums of integer multiples of the respective basis vectors r 1 and r 2 , that is, linear combinations.

このように発光点pを配置すると、LDアレイ11において隣接する発光点による照射点が形成する走査ラインどうしは感光体ドラム1表面において隣接せず、逆に、感光体ドラム1表面において隣接する走査ラインを形成する発光点どうしはLDアレイ11において隣接しない、という関係を満たす。この場合において、隣接する発光点とは発光点間の距離が基底ベクトルr、rのいずれかと等しい関係にある発光点のことであり、隣接しない発光点とはそれ以外の関係にある発光点のことである。例えば、図4の発光点pに隣接する発光点はp、p、p、p11である。図3を参照すれば明らかなように、これらの発光点p、p、p、p11による照射点はいずれも、感光体ドラム1において発光点pが形成する走査ラインに隣接する走査ラインを形成しない。 When the light emitting points pn are arranged in this way, the scanning lines formed by the irradiation points by the adjacent light emitting points in the LD array 11 are not adjacent to each other on the surface of the photosensitive drum 1, and conversely, are adjacent to each other on the surface of the photosensitive drum 1. The relationship that the light emitting points forming the scanning line are not adjacent to each other in the LD array 11 is satisfied. In this case, the adjacent light emitting points are light emitting points in which the distance between the light emitting points is equal to one of the base vectors r 1 and r 2 , and the light emitting points have a relationship other than the light emitting points that are not adjacent to each other. It is a point. For example, the light emitting points adjacent to the light emitting point p 6 in FIG. 4 are p 1 , p 4 , p 8 , and p 11 . As apparent from FIG. 3, the irradiation points by these light emitting points p 1 , p 4 , p 8 and p 11 are all adjacent to the scanning line formed by the light emitting point p 6 on the photosensitive drum 1. No scan line is formed.

この配置によるLDアレイ11が奏する効果について、図14〜16に示した従来の面発光型光源9と比較しながら説明する。
図5は、LDアレイ11に図15と同様の2°のスキューが発生した場合のビームスポットの位置を示した図である。また、図6は、LDアレイ11に2°のスキューが発生した状態で感光体ドラム1に形成される走査ラインを示した図である。図6を図16と比較すると明らかように、本実施形態のLDアレイ11においては、面発光型光源9よりも第1ギャップが目立たなくなっており、その規則性が低下していることがわかる。規則性が低下することにより、本実施形態のLDアレイ11はモアレ等の干渉パターンを発生させにくくなっている。また、面発光型光源9における第2ギャップが19.1μmであったのに対して、本実施形態のLDアレイ11における第2ギャップは12.7μmであり、第2ギャップが約35%緩和されていることがわかる。上記説明により示されたように、本実施形態のLDアレイ11によれば、従来の面発光型光源9よりもノイズの発生を少なくし、画像品質の低下を抑制することが可能となる。
The effect produced by the LD array 11 by this arrangement will be described in comparison with the conventional surface-emitting light source 9 shown in FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing the position of the beam spot when the same 2 ° skew as in FIG. 15 occurs in the LD array 11. FIG. 6 is a diagram showing scanning lines formed on the photosensitive drum 1 in a state where a skew of 2 ° is generated in the LD array 11. As can be seen from a comparison of FIG. 6 with FIG. 16, in the LD array 11 of the present embodiment, the first gap is less noticeable than the surface-emitting light source 9, and the regularity thereof is reduced. Due to the decrease in regularity, the LD array 11 of this embodiment is less likely to generate an interference pattern such as moire. The second gap in the surface emitting light source 9 was 19.1 μm, whereas the second gap in the LD array 11 of the present embodiment was 12.7 μm, and the second gap was relaxed by about 35%. You can see that As shown in the above description, according to the LD array 11 of the present embodiment, it is possible to reduce the generation of noise and suppress the deterioration of image quality as compared with the conventional surface-emitting light source 9.

[2:第2実施形態]
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態の画像形成装置が上述の画像形成装置100と異なる点は、光走査装置の光源部分のみである。そこで、以下においては光源部分を中心に説明し、上述の第1実施形態の画像形成装置100と同様の構成を有する部分については、適宜説明を省略する。
[2: Second Embodiment]
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described. The image forming apparatus of the present embodiment is different from the image forming apparatus 100 described above only in the light source portion of the optical scanning device. Therefore, the following description will be focused on the light source portion, and description of the portion having the same configuration as that of the image forming apparatus 100 of the first embodiment will be omitted as appropriate.

図7は、本実施形態のLDアレイ21の発光点の配置を示した図である。本実施形態のLDアレイ21は、上述の第1実施形態のLDアレイ11と同様の基底ベクトルにより規定される格子上に発光点が配置されている。LDアレイ11は第1列〜第8列の各列に4個の発光点が配置されていたが、本実施形態のLDアレイ21においては、第1列に3個、第2、3、6列に5個、第4、5列に6個、第7列に2個というように発光点が配置され、その総数が32個となっている。このように、本発明における光源部分は、各列の発光点の数を異ならせた構成としてもよい。   FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of the light emitting points of the LD array 21 of the present embodiment. In the LD array 21 of the present embodiment, light emitting points are arranged on a lattice defined by the same basis vectors as the LD array 11 of the first embodiment described above. In the LD array 11, four light emitting points are arranged in each of the first column to the eighth column. However, in the LD array 21 of this embodiment, three in the first column, the second, third, and sixth columns. The light emitting points are arranged in such a manner that there are five in the row, six in the fourth and fifth rows, and two in the seventh row, and the total number is 32. Thus, the light source part in the present invention may have a configuration in which the number of light emitting points in each column is different.

この配置によるLDアレイ21が奏する効果について、図14〜16に示した従来の面発光型光源9および上述の第1実施形態のLDアレイ11と比較しながら説明する。
図8は、LDアレイ21に図15と同様の2°のスキューが発生した場合のビームスポットの位置を示した図である。また、図9は、LDアレイ21に2°のスキューが発生した状態で感光体ドラム1に形成される走査ラインを示した図である。図9を図16と比較すると、本実施形態においても第1ギャップの緩和が確認できる。また、第2ギャップは17.6μmとなり、効果としては第1実施形態のLDアレイ11よりも劣るものの、面発光型光源9の第2ギャップよりは小さくなっていることがわかる。
以上のように、本実施形態のLDアレイ21によっても、従来の面発光型光源9よりもノイズの発生を少なくし、画像品質の低下を抑制することが可能となる。
The effect produced by the LD array 21 by this arrangement will be described in comparison with the conventional surface-emitting light source 9 shown in FIGS. 14 to 16 and the LD array 11 of the first embodiment described above.
FIG. 8 is a diagram showing the position of the beam spot when a 2 ° skew similar to FIG. 15 occurs in the LD array 21. FIG. 9 is a diagram showing scanning lines formed on the photosensitive drum 1 with a 2 ° skew generated in the LD array 21. When FIG. 9 is compared with FIG. 16, relaxation of the first gap can be confirmed also in the present embodiment. Further, the second gap is 17.6 μm, and although it is inferior to the LD array 11 of the first embodiment as an effect, it can be seen that it is smaller than the second gap of the surface emitting light source 9.
As described above, the LD array 21 of the present embodiment can also reduce the generation of noise and suppress the deterioration of the image quality as compared with the conventional surface-emitting light source 9.

[3:第3実施形態]
続いて、本発明の第3の実施形態について説明する。ここでは、上述の第1および第2実施形態において説明されたLDアレイ11およびLDアレイ21を用いて、感光体ドラム1表面を多重露光する場合の例について説明する。
[3: Third Embodiment]
Subsequently, a third embodiment of the present invention will be described. Here, an example in which the surface of the photosensitive drum 1 is subjected to multiple exposure using the LD array 11 and the LD array 21 described in the first and second embodiments will be described.

図10は、従来の面発光型光源9(a)、第1実施形態のLDアレイ11(b)および第2実施形態のLDアレイ21(c)のそれぞれで二重露光を行った場合の走査ラインを示した図である。同図においては、いずれも上述した説明と同様の2°のスキューが発生している場合を示している。図10(a)を参照すると、面発光型光源9では二重露光した場合に第1ギャップが緩和されないことがわかる。これは、面発光型光源9上の発光点の位置が右→右→右→左→右→右→右→左…というように規則的な順序で変化し、4走査ライン毎に発生するギャップが1回目の走査ラインと2回目の走査ラインにおいてちょうど重なってしまうためである。これに対して、図10(b)、(c)の例では、もともとギャップが小さいことに加え、ギャップの発生間隔が1回目の走査ラインと2回目の走査ラインにおいて重ならないために、ギャップがさらに目立ちにくくなっている。このため、本発明のLDアレイは、多重露光方式で走査露光を行う場合においても、第1ギャップに起因する周期的なノイズを低減させ、画質の低下を抑制することが可能となる。   FIG. 10 shows scanning when double exposure is performed with each of the conventional surface-emitting light source 9 (a), the LD array 11 (b) of the first embodiment, and the LD array 21 (c) of the second embodiment. It is the figure which showed the line. In the drawing, the same 2 ° skew as that described above is shown. Referring to FIG. 10A, it can be seen that the first gap is not relaxed in the surface-emitting light source 9 when double exposure is performed. This is because the position of the light emitting point on the surface light source 9 changes in a regular order such as right → right → right → left → right → right → right → left... And the gap generated every four scanning lines. This is because the first scanning line and the second scanning line just overlap each other. On the other hand, in the examples of FIGS. 10B and 10C, the gap is originally small, and the gap generation interval does not overlap between the first scan line and the second scan line. It is even less noticeable. For this reason, the LD array of the present invention can reduce periodic noise caused by the first gap and suppress degradation of image quality even when scanning exposure is performed by the multiple exposure method.

[4:変形例]
以上3つの実施形態を示して本発明を説明したが、本発明はもちろん、上述した実施形態による実施に限定されるものではない。例えば、発光点の数は32個に限らず、16個や64個であってもよいし、もちろん他の数でもよい。また、発光点の配置についても種々の変形が可能であり、上述の実施形態に示した格子形状や基底ベクトルは、その形状や方向を変化させたものであってもよい。
また、本発明は、上述のような光走査装置として特定することが可能であるとともに、この光走査装置を備えた画像形成装置としても特定することが可能である。
[4: Modification]
Although the present invention has been described with reference to the three embodiments, the present invention is of course not limited to the embodiment described above. For example, the number of light emitting points is not limited to 32, but may be 16 or 64, or of course other numbers. Also, various modifications can be made to the arrangement of the light emitting points, and the lattice shape and the basis vector shown in the above-described embodiment may be changed in shape and direction.
In addition, the present invention can be specified as an optical scanning device as described above, and can also be specified as an image forming apparatus including the optical scanning device.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 同実施形態の画像形成装置に備わる光走査装置の構成を詳細に示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating in detail a configuration of an optical scanning device provided in the image forming apparatus of the embodiment. 同実施形態の光走査装置に備わるLDアレイにおける発光点の配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the light emission point in the LD array with which the optical scanning apparatus of the embodiment is equipped. 同実施形態のLDアレイにおける発光点の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the light emission point in the LD array of the embodiment. 同実施形態のLDアレイに2°のスキューが発生した場合のビームスポットの位置を示した図である。It is the figure which showed the position of the beam spot when 2 degree skew generate | occur | produced in LD array of the embodiment. 同実施形態のLDアレイに2°のスキューが発生した状態で感光体ドラムに形成される走査ラインを示した図である。FIG. 6 is a diagram showing scanning lines formed on the photosensitive drum in a state where a skew of 2 ° is generated in the LD array of the same embodiment. 本発明の第2の実施形態におけるLDアレイの発光点の配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the light emission point of LD array in the 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態のLDアレイに2°のスキューが発生した場合のビームスポットの位置を示した図である。It is the figure which showed the position of the beam spot when 2 degree skew generate | occur | produced in LD array of the embodiment. 同実施形態のLDアレイに2°のスキューが発生した状態で感光体ドラムに形成される走査ラインを示した図である。FIG. 6 is a diagram showing scanning lines formed on the photosensitive drum in a state where a skew of 2 ° is generated in the LD array of the same embodiment. 従来の面発光型光源および本発明のLDアレイのそれぞれで二重露光を行った場合の走査ラインを示した図である。It is the figure which showed the scanning line at the time of performing double exposure with each of the conventional surface emitting light source and the LD array of the present invention. 一般的な光走査装置の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the general optical scanning device. 飛び越し走査方式により形成されるビームスポットを例示した図である。It is the figure which illustrated the beam spot formed by the interlace scanning method. 隣接走査方式により形成されるビームスポットを例示した図である。It is the figure which illustrated the beam spot formed by the adjacent scanning system. 32本の走査ラインを形成する従来の面発光型光源を例示した図である。It is the figure which illustrated the conventional surface emitting light source which forms 32 scanning lines. 従来の面発光型光源が2°スキューしたときのビームスポットの位置を正規の位置と比較した図である。It is the figure which compared the position of the beam spot when the conventional surface emitting light source skewed 2 degrees with the regular position. 従来の面発光型光源が2°スキューした状態で形成される走査ラインを示した図である。It is the figure which showed the scanning line formed in the state which the conventional surface emitting light source skewed 2 degrees.

符号の説明Explanation of symbols

100…画像形成装置、10…光走査装置、11、21…LDアレイ、12…コリメートレンズ、13…ハーフミラー、14…レンズ、15…光検出センサ、16…アパーチャ、17…シリンドリカルレンズ、18…ミラー、19…ポリゴンミラー、20、21…fθレンズ、22、23…シリンドリカルミラー、1…感光体ドラム、2…帯電器、3…現像器、4…転写ロール、5…用紙搬送ベルト、6…定着器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image forming apparatus, 10 ... Optical scanning device, 11, 21 ... LD array, 12 ... Collimating lens, 13 ... Half mirror, 14 ... Lens, 15 ... Light detection sensor, 16 ... Aperture, 17 ... Cylindrical lens, 18 ... Mirror, 19 ... Polygon mirror, 20, 21 ... fθ lens, 22, 23 ... Cylindrical mirror, 1 ... Photosensitive drum, 2 ... Charger, 3 ... Developer, 4 ... Transfer roll, 5 ... Paper transport belt, 6 ... Fixing device

Claims (6)

始点を共通にする2つの基底ベクトルの整数倍の一次結合で表されるベクトルの終点及び前記始点の位置において仮想的な平行四辺形状の格を形成する格子点に配置される複数の発光点であって、被走査体において隣接する走査ラインを形成させる光を照射する発光点間の距離が、いずれも前記2つの基底ベクトルの大きさのいずれとも等しくならないように配置されている複数の発光点を有する面発光型の光源と、
前記複数の発光点からそれぞれ照射される光をそれぞれ光束化して被走査体へと導き、各々の前記光束が照射されることにより形成される照射点をそれぞれ主走査方向に移動させることにより、副走査方向に連なった複数の走査ラインを前記被走査体に形成する光学系部材と
を備えることを特徴とする光走査装置。
A plurality of light emitting points at the location of the end point and the start point of vector represented the starting point by an integer multiple of a linear combination of two basis vectors commonly Ru are arranged in a lattice point forming a virtual parallelogram lattice a is the distance between the light emitting point which emits light to form a scan line adjacent in the scanning member are both either a plurality of light emitting are disposed so as not equally in the size of the two basis vectors A surface-emitting light source having a point;
The light emitted from each of the plurality of light emitting points is converted into a luminous flux and guided to the scanning target, and the irradiation points formed by irradiating each of the luminous fluxes are moved in the main scanning direction, respectively. An optical scanning device, comprising: an optical system member that forms a plurality of scanning lines that are continuous in a scanning direction on the scanned object.
始点を共通にする2つの基底ベクトルの整数倍の一次結合で表されるベクトルの終点及び前記始点の位置において仮想的な平行四辺形状の格を形成する格子点に配置される複数の発光点であって前記2つの基底ベクトルのいずれかの大きさと等しい距離を有する2つの格子点に配置された前記発光点どうし、いずれも被走査体において互いに隣接しない走査ラインを形成するように配置された複数の発光点を有する面発光型の光源と、
前記複数の発光点からそれぞれ照射される光をそれぞれ光束化して被走査体へと導き、各々の前記光束が照射されることにより形成される照射点をそれぞれ主走査方向に移動させることにより、副走査方向に連なった複数の走査ラインを前記被走査体に形成する光学系部材と
を備えることを特徴とする光走査装置。
A plurality of light emitting points at the location of the end point and the start point of vector represented the starting point by an integer multiple of a linear combination of two basis vectors commonly Ru are arranged in a lattice point forming a virtual parallelogram lattice a is the how the light emitting points are arranged in two lattice points having any size and equal distance between two basis vectors and, but arranged both to form a scan line which are not adjacent to each other in the scanning target A surface-emitting light source having a plurality of light-emitting points,
The light emitted from each of the plurality of light emitting points is converted into a luminous flux and guided to the scanning target, and the irradiation points formed by irradiating each of the luminous fluxes are moved in the main scanning direction, respectively. An optical scanning device, comprising: an optical system member that forms a plurality of scanning lines that are continuous in a scanning direction on the scanned object.
前記光源は、
前記格子を形成する平行線に配置された発光点の数が他の平行線と異なる平行線を含む
ことを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。
The light source is
The optical scanning device according to claim 1, wherein the number of light emitting points arranged on the parallel lines forming the grating includes parallel lines different from other parallel lines.
第1の走査において第1の発光点により形成された走査ラインの一部に対して、第2の走査において前記第1の発光点と異なる第2の発光点が光束を照射する
ことを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。
A second light emitting point different from the first light emitting point in the second scan irradiates a part of a scan line formed by the first light emitting point in the first scan. The optical scanning device according to claim 1 or 2.
前記第2の発光点により形成される走査ラインと当該走査ラインと隣り合う走査ラインとの間にあるギャップが、前記第1の発光点により形成された走査ラインと当該走査ラインと隣り合う走査ラインとの間にあるギャップと異なる
ことを特徴とする請求項4記載の光走査装置。
A gap between a scan line formed by the second light emission point and a scan line adjacent to the scan line is a scan line formed by the first light emission point and a scan line adjacent to the scan line. The optical scanning device according to claim 4, wherein the optical scanning device is different from a gap between them.
請求項1または2記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1.
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