JP4915839B2 - 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係り、更に詳しくは、被走査面を走査する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning apparatus that scans a surface to be scanned and an image forming apparatus that includes the optical scanning apparatus.
従来から、カールソンプロセスを用いて多色画像を形成する画像形成装置としては、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンの成分画像に対応する潜像を、4つの感光ドラムの表面上にそれぞれ形成し、これらの潜像を対応する色のトナーにより可視化して得られたトナー像を、転写体を介して記録媒体としての用紙上にそれぞれ重ね合わせて定着させることにより多色画像を形成する画像形成装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この種の画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷によく用いられるようになり、生産性の向上及び画質の高品質化への要求が一層高まっている。 Conventionally, as an image forming apparatus that forms a multicolor image using the Carlson process, for example, latent images corresponding to black, yellow, magenta, and cyan component images are formed on the surfaces of four photosensitive drums, respectively. Image formation in which a multicolor image is formed by superimposing and fixing toner images obtained by visualizing these latent images with corresponding color toners onto a sheet as a recording medium via a transfer member An apparatus is known (see, for example, Patent Document 1). This type of image forming apparatus is often used for simple printing as an on-demand printing system, and demands for improved productivity and higher image quality are increasing.
しかしながら、生産性向上のために処理速度を高速化すると、装置の稼動部からの発熱量が増加するため、各感光ドラムの走査光学系相互間に、装置内部の温度変化や温度斑に起因する経時的な位置ずれが生じ、トナー像の重ね合わせ精度が低下してしまうという不都合が生じる場合がある。 However, if the processing speed is increased to improve productivity, the amount of heat generated from the operating part of the apparatus increases, which is caused by temperature changes and temperature spots inside the apparatus between the scanning optical systems of each photosensitive drum. There may be a disadvantage that the positional deviation with time occurs, and the overlay accuracy of the toner image is lowered.
そこで、転写体上に形成された各色に対応するパターンを検出し、この検出結果に基づいて各色ごとにトナー像の転写位置を補正することにより、画像品質の劣化を防止する方法が提案されている(例えば特許文献2、及び特許文献3参照)。しかしながら、上記の方法は、例えばジョブ間等、通常の処理を中断して行なう必要があり、この方法で補正を頻繁に行うと、装置の稼働率が低下して生産性が低下してしまう。
Therefore, a method for preventing image quality deterioration by detecting a pattern corresponding to each color formed on the transfer body and correcting the transfer position of the toner image for each color based on the detection result has been proposed. (For example, refer to
また、最近では光走査装置による処理を高速化することにより、画像形成装置の生産性の向上を図るための手段としてマルチビーム走査装置が主流となりつつある(例えば特許文献4参照)。マルチビーム走査装置は、複数のビームで一括して被走査面を走査することにより、例えばポリゴンミラーなどの偏向手段の回転速度を増加させることなく、走査速度の向上を図ることが可能となる。 Recently, multi-beam scanning devices are becoming mainstream as a means for improving the productivity of image forming apparatuses by increasing the processing speed of the optical scanning device (see, for example, Patent Document 4). The multi-beam scanning device can improve the scanning speed without increasing the rotational speed of a deflecting means such as a polygon mirror by scanning the surface to be scanned with a plurality of beams at once.
本発明は係る事情の下になされたもので、その第1の目的は、ジョブ中に短時間で被走査面上のビームスポットの位置ずれを低減することが可能な光走査装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide an optical scanning device capable of reducing the positional deviation of a beam spot on a surface to be scanned in a short time during a job. It is in.
また、本発明の第2の目的は、生産性の低下を招くことなく、画像品質の向上を図ることが可能な画像形成装置を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of improving image quality without causing a decrease in productivity.
請求項1に記載の発明は、複数の光源から射出された光ビームにより被走査面を走査する光走査装置であって、前記被走査面に対して複数の光ビームを主走査方向に走査する走査光学系と;前記走査光学系に走査された光ビームを受光し、前記主走査方向に直交する副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅と前記副走査方向の中央部での前記主走査方向の幅との差が前記副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅よりも大きい受光面を有する光検出器と;前記複数の光源を一走査ごとに順次駆動させることより、前記駆動させた光源からの光ビームを前記光検出器に順次入射させ、前記光検出器から順次出力される信号の検出時間を比較することにより、前記複数の光源から射出される光ビームの前記光検出器に対する前記副走査方向の位置を検出する処理装置と;を備える光走査装置である。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、複数の光源から射出された光ビームにより被走査面を走査する光走査装置であって、前記被走査面に対して複数の光ビームを主走査方向に走査する走査光学系と;前記走査光学系に走査された光ビームを受光し、前記主走査方向に直交する副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅と前記副走査方向の中央部での前記主走査方向の幅との差が前記副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅以下である受光面を有する光検出器と;前記複数の光源を一走査ごとに順次駆動させることより、前記駆動させた光源からの光ビームを前記光検出器に順次入射させ、前記光検出器から順次出力される信号の検出時間を比較することにより、前記複数の光源から射出される光ビームの前記光検出器に対する前記副走査方向の位置を検出する処理装置と;を備える光走査装置である。The invention according to
請求項1及び2の光走査装置によれば、被走査面上でのビームスポット位置ずれを低減することが可能となる。According to the optical scanning device of the first and second aspects, it is possible to reduce the beam spot position deviation on the surface to be scanned.
請求項1又は2に記載の光走査装置において、請求項3に記載の光走査装置の如く、前記受光面は、前記主走査方向一の端が前記主走査方向に対して直交することとすることができる。
請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置において、請求項4に記載の光走査装置の如く、前記受光面の形状は、その中心を通り、前記主走査方向に平行な軸に対して線対称であることとすることができる。
The optical scanning device according to
4. The optical scanning device according to
請求項1〜4のいずれか一項に記載の各光走査装置において、請求項5に記載の光走査装置の如く、前記受光面の前記副走査方向の幅は、前記被走査面の一走査時に走査する前記副走査方向の最大書き込み幅よりも大きいこととすることができる。
In the optical scanning apparatus according to any one of claims 1-4, as an optical scanning apparatus according to
請求項1〜5のいずれか一項に記載の各光走査装置において、請求項6に記載の光走査装置の如く、前記複数光源から射出される光ビームの各ビームスポットは、前記被走査面上で前記副走査方向に所定の間隔隔てて形成されることとすることができる。
Each optical scanning device according to any one of
この場合において、請求項7に記載の光走査装置の如く、前記処理装置は、前記検出器から順次出力される信号の検出時間を記憶することとすることができる。
In this case, as in the optical scanning device according to
請求項1〜7のいずれか一項に記載の各光走査装置において、請求項8に記載の光走査装置の如く、前記処理装置は、前記光源を一走査ごとに同一のタイミングで駆動させることとすることができる。
Each optical scanning device according to any one of
請求項1〜7のいずれか一項に記載の各光走査装置において、請求項9に記載の光走査装置の如く、前記処理装置は、前記光源を一走査ごとに前記光源の前記主走査方向の配置位置に応じたタイミングで駆動させることとすることができる。
In the optical scanning apparatus according to any one of
請求項1〜9のいずれか一項に記載の各光走査装置において、請求項10に記載の光走査装置の如く、前記処理装置は、前記検出器から順次出力された信号の検出時間に基づいて、前記複数の光源のうち、前記副走査方向に関し中央にある光源からの光ビームが、前記光検出器の受光面の前記副走査方向に関する中央位置となるように補正することとすることができる。
In the optical scanning device according to any one of
請求項1〜10に記載の各光走査装置において、請求項11に記載の光走査装置の如く、前記走査光学系は、前記複数の光源から射出された光ビームを整形する複数の光学素子と、前記複数の光源から射出されたそれぞれの光ビームを一括して偏向する偏向手段とを備え、前記複数の光学素子は単一のハウジングに収容されていることとすることができる。 Each optical scanning device of Claim 1-10 WHEREIN: As the optical scanning device of Claim 11, the said scanning optical system is the some optical element which shapes the light beam inject | emitted from these light sources, Deflection means for collectively deflecting the respective light beams emitted from the plurality of light sources, and the plurality of optical elements may be accommodated in a single housing.
請求項1〜11に記載の各光走査装置において、請求項12に記載の光走査装置の如く、前記光検出器は、前記ハウジング内に収容されていることとすることができる。
Each optical scanning device of Claims 1-11 WHEREIN: Like the optical scanning device of
請求項13に記載の発明は、多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、請求項1〜12のいずれか一項に記載の光走査装置と;前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と;前記感光体の被走査面にそれぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と;前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と;を備える画像形成装置である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, an image that forms a multicolor image by superimposing and fixing a toner image formed on the basis of a latent image for each color obtained from information on the multicolor image on a recording medium. An optical scanning device according to any one of
これによれば、生産性の低下を招くことなく、画像品質の向上を図ることが可能となる。 According to this, without reducing the productivity, it is possible to improve the image quality.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図11に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ10の概略構成が示されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a
プリンタ10は、カールソンプロセスを用いて、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンのトナー像を普通紙(用紙)上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式のカラープリンタである。このプリンタ10は、図1に示されるように、光走査装置100、4本の感光ドラム30A、30B、30C、30D、転写ベルト40、位置ずれ検出装置45、給紙トレイ60、給紙コロ54、第1レジストローラ対56、第2レジストローラ対52、定着ローラ50、排紙ローラ58、上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置、及び上記構成部品を収容するほぼ直方体状のハウジング12などを備えている。
The
ハウジング12には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ12aが形成され、その排紙トレイ12aの下方に光走査装置100が配置されている。
The
光走査装置100は、感光ドラム30Aに対しては、上位装置(パソコン等)から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム30Bに対してはシアン画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム30Cに対してはマゼンダ画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム30Dに対してはイエロー画像成分の光ビームを走査する。なお、光走査装置100の構成については後述する。
The
4本の感光ドラム30A、30B、30C、30Dは、その表面に、光ビームが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置100の下方にX軸方向に沿って等間隔に配置されている。
The four
感光ドラム30Aは、ハウジング12内部の−X側端部にY軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図1における時計回り(図1の矢印に示される方向)に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図1における12時(上側)の位置に帯電チャージャ32Aが配置され、2時の位置にトナーカートリッジ33Aが配置され、10時の位置にクリーニングケース31Aが配置されている。
The
帯電チャージャ32Aは、長手方向をY軸方向として、感光ドラム30Aの表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム30Aの表面を所定の電圧で帯電させる。
The
トナーカートリッジ33Aは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム30Aとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム30Aの表面に供給する。
The
クリーニングケース31Aは、Y軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム30Aの表面に接するように配置されている。感光ドラム30Aの表面に吸着されたトナーは、感光ドラム30Aの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース31Aの内部に回収される。
The
感光ドラム30Bは、感光ドラム30Aの+X側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図1における時計回り(矢印に示される方向)に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム30Aと同様の位置関係で、帯電チャージャ32B、トナーカートリッジ33B及びクリーニングケース31Bがそれぞれ配置されている。
The
帯電チャージャ32Bは、前述した帯電チャージャ32Aと同様に構成され、感光ドラム30Bの表面を所定の電圧で帯電させる。
The charging
トナーカートリッジ33Bは、シアン画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム30Bとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム30Bの表面に供給する。
The
クリーニングケース31Bは、クリーニングケース31Aと同様に構成され、同様に機能する。
The
感光ドラム30Cは、感光ドラム30Bの+X側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構を介して、図1における時計回り(矢印に示される方向)に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム30Aと同様の位置関係で、帯電チャージャ32C、トナーカートリッジ33C及びクリーニングケース31Cがそれぞれ配置されている。
The
帯電チャージャ32Cは、前述した帯電チャージャ32Aと同様に構成され、感光ドラム30Cの表面を所定の電圧で帯電させる。
The charging
トナーカートリッジ33Cは、マゼンダ画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム30Cとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム30Cの表面に供給する。
The
クリーニングケース31Cは、クリーニングケース31Aと同様に構成され、同様に機能する。
The
感光ドラム30Dは、感光ドラム30Cの+X側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図1における時計回り(矢印に示される方向)に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム30Aと同様の位置関係で、帯電チャージャ32D、トナーカートリッジ33D及びクリーニングケース31Dがそれぞれ配置されている。
The
帯電チャージャ32Dは、前述した帯電チャージャ32Aと同様に構成され、感光ドラム30Dの表面を所定の電圧で帯電させる。
The charging
トナーカートリッジ33Dは、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム30Dとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム30Dの表面に供給する。
The
クリーニングケース31Dは、クリーニングケース31Aと同様に構成され、同様に機能する。
The
以下、感光ドラム30A、帯電チャージャ32A、トナーカートリッジ33A及びクリーニングケース31Aを合わせて第1ステーションと呼び、感光ドラム30B、帯電チャージャ32B、トナーカートリッジ33B及びクリーニングケース31Bを合わせて第2ステーションと呼び、感光ドラム30C、帯電チャージャ32C、トナーカートリッジ33C及びクリーニングケース31Cを合わせて第3ステーションと呼び、感光ドラム30D、帯電チャージャ32D、トナーカートリッジ33D及びクリーニングケース31Dを合わせて第4ステーションと呼ぶものとする。
Hereinafter, the
転写ベルト40は、無端環状の部材で、感光ドラム30Aの下方に配置された従動ローラ40aと、感光ドラム30Dの下方に配置された従動ローラ40cと、これらの従動ローラ40a、40cより少し低い位置に配置された駆動ローラ40bに、上端面が感光ドラム30A、30B、30C、30Dそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ40bが図1における反時計回りに回転することにより、反時計回り(図1の矢印に示される方向)に回転される。また、転写ベルト40の+X側端部近傍には、上述した帯電チャージャ32A、32B、32C、32Dとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ48が配置されている。
The
位置ずれ検出装置45は、転写ベルト40の−X側に配置され、図1及びハウジング12内の光走査装置100を示す斜視図である図2を総合するとわかるように、転写ベルト40の−Y側端部を照明するLED42aとその反射光を受光するフォトセンサ41a、転写ベルト40の中央部を照明するLED42bとその反射光を受光するフォトセンサ41b、転写ベルト40の−Y側端部を照明するLED42cとその反射光を受光するフォトセンサ41cを備えている。
The
そして、図2に示されるように、転写ベルト40上に、Y軸方向に沿って形成された3つのトナー像の検出パターンを、LED42a、42b、42cによりそれぞれ照明し、反射光をフォトセンサ41a、41b、41cでそれぞれ受光することにより得られる検出信号の時間差などに基づいて、Y軸方向のレジスト及び倍率、X軸方向におけるレジスト及び傾きを、第1ステーションで形成されたトナー像のパターンを基準とする相対的な位置ずれとして検出する。なお、第1ステーションからの相対的な位置ずれを検出するのは、各ステーションで形成されたトナー像を重ね合わせるときに、第1ステーションにおけるトナー像に、他のステーションで形成されるトナー像が重なり合うように、光走査装置100の制御を行なうためである。また、この位置ずれ検出装置45の構成は特許第3644923号公報に開示され公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
Then, as shown in FIG. 2, the detection patterns of the three toner images formed along the Y-axis direction on the
図1に戻り、給紙トレイ60は、転写ベルト40の下方に配置されている。この給紙トレイ60は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙61が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ60の上面の+X側端部近傍には矩形状の給紙口か形成されている。
Returning to FIG. 1, the
給紙コロ54は、給紙トレイ60から用紙61を一枚ずつ取り出し、一対の回転ローラから構成されるレジストローラ56を介して、転写ベルト40と転写チャージャ48によって形成される隙間に導出する。
The
定着ローラ50は、一対の回転ローラから構成され、用紙61を過熱するとともに加圧し、レジストローラ52を介して、排紙ローラ58へ導出する。
The fixing
排紙ローラ58は一対の回転ローラから構成され、導出された用紙61を排紙トレイ12aに順次スタックする。
The
次に、光走査装置100の構成について説明する。この光走査装置100は、図2及び図3を総合するとわかるように、ポリゴンミラー104、ポリゴンミラー104の−X方向に順次配置されたfθレンズ105、反射ミラー106B及び反射ミラー106A、fθレンズ105の下方に配置された反射ミラー108B、この反射ミラー108Bの−X方向に順次配置されたトロイダルレンズ107B、反射ミラー108A、トロイダルレンズ107A、ならびに、ポリゴンミラー104の+X方向に配置されたfθレンズ305、反射ミラー306C及び反射ミラー306D、fθレンズ305の下方に配置された反射ミラー308C、この反射ミラー308Cの+X方向に順次配置された反射ミラー308D、トロイダルレンズ307Cを備えている。さらに、第1ステーション及び第2ステーションを走査する入射光学系200Aと、第3ステーション及び第4ステーションを走査する入射光学系200Bの2つの光学系を備えている。
Next, the configuration of the
前記入射光学系200A,200Bは、図2の入射光学系200Bに代表的に示されるように、光源ユニット201、光束分割プリズム202、一組の液晶素子203A,203B、一組のシリンダレンズ204A,204Bを備えている。
As representatively shown in the incident
図4には光源ユニット201の構成が光束分割プリズム202とともに示されている。図4に示されるように、光源ユニット201は、長手方向をx軸方向とする長方形板状の基板150と、基板150の−y側の面に実装された、レーザアレイ152、分岐ミラー153、カップリングレンズ154、収束レンズ156、受光素子157を備えている。
FIG. 4 shows the configuration of the
レーザアレイ152は、図4及び図5を総合するとわかるように、発光源が2次源配列された面発光型半導体レーザアレイであり、基板150に対しy軸を中心に(図5の手前からみて時計回り)に角度γだけ回転された状態で固定されている。レーザアレイ152の−y側の面には、図5に示されるように行間及び列間がdの4行7列のマトリクス状に配置された28個の発光源が、偏光方向を例えば行方向に揃えられた状態で形成されている。これにより、1度の走査により、ステーション毎に28ラインが同時に走査されるようになっている。なお、光学系全系の副走査倍率をβs、ラインピッチをp、マトリクスの列数をnとすると、角度γは次式(1)で表される。
4 and 5, the
sinγ=(cosγ)/n =p / d・βs …(1) sinγ = (cosγ) / n = p / d · βs (1)
なお、上述のようにレーザアレイ152を回転角γだけ回転した状態で固定するのではなくて、レーザアレイ152の加工プロセスの段階で、発光源の行方向が主走査方向に対し角度γをなすようにそれぞれの発光源を形成してもよい。
Instead of fixing the
図4に戻り、分岐ミラー153は、光源ユニット201の−y側に配置され、レーザアレイ152から射出された光ビームを透過するとともに、その一部を+x方向へ分岐する。上述したようにレーザアレイ152は角度γだけ回転した状態となっているため、光ビームは分岐ミラー153に対し、P偏光成分とS偏光成分とを有している。ここでは、分岐ミラー153は、光ビームのP偏光成分を+x方向へ分岐するものとする。
Returning to FIG. 4, the
収束レンズ156は、分岐ミラー153により+x方向分岐された光ビームを受光素子157へ集光する。
The converging
光束分割プリズム202は、レーザアレイ152からカップリングレンズ154を介して入射した光ビームを上下に2分岐し、副走査方向に所定間隔をもって射出する。
The
図2に戻り、液晶素子203A,203Bは、光束分割プリズム202の射出面の上下方向に隣接して配置され、後述する光軸可変制御回路415からの電圧信号に応じて光ビームを副走査方向へ偏向する。
Returning to FIG. 2, the liquid crystal elements 203 </ b> A and 203 </ b> B are arranged adjacent to the vertical direction of the exit surface of the light
シリンダレンズ204A,204Bは、光束分割プリズム202に2分割された各光ビームに対応して上下方向に隣接して配置され、その一方は光軸を中心に回動調整可能に取り付けられ、各々の焦線が平行となるように調節できるようになっている。そして、入射した光ビームそれぞれをポリゴンミラー104へ集光する。なお、このシリンダレンズ204A,204Bは少なくとも副走査方向に正の曲率を有し、ポリゴンミラー104の反射面上で、一旦ビームを収束させることで、後述するトロイダルレンズ107A〜107Dとにより偏向点と感光ドラム30A〜30Dの表面上とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系をなしている。
The
ポリゴンミラー104は、側面に光ビームの偏向面が形成された1組の正4角柱状部材からなり、それぞれの部材は相互に45度位相がずれた状態で上下方向に隣接して配置されている。そして、不図示の回転機構により、図2に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、入射光学系200A,200Bの光束分割プリズム202で上下方向へ2つに分岐され、ポリゴンミラー104の偏向面に集光された光ビームは、ポリゴンミラー104の上下段で交互に偏向される。
The
fθレンズ105、305は、光ビームの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー104により、一定の角速度で偏向される光ビームの像面をY軸に対して等速移動させる。
The
反射ミラー106A、106B、306C、306Dは、長手方向をY軸方向とし、fθレンズ105,305を経由した光ビームを折り返し、トロイダルレンズ107A、107B、307C、307Dそれぞれに導光する。
The reflection mirrors 106A, 106B, 306C, and 306D have the longitudinal direction as the Y-axis direction, fold back the light beam that passes through the
トロイダルレンズ107Aは、図2及び図3を総合するとわかるように、長手方向をY軸方向とし両端がハウジング12に対し固定された支持板110Aに安定的に支持され、反射ミラー106Aにより折れ返された光ビームを、Y軸方向を長手方向とする反射ミラー108Aを介して、感光ドラム30Aの表面に結像する。
2 and 3, the
トロイダルレンズ107B、307C、307Dは、長手方向をY軸方向とし、一端(+Y側)がハウジング12に対し固定され、他端(−Y側)が、例えば回転モータと送りねじ機構を備える駆動機構112B、312C、312D(図2には不図示、図3参照)により支持された支持板110B、310C、310Dにそれぞれ安定的に支持されている。そして、反射ミラー106B、306C、306Dによりそれぞれ折れ返された光ビームを、Y軸方向を長手方向とする反射ミラー108B、308C、308Dを介して、感光ドラム30B、30C、30Dの表面にそれぞれ結像する。
The
トロイダルレンズ107A,107Bの+Y側(光ビームの入射側)端部近傍にはそれぞれ光検出センサ141A,141Bが配置され、トロイダルレンズ107C,107Dの−Y側(光ビームの入射側)端部近傍にはそれぞれ光検出センサ141C,141Dが配置されている。
光検出センサ141Aの受光面は、一例として図8(A)に示されるように、長手方向をY軸方向(主走査方向)とし、主走査方向の幅をH1とする長方形部分と、長方形部分の−Y側の長辺を底辺とし、高さをH2とする三角形部分の2部分からなり、感光ドラム30Aの走査に先立って光ビームにより走査されると、例えば光ビームが入射している間にオンとなり、それ以外にはオフとなるような信号を出力する。
As shown in FIG. 8A as an example, the light receiving surface of the
光検出センサ141B〜141Dも、光検出センサ141Aと同等の構成を有し、光ビームが入射している間にオンとなり、それ以外にはオフとなるような信号を出力する。
The
トロイダルレンズ107A,107Bの−Y側端部近傍にはそれぞれ光検出センサ142A,142Bが配置され、トロイダルレンズ107C,107Dの+Y側端部近傍にはそれぞれ光検出センサ142C,142Dが配置されている。そして、それぞれの光検出センサ142C〜142Dは、例えば、光ビームが入射している間にオンとなり、それ以外にはオフとなるような信号を出力する。
次に、上述のように構成された光走査装置100の走査光学系の動作とカールソンプロセスについて説明する。入射光学系200Aの光源ユニット201から射出された複数の光ビームは、光束分割プリズム202により上下方向に2分割され、液晶素子203A,203Bそれぞれを透過することで副走査方向の位置補正がなされた後、シリンダレンズ204A,204Bよりポリゴンミラー104の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー104で偏向された光ビームは、fθレンズ105へ入射する。
Next, the operation of the scanning optical system of the
fθレンズ105へ入射した上方の光ビームは、反射ミラー106Bで反射されトロイダルレンズ107Bへ入射する。そして、トロイダルレンズ107Bにより、反射ミラー108Bを介して感光ドラム30Bの表面に集光される。また、fθレンズ105へ入射した下方の光ビームは、反射ミラー106Aで反射されトロイダルレンズ107Aへ入射する。そして、トロイダルレンズ107Aにより、反射ミラー108Aを介して感光ドラム30Bの表面に集光される。なお、ポリゴンミラー104は上述したように上下の偏向面間に45度の位相差がある。したがって、上方の光ビームによる感光ドラム30Bの走査と、下方の光ビームによる感光ドラム30Aの走査は−Y方向へ向かって交互に行われることとなる。
The upper light beam incident on the
一方、入射光学系200Bの光源ユニット201から射出された複数の光ビームは、光束分割プリズム202により上下方向に2分割され、液晶素子203A,203Bそれぞれを透過することで副走査方向の位置補正がなされた後、シリンダレンズ204A,204Bよりポリゴンミラー104の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー104で偏向された光ビームはfθレンズ305へ入射する。
On the other hand, a plurality of light beams emitted from the
fθレンズ305へ入射した上方の光ビームは、反射ミラー306Cで反射されトロイダルレンズ307Cへ入射する。そして、トロイダルレンズ307Cにより、反射ミラー308Cを介して感光ドラム30Cの表面に集光される。また、fθレンズ305へ入射した下方の光ビームは、反射ミラー306Dで反射されトロイダルレンズ307Dへ入射する。そして、トロイダルレンズ307Dにより、反射ミラー308Dを介して感光ドラム30Dの表面に集光される。なお、ポリゴンミラー104は上述したように上下の偏向面間に45度の位相差がある。したがって、上方の光ビームによる感光ドラム30Cの走査と、下方の光ビームによる感光ドラム30Dの走査は+Y方向へ向かって交互に行われることとなる。
The upper light beam incident on the
感光ドラム30A、30B、30C、30Dそれぞれの表面の感光層は、帯電チャージャ32A、33B、33C、32Dにより所定の電圧で帯電されることにより、電荷が一定の電荷密度で分布している。そして、上述したように、感光ドラム30A、30B、30C、30Dがそれぞれ走査されると、光ビームが集光したところの感光層が導電性を有するようになり、その部分では電荷移動がおこり電位が零となる。したがって、図1の矢印の方向にそれぞれ回転している感光ドラム30A、30B、30C、30Dに対し、画像情報に基づいて変調した光ビームを走査することにより、それぞれの感光ドラム30A、30B、30C、30Dの表面に、電荷の分布により規定される静電潜像を形成することができる。
The photosensitive layers on the respective surfaces of the
感光ドラム30A、30B、30C、30Dそれぞれの表面に静電潜像が形成されると、図1に示されるトナーカートリッジ33A、33B、33C、33Dの現像ローラにより、感光ドラム30A、30B、30C、30Dそれぞれの表面にトナーが供給される。このときトナーカートリッジ33A、33B、33C、33Dそれぞれの現像ローラは感光ドラム30A、30B、30C、30Dと逆極性の電圧により帯電しているため、現像ローラに付着したトナーは感光ドラム30A、30B、30C、30Dと同極性に帯電されている。したがって、感光ドラム30A、30B、30C、30Dの表面のうち電荷が分布している部分にはトナーが付着せず、走査された部分にのみトナーが付着することにより、感光ドラム30A、30B、30C、30Dの表面に静電潜像が可視化されたトナー像が形成される。そして、このトナー像は転写ベルト40に転写される。
When electrostatic latent images are formed on the surfaces of the
なお、各感光ドラム30A〜30Dの走査にあったっては、一例として、電源投入時や待機状態の回復時、所定のプリント枚数の経過時など、あらかじめ定められたタイミングで、位置ずれ検出装置45により各色画像の重なり具合を検出し、この検出結果に基づいて駆動機構112B,112C,112Dを介してトロイダルレンズ107B,107C,107Dをそれぞれ駆動し、第2〜第4ステーションで転写されるトナー像の傾きを、第1ステーションで形成されるトナー像の傾きに一致させる。
For example, when the photosensitive drums 30 </ b> A to 30 </ b> D are scanned, the
次に、上述のように構成された光走査装置100の、光源ユニット201の制御回路について、入射光学系200Aの光源ユニット201の制御回路400を代表的に取り上げて説明する。制御回路400は、図6に示されるように、高周波クロック生成回路401、カウンタ403、比較回路404、画素クロック生成回路405、画像処理回路407、フレームメモリ408、ラインバッファ4101〜41028、書込み制御回路411、光源駆動回路413、及び光軸可変制御回路415を備えている。
Next, the control circuit of the
高周波クロック生成回路401は、光検出センサ142A,142Bからの同期信号の検出時間差を計測し、あらかじめ定められた基準値と比較して、主走査方向の倍率のずれがキャンセルされるようなクロック信号VCLKを出力する。
The high-frequency
カウンタ403は、高周波クロック生成回路401で生成されたクロック信号VCLKをカウントし、そのカウント値を比較回路404へ供給する。
The
比較回路404は、カウンタ403から供給されるカウント値と、メモリ406に格納されたデューティー比に基づいて予め設定された設定値L、及び、画素クロックの遷移タイミングとして、走査位置と走査光学系の特性から決定される設計上の位相データHN(N=1、2、3…)とを比較する。そして、カウント値がLと一致しているときには制御信号sig_Lを出力し、カウント値が位相データHNと一致しているときには制御信号sig_Hを出力するとともに、カウンタ403にリセット信号を供給する。
The
画素クロック生成回路405は、比較回路404から供給される制御信号sig_Lの立ち下り時に1となり、制御信号sig_Hの立ち下り時に0となる画素クロック信号PCLKを出力する。
The pixel
以下、この画素クロック信号の生成方法について、図7(A)を用いて説明する。図7(A)には、高周波クロック生成回路401により生成された波長がTであるクロック信号VCLKが示されている。クロック信号VCLKは1周期毎にカウンタ403によりカウントされ、そのカウント値contが比較回路404に供給される。比較回路404は、カウント値contと、メモリ406に格納された設定値L及び位相データHとを比較する。ここでは、デューティー比を50パーセントとして設定値Lの値が3であり、位相データHNが7であるとすると、比較回路404はカウント値contが3になると、制御信号sig_Hを立ち上げ、カウント値contが3から変化すると制御信号sig_Hを立ち下げる。そして、カウント値contが7になると、制御信号sig_Lを立ち上げ、カウント値contが7から変化すると制御信号sig_Hを立ち下げる。画素クロック信号生成回路405は、制御信号sig_Hが立ち下がると画素クロック信号PCLKを0とし、制御信号sig_Lが立ち下がると画素クロック信号PCLKを1とする。上記の動作を繰り返すことにより、画素クロック信号生成回路405で、クロック信号VCLKが8分周された画素クロック信号PCLKが生成される。本実形態では、8分周された画素クロック信号を基本画素クロック信号とし、1/8クロックの分解能で位相変調できるようになっている。
Hereinafter, a method for generating the pixel clock signal will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a clock signal VCLK having a wavelength T generated by the high frequency
次に、一例として図7(B)を用いて、画素クロック信号VCLKを1/8クロックだけ位相を遅らせた場合を説明する。図7(B)には、高周波クロック生成回路401により生成された波長がTであるクロック信号VCLKと、カウンタ403からのカウント値contが示されている。ここで、位相データHNを6に変更すると、比較回路404はカウント値contが3になると、制御信号sig_Hを立ち上げ、カウント値contが3から変化すると制御信号sig_Hを立ち下げる。そして、カウント値contが6になると、制御信号sig_Lを立ち上げ、カウント値contが6から変化すると制御信号sig_Hを立ち下げる。画素クロック信号生成回路405は、制御信号sig_Hが立ち下がると画素クロック信号PCLKを0とし、制御信号sig_Lが立ち下がると画素クロック信号PCLKを1とする。上記の動作を繰り返すことにより、画素クロック信号PCLKの位相を1/8クロック分だけ遅らせることができる。すなわち、本実施形態では、位相データLの値を任意に設定することで、PCLKを1/8クロックの分解能で位相変調できるようになっている。
Next, a case where the phase of the pixel clock signal VCLK is delayed by 1/8 clock will be described with reference to FIG. 7B as an example. FIG. 7B shows a clock signal VCLK generated by the high-frequency
図6に戻り、フレームメモリ408は、上位装置414から供給されるラスター展開された画像データを一時的に格納する。
Returning to FIG. 6, the
画像処理回路407は、フレームメモリ408に格納されたデータを読み出し、レーザアレイ152の各発光源ごとの画素データを作成し、発光源それぞれに対応したラインバッファ4101〜41028へ供給する。
The
書込制御回路411は、光検出センサ141A,141Bからの信号をモニタし、この信号の立ち下りをトリガ(同期)として、発光源ごとの画素データを読み出し、画素クロック生成回路405から供給されるクロック信号PCLKに重畳させ、発光源ごとにそれぞれ独立した変調データを生成し光源駆動回路413へ供給する。
The
光源駆動回路413は、例えばポリゴンミラー104の回転と同期して、後述するようにレーザアレイ152のいずれか1つの光源を駆動して、光ビームを光検出センサ141A又は141Bに入射させる。そして、次に、最初に駆動する発光源を選択し、これを基点に書込制御回路411から供給された変調データに基づいて発光源を順送りに駆動する。また、光源から射出される光ビームの強度は、常時受光素子157を介してモニタされるようになっている。
The light
光軸可変制御回路415は、光検出センサ141A,141Bからの信号のパルス幅(オン時間)に基づいて、光ビームの副走査方向のビームスポットの位置ずれを検出し、この位置ずれがキャンセルされるように液晶素子203A,204Aを制御する。以下、ビームスポットの副走査方向の位置ずれの検出方法について光検出センサ141Aを代表的にとりあげて説明する。
The optical axis
図8(A)に示されるように、光検出センサ141Aを、副走査方向へ等間隔に配列された光源G1〜G7を持つレーザアレイ152’を用いて走査する場合を考える。光検出センサ141Aの中心とレーザアレイ152’の中心が一致している場合に、レーザアレイ152’の光源G3,光源G4,光源G5を順次駆動して光検出センサ141Aを+Y方向へ走査すると、光検出センサ141Aからは、図8(B)に示されるような3つの信号が出力される。ここで、信号3は光源G3を駆動して走査したときの信号であり、信号4は光源G4を駆動して走査したときの信号であり、信号5は光源G5を駆動して走査したときの信号である。
As shown in FIG. 8A, consider a case where the
上述したように、光検出器141Aの受光面は中心付近の主走査方向の幅が最も大きくなっているため、受光面中心付近を走査した光源に対応する信号のオン時間が最も大きくなる。図8(B)では、信号4のオン時間t4が、信号3のオン時間t3、及び信号5のオン時間t5よりも大きくなっている。したがって、この場合には光軸可変制御回路415は、副走査方向に関し光源G4の位置と光検出センサ141Aの中心位置がほぼ一致していると判断できる。
As described above, since the light receiving surface of the
一方、図9(A)に示されるように、レーザアレイ152’の中心位置が、光検出センサ141Aの中心位置に対し+Z方向へずれている状態で、レーザアレイ152’の光源G3,光源G4,光源G5を順次駆動して光検出センサ141Aを+Y方向へ走査すると、光検出センサ141Aからは、図9(B)に示されるような3つの信号が出力される。この場合には信号5のオン時間t5は、信号3のオン時間t3、信号4のオン時間t4よりも大きくなる。したがって、光軸可変制御回路415は、副走査方向に関し光源G5の位置と光検出センサ141Aの中心位置がほぼ一致していると判断できる。
On the other hand, as shown in FIG. 9A, the light source G3 and the light source G4 of the
そして、例えばレーザアレイ152’の中心に対応する光源G4と光検出センサ141Aの中心を副走査方向に一致させる制御をする場合には、レーザアレイ152’を駆動するか、又は光源からの光ビームを偏向させて、光源G4からの光ビームが光検出センサ141Aの受光面中心を走査するように光路を補正すればよい。
For example, when controlling the light source G4 corresponding to the center of the
次に、図10に示されるように、光源ユニット201に設けられたレーザアレイ152の1行目の光源G1〜G7のうちG3,G4,G5で光検出センサ141Aを走査する場合について説明する。
Next, as shown in FIG. 10, a case where the light detection sensor 141 </ b> A is scanned with G <b> 3, G <b> 4, and G <b> 5 among the light sources G <b> 1 to G <b> 7 in the first row of the
レーザアレイ152の各光源は相互に隣接する光源に対し距離d隔ててマトリクス状に配置されている。このため、各光源G3,G4,G5の主走査方向の間隔d・cosγを考慮して、光源G3,G4,G5を順次駆動する必要がある。図11には光源駆動回路413から出力される光源G3を駆動する駆動信号3,G4を駆動する駆動信号4,G5を駆動する駆動信号5が示されている。
Each light source of the
図11に示されるように駆動信号1、駆動信号2、駆動信号3それぞれは、オン時間はT0と同一であるが、光源間の距離d・cosγに応じたdtだけ立ち上がりタイミングがずれることとなる。但しこの場合にも、光源G3,G4,G5が光検出センサ141Aを走査したときの各信号は、図11に示されるように光源間の距離d・cosγに応じて位相がずれることとなるが、光源G3,G4,G5に主走査方向の距離がないときと同様の形状となる。
As shown in FIG. 11, each of the driving
したがって、光軸可変制御回路411では、光源G4の検出信号4の検出時間幅t4と、光源G3,G5の検出信号3,4の検出時間幅t3,t5との大きさを比較することで、光源G4の光検出センサ141Aに対する副走査方向のずれ量を検出することができる。
Therefore, the optical axis
その結果、例えば走査装置100においてすべての光検出センサ141A〜141Dからの検出信号4の検出時間幅t4がもっとも長い時間幅となるように、液晶素子203A,203Bを制御することで各色画像の副走査方向のレジストがずれないような走査位置を保持することが可能となる。
As a result, for example, in the
なお、光検出センサ141Aの受光面のうち、長方形部分の主走査方向の幅H1は、光ビームの走査速度(線速)、光検出センサ141Aの感度等により、走査された光ビームの検出が十分可能な幅以上に設定することで、複数光源の同期検知信号を取得することができる。三角形部の主走査方向の幅H2は、副走査方向に隣り合う光源同士の検出時間幅の差が検出可能な程度に大きくなる程度に大きくすることで、複数光源の副走査位置の検出を精度よく行うことができる。例えば図11において光源G3,G4,G5による検出信号の検出時間幅t3,t4,t5の差が十分大きくなるように、三角形部の幅H2大きくすればよい。これにより、光検出センサ141Aによる複数光源の副走査方向の位置ずれ検出、及び検出信号に基づいた副走査位置ずれ補正が可能となる。
Of the light receiving surface of the
上記のように構成された制御回路400を有する光走査装置100では、上位装置414からの画像情報を受信すると、画像情報に基づく変調データにより光源ユニット201が駆動され、第1ステーション、第2ステーション、第3ステーション、及び第4ステーションで、各色画像成分のトナー像が転写ベルト40上に重ねあわせて形成される。そして、このトナー像は、図1に示されるように、給紙トレイ60から取り出された用紙61に、転写チャージャ48によって転写され、定着ローラ50により定着される。このようにして画像が形成された用紙61は、排紙ローラ58により排紙され、順次排紙トレイ12aにスタックされる。
In the
以上説明したように、本実施形態にかかる光走査装置100によると、ポリゴンミラー104により偏向された光ビームを受光する光検出センサ141A,141B,141C,141Dの受光面は、例えば図8(A)で代表的にとりあげた光検出センサ141Aに示されるように、主走査方向の幅が副走査方向中央部とそれ以外の部分で異なっている。これにより、光ビームが受光面へ入射している時間は、例えば図8(B)及び図9(B)に示されるように走査位置が副走査方向中央部とそれ以外の部分で異なることとなる。したがって、光ビームが光検出センサ141A,141B,141C,141Dへ入射する時間の差に基づいて光ビームの副走査方向の位置ずれを検出することが可能となる。そして、例えば走査ごとに検出した光ビームのビームスポットの位置ずれは、図6に示される光源駆動回路413により液晶素子203A,203Bが駆動されることにより補正される。したがって、感光ドラム30A〜30Dの被走査面上でのビームスポットの位置ずれを効果的に低減することが可能となる。
As described above, according to the
また、光検出センサ141A,141B,141C,141Dからの信号は同期検知信号として書込制御回路411へ供給される。これにより、光検出センサ141A,141B,141C,141Dによる主走査方向の同期検知も可能であり、位置ずれを検出するための受光素子を新たに設ける必要もなく、更に、ジョブ中であっても光ビームの位置ずれを検出することが可能であるため、処理を停止することなく走査精度を維持することが可能となる。
In addition, signals from the
また、本実施形態にかかる光走査装置100では、受光面が図8(A)に示されるように、副走査方向中央部の幅が副走査方向両端部の幅よりも大きい場合について説明したが、これに限らず、副走査方向中央部の幅が副走査方向両端部の幅よりも小さくてもよい。要は、光検出センサの受光面が走査された場合に、副走査方向の位置に応じて光ビームが入射している時間に差が生じるような形状であればよい。
Further, in the
また、本実施形態にかかる光走査装置100では、図11に示されるように、各光源を駆動する駆動信号を図11に示されるように、タイミングをずらして生成したが、光源間の距離d・cosγが小さい場合には、同一のタイミング、例えば駆動信号4に基づいて各光源を駆動してもよい。要は、駆動信号の立ち上がり時間T0が主走査方向に最も離れた光源同士の光検出センサ141A,141B,141C,141Dでの検出時間ずれを含む程度に大きい場合には、同一の駆動信号で各光源を駆動してもよい。この場合、例えば駆動信号4のみを複数光源全ての駆動信号として用いることにより、駆動信号を生成する光源駆動回路413の簡略化が可能となる。
Further, in the
また、駆動信号の立ち上がり時間は、例えば画像データを書き込むタイミングクロックであるクロック信号PCLKに基づいて生成する方法などがある。 In addition, there is a method of generating the rise time of the drive signal based on, for example, a clock signal PCLK that is a timing clock for writing image data.
また、本実施形態にかかる光走査装置100では、光源が28個形成されているレーザアレイ152を用いたが、例えば光源が4〜8個程度と少ない場合には、検出信号の差分量全体が小さくなるため光検出センサの受光面の長方形部の幅h1に対して三角形部の幅h1の幅が小さくても、光検出信号の検出時間幅の比較によりビームスポットの副走査方向の位置ずれ量を検出することが可能となる。一方、光源数が例えば10以上の場合などには、三角形部の幅h1を長方形部の幅h1より大きくすることで、複数光源の副走査位置ずれの差分を検出可能となる。
Further, in the
また、図8に示されるように、光検出センサ141A,141B,141C,141Dの受光面の主走査方向一端を、主走査方向に対して垂直となるような形状としている。このため、複数光源がこの面を通る場合には、どの光源についても副走査位置が異なる場合であってもその同期検知タイミングは同一となる。したがって、どれか1つの光源の駆動信号によって他の光源の駆動タイミングをはかるようにすることも可能となる。
Further, as shown in FIG. 8, one end in the main scanning direction of the light receiving surfaces of the
また、光検出センサの受光面の形状を主走査軸に対して線対称とした場合、副走査方向中央に対して上下方向にずれた光ビームを検出したときの検出信号の検出時間幅は、光ビームの副走査方向中央位置からの位置ずれ量が等しい場合には同等となる。このため副走査方向中央付近での検出時間幅を比較する際に、各光源の位置ずれ量をおよそ見当付けることが可能となる。よって、例えば副走査方向に複数個おきに光源を駆動させ、その時間幅を比較することで副走査方向のおよその位置ずれを検出することが可能となり、検出回数、検出時間の短縮をすることが可能となる。 In addition, when the shape of the light receiving surface of the light detection sensor is axisymmetric with respect to the main scanning axis, the detection time width of the detection signal when detecting a light beam shifted in the vertical direction with respect to the center of the sub scanning direction When the amount of positional deviation of the light beam from the center position in the sub-scanning direction is the same, it is equivalent. For this reason, when comparing the detection time widths in the vicinity of the center in the sub-scanning direction, it is possible to roughly find the positional deviation amount of each light source. Therefore, for example, by driving a plurality of light sources in the sub-scanning direction and comparing the time widths, it is possible to detect an approximate positional deviation in the sub-scanning direction, and to reduce the number of detections and the detection time. Is possible.
また、光検出センサ141Aの副走査方向の幅を副走査検知幅wpdl、複数光源の隣り合う副走査方向間隔をdl、複数光源の副走査方向の全光源点灯時の副走査方向間隔をwldlとすると、N個の光源が副走査方向に並んだ場合、wldl=dl×(N−1)の関係が成り立つ。図12にはN=8の場合の例が示されている。例えば副走査方向に600dpiの画素を8つの光源G1〜G8で形成するときは、dlは約42.3μm、wldlは約296.1μm(=42.3×7)となる。同様に副走査方向に1200dpiの画素を8つの光源G1〜G8で形成するときは、dlは約21.2μm、wldlは約148.4μm(=21.2×7)となる。wpdl>wldlの関係が成り立つとき、光源の副走査方向の位置ずれが発生した場合にもwpdl−wldlの範囲内であれば、光検出センサ141Aを全ての光源が走査することができる高精度な副走査方向の位置ずれ検出が可能となる。
The width of the
例えば、光源が形成されたレーザアレイが取り付け位置で傾きを有する場合、図12に示されるように、パターンA、B、Cのように光源の副走査位置が変わる。傾きが発生した際にも、走査範囲が光検出センサ141Aの副走査方向の範囲内に収まる場合には、全光源からの光ビームが光検出センサ141Aの受光面を走査することになり、光源の副走査位置ずれ量に応じてレーザアレイの傾き補正や、液晶素子を用いたビームの射出軸を傾ける補正により、副走査方向の位置ずれ補正が可能となる。
For example, when the laser array on which the light source is formed has an inclination at the attachment position, the sub-scanning position of the light source changes as in patterns A, B, and C as shown in FIG. Even when tilting occurs, if the scanning range falls within the sub-scanning direction range of the
また、各光源を発光し、光検出センサで検出した信号の時間幅を例えばクロック信号のカウント数などの数値に、副走査位置信号を置き換えて各光源毎に設けたメモリに蓄え、全ての光源を走査した時点でメモリから読み出し、信号比較により副走査位置ずれ量を求めることにより、高精度な副走査位置ずれ検出が可能となる。また複数光源が、同期検知信号及び副走査位置検出信号を得るために一走査時間内で発光する時間を同期検知時間とすると、この同期検知時間内に光検出センサを走査することで、同期検知信号及び副走査位置検出信号を取得することができる。 Also, each light source emits light, and the time width of the signal detected by the light detection sensor is stored in a memory provided for each light source by replacing the sub-scanning position signal with a numerical value such as a clock signal count number, for example. Is read from the memory at the time of scanning, and the sub-scanning position shift amount is obtained by signal comparison, thereby enabling highly accurate sub-scanning position shift detection. In addition, when the time when the light sources emit light within one scanning time to obtain the synchronization detection signal and the sub-scanning position detection signal is the synchronization detection time, the light detection sensor is scanned within this synchronization detection time, thereby detecting the synchronization. A signal and a sub-scanning position detection signal can be acquired.
また、本実施形態にかかる画像形成装置としてのプリンタ10によると、光走査装置100を備えている。したがって、ジョブの内容により長い処理時間を要する場合であっても、画像形成装置を10での処理を停止することなくトナー像の位置ずれが補正される。したがって、生産性の低下を招くことなく、画像品質の向上を図ることが可能となる。
Further, the
なお、上記実施形態では、液晶素子203A,203Bで、光ビームのビームスポットの補正を行うこととしたが、これに限らず、例えばレーザアレイ152の角度を変えることにより補正を行ってもよい。
In the above embodiment, correction of the beam spot of the light beam is performed by the
また、上記実施形態では、本発明の光走査装置100がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
In the above embodiment, the case where the
10…プリンタ、12…ハウジング、30A〜30B…感光ドラム、40…転写ベルト、50…定着ローラ、45…位置ずれ検出装置、100…光走査装置、104…ポリゴンミラー、105,305…fθレンズ、106A,106B,108A,108B,306C,306D,308C,308D…反射ミラー、107A,107B,307C,307D…トロイダルレンズ、201…光源ユニット、202…光束分割プリズム、202A,202B…液晶素子、204A,204B…シリンダレンズ、141A,141B,141C,141D、142A,142B,142C,142D…光検出センサ、152…レーザアレイ、400…制御回路、413…光源駆動回路、415…光軸可変制御回路。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記被走査面に対して複数の光ビームを主走査方向に走査する走査光学系と;
前記走査光学系に走査された光ビームを受光し、前記主走査方向に直交する副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅と前記副走査方向の中央部での前記主走査方向の幅との差が前記副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅よりも大きい受光面を有する光検出器と;
前記複数の光源を一走査ごとに順次駆動させることより、前記駆動させた光源からの光ビームを前記光検出器に順次入射させ、前記光検出器から順次出力される信号の検出時間を比較することにより、前記複数の光源から射出される光ビームの前記光検出器に対する前記副走査方向の位置を検出する処理装置と;を備える光走査装置。 An optical scanning device that scans a surface to be scanned with light beams emitted from a plurality of light sources,
A scanning optical system that scans the scanned surface with a plurality of light beams in a main scanning direction;
A light beam scanned by the scanning optical system is received, and the width in the main scanning direction at both ends in the sub scanning direction orthogonal to the main scanning direction and the width in the main scanning direction at the center in the sub scanning direction. A photodetector having a light receiving surface whose difference from the width is larger than the width in the main scanning direction at both ends in the sub-scanning direction;
By sequentially driving the plurality of light sources for each scan, a light beam from the driven light source is sequentially incident on the photodetector, and detection times of signals sequentially output from the photodetector are compared. And a processing device that detects positions of the light beams emitted from the plurality of light sources in the sub-scanning direction with respect to the photodetector .
前記被走査面に対して複数の光ビームを主走査方向に走査する走査光学系と;
前記走査光学系に走査された光ビームを受光し、前記主走査方向に直交する副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅と前記副走査方向の中央部での前記主走査方向の幅との差が前記副走査方向の両端部での前記主走査方向の幅以下である受光面を有する光検出器と;
前記複数の光源を一走査ごとに順次駆動させることより、前記駆動させた光源からの光ビームを前記光検出器に順次入射させ、前記光検出器から順次出力される信号の検出時間を比較することにより、前記複数の光源から射出される光ビームの前記光検出器に対する前記副走査方向の位置を検出する処理装置と;を備える光走査装置。 An optical scanning device that scans a surface to be scanned with light beams emitted from a plurality of light sources,
A scanning optical system that scans the scanned surface with a plurality of light beams in a main scanning direction;
A light beam scanned by the scanning optical system is received, and the width in the main scanning direction at both ends in the sub scanning direction orthogonal to the main scanning direction and the width in the main scanning direction at the center in the sub scanning direction. A photodetector having a light receiving surface whose difference from the width is equal to or less than the width in the main scanning direction at both ends in the sub-scanning direction;
By sequentially driving the plurality of light sources for each scan, a light beam from the driven light source is sequentially incident on the photodetector, and detection times of signals sequentially output from the photodetector are compared. And a processing device that detects positions of the light beams emitted from the plurality of light sources in the sub-scanning direction with respect to the photodetector .
請求項1〜12のいずれか一項に記載の光走査装置と;
前記光走査装置により複数色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と;
前記感光体の被走査面にそれぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と;
前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と;を備える画像形成装置。 An image forming apparatus for forming a multicolor image by superimposing and fixing a toner image formed on the basis of a latent image for each color obtained from information on a multicolor image on a recording medium,
An optical scanning device according to any one of claims 1 to 12;
A plurality of photoreceptors on which latent images corresponding to a plurality of colors are respectively formed by the optical scanning device;
Developing means for visualizing the latent images formed on the scanned surfaces of the photoreceptor;
An image forming apparatus comprising: a transfer unit configured to superimpose and fix the toner image of each color visualized by the developing unit on the recording medium.
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