JP4949633B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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請求項1記載の発明では、光源手段と、この光源手段からの光ビームを走査する偏向手段と、この偏向手段により走査された光ビームを被走査面上に結像する結像手段とを有し、前記結像手段を構成する少なくとも副走査方向に集束力を有する光学素子を光軸と直交する面内で回動することで、被走査面における走査線の傾きを可変とした光走査装置において、
前記光学素子はレンズ部を囲うように形成されたリブ部を有し、
前記光学素子よりも剛性が高く、前記リブ部を主走査方向における両端近傍で副走査方向に支持する一対の受け部を有する剛体部材と、
前記剛体部材に配備され、前記光学素子に、前記一対の受け部の中間位置で副走査方向に当接する可動部材と、
前記可動部材に前記リブ部が当接するよう前記リブ部の内側に係合して加圧する加圧手段と、を備え、前記光学素子を保持することとした。
請求項1に記載の光走査装置において、
前記回動の中心が、前記剛体部材に対し、前記光学素子を保持する面と同じ側となるよう、主走査方向における前記剛体部材の両端部を副走査方向で支持する支持手段を具備し、
前記支持手段が前記剛体部材の両端部を支持する円筒面を有し、該両端部を、前記光軸と平行な中心軸を有する前記円筒面に押圧する押圧手段を備えることとした。
図1、図13に基づいて光走査装置900A、900Bを搭載したタンデム方式の多色カラー画像形成装置920の構成の概要を説明する。
カラー画像形成装置920は、中間転写体としての中間転写ベルト105を有しており、その移動方向に沿って像担持体としての感光体ドラム101、102、103、104を備えた各画像形成ステーションが並列配置されている。
感光体ドラム101を有する画像形成ステーションではイエロー(Y)のトナー画像が、感光体ドラム102を有する画像形成ステーションではマゼンタ(M)のトナー画像が、感光体ドラム103を有する画像形成ステーションではシアン(C)のトナー画像が、感光体ドラム104を有する画像形成ステーションではブラック(Bk)のトナー画像がそれぞれ形成される。
中間転写ベルト105は、3つのローラ906a、906b、906c間に掛け回されて支持されており、反時計回り方向に回転される。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像が中間転写ベルト105上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
図2には、トロイダルレンズの支持筐体の構成を示す。
トロイダルレンズ305(前記トロイダルレンズ122、123と同一)は、樹脂製でレンズ部を囲うように副走査方向上に間隔をおいてリブ部306a、306bが形成され、これら各リブ部の主走査方向(長手方向)の中央部にはそれぞれ位置決め用の突起307a、307bが設けられ、さらに、該中央部の両側にも位置決め用の突起309a、309bが形成されている。
円筒面324、325は各々の中心軸が一致するように形成され、この中心軸を符号Oで示している。この中心軸Oは、トロイダルレンズ305の光軸eからみて少なくとも支持板301とは反対側に配置される。
図1に示すように、画像記録領域の走査開始側および走査終端側には、光走査装置毎にフォトセンサを実装した基板138、139および140、141が配備され、各画像形成ステーションにおいて走査されたビームを検出する。
Δy=(V/tanγ)・Δt
で表され、本実施の形態では、Δtが常に一定となるように、後述する光軸偏向手段、またはポリゴンミラー同士の回転位相を制御することで、各色画像の副走査レジストがずれないよう照射位置を保持することができる。さらに、該センサを走査開始側と走査終端側のいずれにも配置すれば、各端の副走査位置ずれの差、つまり走査線の傾きが検出できる。
半導体レーザ501、502およびカップリングレンズ503、504は、各色走査手段毎に射出軸に対して主走査方向に対称に配備され、半導体レーザ501、502はパッケージの外周を嵌合して各々ベース部材505、506に裏側より圧入される。
この際、円筒部513を基準として傾け量γを調整することで、ビームスポット間隔を記録密度に応じた走査ラインピッチPに合わせることができる。
デューティ50%とすると設定値L=3が与えられ、カウンタ403で4カウントされ画素クロックPCLKを立ち下げる。1/8クロック位相を遅らせるとすると位相データH=6が与えられ、7カウントで立上げる。同時にカウンタがリセットされるので、4カウントで再び立ち下げる。つまり、隣接するパルス周期が1/8クロック分縮められたことになる。
とすると、ビームスポット位置ずれの変化M(x)はその積分値で表される。
分割区間の始点と終点でビームスポット位置ずれが0となるように補正することを想定すると、任意の分割区間の倍率の変化に伴う分割区間幅のずれをΔm、位相シフトの分解能をσ(一定)、分割区間内の画素数をNとすると、位相をシフトする画素の間隔は、
D≒N/(Δm/σ) 但し、Dは整数
で示され、D画素毎にσずつ位相をシフトすればよい。上記実施例では、σは1/8画素となる。
従って、この場合、分割区間のちょうど中間位置でビームスポット位置ずれ残差が最大となるが、この残差が許容範囲内となるように各分割位置、分割区間の数を決めてやればよい。
さらに、昨今のカラー画像への要求品質の高まりに伴い1走査ラインピッチP以下の精度でレジストずれを合わせる必要があるため、各光走査装置毎に基準となる画像形成ステーション、例えば、イエローおよびシアンの照射位置に対し各々マゼンタおよびブラックの照射位置を光軸変更手段を用いて微調整する。
この際、あらかじめ、温度変化に伴って生じる各分割区間毎の倍率変化を予測して重み付けした位相データをデータテーブルに記憶させておけば、中間像高においても倍率の歪みが生じないようにでき、主走査方向の全域に渡って倍率が均一になるようにできる。
非平行平板621(図1に示した非平行平板117と同じ)は、円筒状のホルダ部材622中央枠内に固定され、軸受部623を形成した支持部材624にホルダ部材に形成した一対の鍔部626を切欠に合わせて挿入し、水平に戻すことで鍔部626が裏側に引っ掛かり、支持部材624に密着した状態で嵌合部625を基準に回転可能に保持される。 支持部材624は、底面を基準にハウジングにねじ止めされ、軸受部623の回転中心が光源ユニットの射出軸と中心が合うように高さH5が各々設定されており、回転によってビームの射出軸をわずかに傾けることができる。
Δy=ζ・fc・(n-1)ε・sinθ 、nは非平行平板の屈折率
で与えられ、微小回転角の範囲では回転角にほぼ比例して可変できる。
本実施の形態では、非平行平板の頂角εは、約2°である。このような非平行平板以外にも、従来例で開示される液晶偏向素子やガルバノミラーを光軸変更手段として用いても同様である。
本実施の形態では、2つの画像形成ステーションずつ2つのユニットに分け、各々別々のポリゴンスキャナーで走査するため、ポリゴンミラー同士の面位相を合わせないとユニット間で副走査レジストずれが発生する。
一方、ポリゴンミラーにより偏向された光ビームは、各走査の開始端で同期検知センサ138、140で検出され、各面毎に同期検知信号が発生される。
上記転写ベルトの移動速度をv(mm/s)、転写ベルト上で検出されたレジストずれをd(mm)、ポリゴンミラーの走査周波数をf(Hz)とすると、
回転位相tはt=d/v−k/f ここで、kはtを最小とする整数
常に、この条件を満たすように制御することにより、各光走査ユニット間のレジストずれdは、1ライン以下まで良好に補正できる。
なお、走査周波数fは、記録密度DPIを用いて表すと、
f=v・DPI/25.4
であり、ポリゴンミラーの回転数Rは、面数nを用いて、
R=60×f/n
となる。
302 (加圧手段としての)板ばね
308 (可動部材としての)調節ねじ
310 (受け部としての)立曲げ部
380、381 支持手段
Claims (10)
- 光源手段と、この光源手段からの光ビームを走査する偏向手段と、この偏向手段により走査された光ビームを被走査面上に結像する結像手段とを有し、前記結像手段を構成する少なくとも副走査方向に集束力を有する光学素子を光軸と直交する面内で回動することで、被走査面における走査線の傾きを可変とした光走査装置において、
前記光学素子はレンズ部を囲うように形成されたリブ部を有し、
前記光学素子よりも剛性が高く、前記リブ部を主走査方向における両端近傍で副走査方向に支持する一対の受け部を有する剛体部材と、
前記剛体部材に配備され、前記光学素子に、前記一対の受け部の中間位置で副走査方向に当接する可動部材と、
前記可動部材に前記リブ部が当接するよう前記リブ部の内側に係合して加圧する加圧手段と、を備え、前記光学素子を保持することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
前記可動部材は、前記一対の受け部の主走査方向における対称軸に対して対称な複数箇所に配備されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
前記剛体部材の主走査方向における少なくとも一端側に、前記光軸方向の位置決めを行う係合部を備えることを特微とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
前記剛体部材を板金により形成してなることを特微とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
前記回動の中心が、前記剛体部材に対し、前記光学素子を保持する面と同じ側となるよう、主走査方向における前記剛体部材の両端部を副走査方向で支持する支持手段を具備し、
前記支持手段が前記剛体部材の両端部を支持する円筒面を有し、該両端部を、前記光軸と平行な中心軸を有する前記円筒面に押圧する押圧手段を備えること特徴とする光走査装置。 - 請求項5記載の光走査装置において、
前記中心軸が前記光軸と略一致するよう、副走査方向における支持位置を合わせて、前記光学素子を前記剛体部材に保持することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1または5または6の何れか1つに記載の光走査装置において、
前記剛体部材の主走査方向における一端側に係合し、副走査方向に変位可能な係合部材を備え、この係合部材の変位により前記剛体部材が前記光軸と直交する面内で回動させられることを特微とする光走査装置。 - 請求項7記載の光走査装置において、
前記係合部材は送りねじ部を備え、モータ軸あるいはモータ軸に連結した回転軸を前記送りねじ部に螺合して、前記係合部材を副走査方向に変位可能としたことを特徴とする光走査装置。 - 複数の像担持体上に光走査装置により静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を像担持体毎に異なる色トナーで現像し、各像担持体上に形成されたトナー像を順次中間転写体上に重ねて転写した後、シート状記録媒体に一括転写することによりカラー画像を得る画像形成装置において、
前記光走査装置が、請求項1乃至8の何れかに記載のものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9記載の画像形成装置において、
前記中間転写体に転写された画像のスキューを検出するスキュー検出手段を備え、前記検出結果に基づいて前記光走査装置による走査線の傾きを調節することを特徴とする画像形成装置。
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