JP6304476B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

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、被走査面を光によって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 device and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning device that scans a surface to be scanned with light, and an image forming apparatus including the optical scanning device.

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。一般的に、この画像形成装置は、感光性を有するドラムの表面をレーザ光で走査し、該ドラムの表面に潜像を形成するための光走査装置を備えている。そして、該潜像はトナー等によって顕像化され、記録紙等の記録媒体に転写される。   In electrophotographic image recording, an image forming apparatus using a laser is widely used. Generally, this image forming apparatus includes an optical scanning device for scanning the surface of a photosensitive drum with a laser beam and forming a latent image on the surface of the drum. The latent image is visualized with toner and transferred to a recording medium such as recording paper.

例えば、特許文献1には、ドラムの表面に潜像を形成する光書き込み装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses an optical writing device that forms a latent image on the surface of a drum.

また、特許文献2及び特許文献3には、走査光学手段を構成する複数のレンズの形状を規定した光走査装置が開示されている。   Patent Documents 2 and 3 disclose optical scanning devices that define the shapes of a plurality of lenses that constitute scanning optical means.

近年、情報機器の発展に伴い、スモールオフィス(小規模事務所)及びホームオフィスでの画像形成装置の需要が増加している。それに伴い、画像形成装置に対して更なる小型化が要求されている。また、画像形成装置における画像品質に対する要求も、年々高くなってきている。   In recent years, with the development of information equipment, the demand for image forming apparatuses in small offices (small offices) and home offices has increased. Accordingly, further downsizing of the image forming apparatus is required. Also, the demand for image quality in the image forming apparatus is increasing year by year.

しかしながら、特許文献2及び特許文献3に開示されている光走査装置では、画像品質を低下させることなく、更なる小型化を図るのは困難であった。   However, in the optical scanning devices disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, it has been difficult to further reduce the size without degrading the image quality.

本発明は、光によって被走査面の走査領域を主走査方向に沿って走査する光走査装置において、前記走査領域は、画像が形成される第1の領域と、前記主走査方向に関して前記第1の領域を間に挟み、マークが形成される2つの第2の領域とを含み、前記2つの第2の領域の少なくとも一方を走査する際の光のスポット径は、前記第1の領域を走査する際の光のスポット径よりも大きく、前記少なくとも一方の第2の領域を走査し、該一方の第2の領域における前記マークを形成する光の光量は、前記第1の領域を走査する光についてシェーディング補正を行った光量よりも大きいことを特徴とする光走査装置である。 The present invention provides an optical scanning device that scans a scanning area of a surface to be scanned with light along a main scanning direction. The scanning area includes a first area where an image is formed and the first area with respect to the main scanning direction. And the two second regions where the mark is formed, and the spot diameter of the light when scanning at least one of the two second regions scans the first region. The at least one second region is scanned , and the amount of light forming the mark in the one second region is a light that scans the first region. It is larger than the light quantity which performed the shading correction | amendment about the optical scanning apparatus characterized by the above-mentioned.

本発明の光走査装置によれば、画像品質を低下させることなく、更なる小型化を図ることができる。   According to the optical scanning device of the present invention, it is possible to further reduce the size without deteriorating the image quality.

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。1 is a diagram for describing a schematic configuration of a color printer according to an embodiment of the present invention. FIG. 図1における光走査装置を説明するための図(その1)である。FIG. 2 is a diagram (part 1) for describing the optical scanning device in FIG. 1; 斜入射を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating oblique incidence. 斜入射を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating oblique incidence. 図1における光走査装置を説明するための図(その2)である。FIG. 3 is a second diagram for explaining the optical scanning device in FIG. 1; 第1走査レンズの形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of a 1st scanning lens. 第2走査レンズの形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of a 2nd scanning lens. D1〜D4、d1〜d7を説明するための図である。It is a figure for demonstrating D1-D4 and d1-d7. D1〜D4の具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example of D1-D4. d1〜d7の具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example of d1-d7. 像高及び走査画角αを説明するための図である。It is a figure for demonstrating image height and the scanning view angle (alpha). 画像形成領域及びマーク形成領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an image formation area and a mark formation area. 図13(A)は、従来例における走査領域を説明するための図であり、図13(B)は、本実施形態における走査領域を説明するための図である。FIG. 13A is a diagram for explaining a scanning region in a conventional example, and FIG. 13B is a diagram for explaining a scanning region in the present embodiment. 主走査方向のスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the spot diameter of a main scanning direction, and a defocus amount. 副走査方向のスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the spot diameter of a subscanning direction, and a defocus amount. 比較例における第1走査レンズの形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the 1st scanning lens in a comparative example. 比較例における第2走査レンズの形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the 2nd scanning lens in a comparative example. 比較例におけるD1〜D4の具体値を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific value of D1-D4 in a comparative example. 比較例におけるd1〜d7の具体値を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific value of d1-d7 in a comparative example. 比較例における主走査方向のスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the spot diameter of the main scanning direction and defocus amount in a comparative example. 比較例における副走査方向のスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the spot diameter of the subscanning direction in a comparative example, and a defocus amount. サグの影響を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the influence of a sag. MTFとスポット径との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between MTF and a spot diameter. トナーの付着状態とスポット径及び光量との関係を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between a toner adhesion state, a spot diameter, and a light amount. 本実施形態における被走査面の露光量と像高との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the exposure amount of the to-be-scanned surface in this embodiment, and image height.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図25に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係るカラープリンタ2000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 color printer 2000 according to an embodiment.

このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着装置2050、給紙コロ2054、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。   The color printer 2000 is a tandem multi-color printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow), and includes an optical scanning device 2010, four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d), four cleaning units (2031a, 2031b, 2031c, 2031d), four charging devices (2032a, 2032b, 2032c, 2032d), four developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, 2033d), transfer A belt 2040, a transfer roller 2042, a fixing device 2050, a paper feed roller 2054, a paper discharge roller 2058, a paper feed tray 2060, a paper discharge tray 2070, a communication control device 2080, and a printer control device 209 that comprehensively controls the above-described units. And and the like.

通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。   The communication control device 2080 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer) via a network or the like.

プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置2090は、通信制御装置2080を介して受信した上位装置からの多色の画像情報を光走査装置2010に通知する。   The printer control device 2090 includes a CPU, a program written in a code decipherable by the CPU, a ROM storing various data used when executing the program, a RAM as a working memory, an analog signal An AD converter circuit for converting the signal into a digital signal. Then, the printer control device 2090 notifies the optical scanning device 2010 of multi-color image information from the host device received via the communication control device 2080.

感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、及びクリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030a, the charging device 2032a, the developing roller 2033a, and the cleaning unit 2031a are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “K station” for convenience) that forms a black image.

感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、及びクリーニングユニット2031bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030b, the charging device 2032b, the developing roller 2033b, and the cleaning unit 2031b are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “C station” for convenience) that forms a cyan image.

感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、及びクリーニングユニット2031cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030c, the charging device 2032c, the developing roller 2033c, and the cleaning unit 2031c are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “M station” for convenience) that forms a magenta image.

感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、及びクリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030d, the charging device 2032d, the developing roller 2033d, and the cleaning unit 2031d are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “Y station” for convenience) that forms a yellow image.

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。そして、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転する。   Each photosensitive drum has a photosensitive layer formed on the surface thereof. Each photosensitive drum is rotated in the direction of the arrow in the plane of FIG. 1 by a rotation mechanism (not shown).

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。   Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum.

光走査装置2010は、プリンタ制御装置2090からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)に基づいて色毎に変調された光束で、対応する帯電された感光体ドラムの表面を走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。すなわち、ここでは、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。また、各感光体ドラムが像担持体である。そこで、以下では、各感光体ドラムの表面を「被走査面」あるいは「像面」ともいう。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置の構成については後述する。   The optical scanning device 2010 is charged correspondingly with a light beam modulated for each color based on multicolor image information (black image information, cyan image information, magenta image information, yellow image information) from the printer control device 2090. The surface of the photosensitive drum is scanned. Thereby, a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of each photosensitive drum. That is, here, the surface of each photosensitive drum is a surface to be scanned. Each photosensitive drum is an image carrier. Therefore, hereinafter, the surface of each photosensitive drum is also referred to as a “scanned surface” or an “image surface”. The latent image formed here moves in the direction of the corresponding developing device as the photosensitive drum rotates. The configuration of the optical scanning device will be described later.

ところで、各感光体ドラムにおいて、光によって走査される領域は「走査領域」と呼ばれ、該走査領域のなかで画像情報が書き込まれる領域は、「有効走査領域」、「画像形成領域」、「有効画像領域」などと呼ばれている。また、各感光体ドラムにおける回転軸に平行な方向は「主走査方向」と呼ばれ、感光体ドラムの回転方向は「副走査方向」と呼ばれている。   By the way, in each photosensitive drum, an area scanned with light is called a “scanning area”, and an area in which image information is written in the scanning area is an “effective scanning area”, “image forming area”, “ This is called “effective image area”. In addition, the direction parallel to the rotation axis of each photosensitive drum is referred to as “main scanning direction”, and the rotation direction of the photosensitive drum is referred to as “sub-scanning direction”.

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ(図示省略)からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像(トナー画像)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト2040の方向に移動する。   As each developing roller rotates, toner from a corresponding toner cartridge (not shown) is thinly and uniformly applied to the surface thereof. Then, when the toner on the surface of each developing roller comes into contact with the surface of the corresponding photosensitive drum, the toner moves only to a portion irradiated with light on the surface and adheres to the surface. In other words, each developing roller causes toner to adhere to the latent image formed on the surface of the corresponding photosensitive drum so as to be visualized. Here, the toner-attached image (toner image) moves in the direction of the transfer belt 2040 as the photosensitive drum rotates.

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。   The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the transfer belt 2040 at a predetermined timing, and are superimposed to form a color image.

給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト2040と転写ローラ2042との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト2040上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が転写された記録紙は、定着装置2050に送られる。   Recording paper is stored in the paper feed tray 2060. A paper feed roller 2054 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 2060. The paper feed roller 2054 takes out the recording paper one by one from the paper feed tray 2060. The recording paper is sent out toward the gap between the transfer belt 2040 and the transfer roller 2042 at a predetermined timing. As a result, the color image on the transfer belt 2040 is transferred to the recording paper. The recording paper on which the color image is transferred is sent to the fixing device 2050.

定着装置2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次積み重ねられる。   In the fixing device 2050, heat and pressure are applied to the recording paper, thereby fixing the toner on the recording paper. The recording paper on which the toner is fixed is sent to the paper discharge tray 2070 via the paper discharge roller 2058 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 2070.

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。   Each cleaning unit removes toner (residual toner) remaining on the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum from which the residual toner has been removed returns to the position facing the corresponding charging device again.

次に、前記光走査装置2010の構成について説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 2010 will be described.

光走査装置2010は、一例として図2〜図5に示されるように、4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)、4つのカップリングレンズ(2201a、2201b、2201c、2201d)、4つの開口板(2202a、2202b、2202c、2202d)、4つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b、2204c、2204d)、光偏向器2104、2つの第1走査レンズ(2105A、2105B)、4つの第2走査レンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、6つの折り返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108b、2108c)、及び不図示の走査制御装置などを備えている。   2 to 5 as an example, the optical scanning device 2010 includes four light sources (2200a, 2200b, 2200c, 2200d), four coupling lenses (2201a, 2201b, 2201c, 2201d), four openings. Plate (2202a, 2202b, 2202c, 2202d), four cylindrical lenses (2204a, 2204b, 2204c, 2204d), optical deflector 2104, two first scanning lenses (2105A, 2105B), and four second scanning lenses (2107a) 2107b, 2107c, 2107d), six folding mirrors (2106a, 2106b, 2106c, 2106d, 2108b, 2108c), a scanning control device (not shown), and the like.

ここでは、XYZ3次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向(回転軸方向)に平行な方向をY軸方向、光偏向器2104の回転軸方向に平行な方向をZ軸方向として説明する。   Here, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction parallel to the longitudinal direction (rotation axis direction) of each photosensitive drum is defined as the Y-axis direction, and the direction parallel to the rotation axis direction of the optical deflector 2104 is described as the Z-axis direction. .

また、以下では、便宜上、各光学部材において、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。   In the following, for convenience, in each optical member, a direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and a direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.

光源2200aとカップリングレンズ2201aと開口板2202aとシリンドリカルレンズ2204aと第1走査レンズ2105Aと第2走査レンズ2107aと折り返しミラー2106aは、感光体ドラム2030aに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200a, the coupling lens 2201a, the aperture plate 2202a, the cylindrical lens 2204a, the first scanning lens 2105A, the second scanning lens 2107a, and the folding mirror 2106a are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030a.

光源2200bとカップリングレンズ2201bと開口板2202bとシリンドリカルレンズ2204bと第1走査レンズ2105Aと第2走査レンズ2107bと折り返しミラー2106bと折り返しミラー2108bは、感光体ドラム2030bに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200b, the coupling lens 2201b, the aperture plate 2202b, the cylindrical lens 2204b, the first scanning lens 2105A, the second scanning lens 2107b, the folding mirror 2106b, and the folding mirror 2108b are optical for forming a latent image on the photosensitive drum 2030b. It is a member.

光源2200cとカップリングレンズ2201cと開口板2202cとシリンドリカルレンズ2204cと第1走査レンズ2105Bと第2走査レンズ2107cと折り返しミラー2106cと折り返しミラー2108cは、感光体ドラム2030cに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200c, the coupling lens 2201c, the aperture plate 2202c, the cylindrical lens 2204c, the first scanning lens 2105B, the second scanning lens 2107c, the folding mirror 2106c, and the folding mirror 2108c are optical for forming a latent image on the photosensitive drum 2030c. It is a member.

光源2200dとカップリングレンズ2201dと開口板2202dとシリンドリカルレンズ2204dと第1走査レンズ2105Bと第2走査レンズ2107dと折り返しミラー2106dは、感光体ドラム2030dに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200d, the coupling lens 2201d, the aperture plate 2202d, the cylindrical lens 2204d, the first scanning lens 2105B, the second scanning lens 2107d, and the folding mirror 2106d are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030d.

光源2200aと光源2200dは、X軸方向に関して離れた位置に配置されている(図2参照)。光源2200bは、光源2200aの−Z側に配置されている(図3参照)。また、光源2200cは、光源2200dの−Z側に配置されている(図4参照)。   The light source 2200a and the light source 2200d are disposed at positions separated from each other in the X-axis direction (see FIG. 2). The light source 2200b is disposed on the −Z side of the light source 2200a (see FIG. 3). The light source 2200c is arranged on the −Z side of the light source 2200d (see FIG. 4).

各光源からは、画像情報に基づいて変調された光束が光偏向器2104に向けて射出される。各光源から射出される光の波長は同じ(ここでは、655nm)である。また、各光源は、それぞれ駆動回路(図示省略)を有している。各駆動回路は、走査制御装置によって制御される。以下では、光源2200aから射出される光束を「光束La」といい、光源2200bから射出される光束を「光束Lb」という。また、光源2200cから射出される光束を「光束Lc」といい、光源2200dから射出される光束を「光束Ld」という。   From each light source, a light beam modulated based on the image information is emitted toward the optical deflector 2104. The wavelength of the light emitted from each light source is the same (here, 655 nm). Each light source has a drive circuit (not shown). Each drive circuit is controlled by a scanning control device. Hereinafter, the light beam emitted from the light source 2200a is referred to as “light beam La”, and the light beam emitted from the light source 2200b is referred to as “light beam Lb”. Further, a light beam emitted from the light source 2200c is referred to as “light beam Lc”, and a light beam emitted from the light source 2200d is referred to as “light beam Ld”.

各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束を略平行光束とする。ここでは、各カップリングレンズの焦点距離は14.4mmである。   Each coupling lens makes a light beam emitted from a corresponding light source a substantially parallel light beam. Here, the focal length of each coupling lens is 14.4 mm.

各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束の大きさを規制する。各開口板は、その開口部の中心が対応するカップリングレンズの焦点位置又は該焦点位置の近傍に位置するように配置されている。ここでは、開口部は、主走査対応方向の大きさが3.3mm、副走査対応方向の大きさが1.56mmの矩形形状又は楕円形状である。   Each aperture plate has an opening, and regulates the size of the light beam through the corresponding coupling lens. Each aperture plate is arranged so that the center of the aperture is located at or near the focal position of the corresponding coupling lens. Here, the opening has a rectangular or elliptical shape with a size in the main scanning corresponding direction of 3.3 mm and a size in the sub scanning corresponding direction of 1.56 mm.

各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束の光路上に配置され、該光束をZ軸方向に関して集光する。各シリンドリカルレンズを介した光束は、光偏向器2104に入射する。   Each cylindrical lens is disposed on the optical path of the light beam that has passed through the opening of the corresponding aperture plate, and condenses the light beam in the Z-axis direction. The light beam that has passed through each cylindrical lens enters the optical deflector 2104.

ところで、光束が光偏向器2104に入射する際に、光偏向器2104の回転軸に直交する面に対して傾斜した方向から入射することを「斜入射」といい、その傾斜角を「斜入射角」という。それに対し、光が光偏向器2104に入射する際に、光偏向器2104の回転軸に直交する面に平行な方向から入射することを「水平入射」という。また、斜入射に対応した光学系を「斜入射光学系」といい、水平入射に対応した光学系を「水平入射光学系」という。   By the way, when the light beam is incident on the optical deflector 2104, the incident from a direction inclined with respect to the plane orthogonal to the rotation axis of the optical deflector 2104 is called “oblique incidence”, and the inclination angle is “oblique incidence”. It ’s called a “horn”. On the other hand, when light enters the optical deflector 2104, it is referred to as “horizontal incidence” when it enters from a direction parallel to a plane perpendicular to the rotation axis of the optical deflector 2104. An optical system corresponding to oblique incidence is called “oblique incidence optical system”, and an optical system corresponding to horizontal incidence is called “horizontal incidence optical system”.

本実施形態では、一例として図3に示されるように、光束Laは傾斜角+δで光偏向器2104に斜入射し、光束Lbは傾斜角−δで光偏向器2104に斜入射するように設定されている。また、一例として図4に示されるように、光束Lcは傾斜角−δで光偏向器2104に斜入射し、光束Ldは傾斜角+δで光偏向器2104に斜入射するように設定されている。ここでは、δ=2.3°である。   In this embodiment, as shown in FIG. 3 as an example, the light beam La is obliquely incident on the optical deflector 2104 at an inclination angle + δ, and the light beam Lb is obliquely incident on the optical deflector 2104 at an inclination angle −δ. Has been. As an example, as shown in FIG. 4, the light beam Lc is obliquely incident on the optical deflector 2104 at an inclination angle −δ, and the light beam Ld is obliquely incident on the optical deflector 2104 at an inclination angle + δ. . Here, δ = 2.3 °.

各光源と光偏向器2104との間の光路上に配置されている光学系は、「偏向器前光学系」とも呼ばれている。   The optical system disposed on the optical path between each light source and the optical deflector 2104 is also referred to as “pre-deflector optical system”.

光偏向器2104は、回転多面鏡を有し、各鏡面がそれぞれ偏向反射面となる。この回転多面鏡は、Z軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、各シリンドリカルレンズを介した光束を、等角速度的に偏向する。ここでは、回転多面鏡は5つの鏡面を有し、Z軸方向からみると回転多面鏡の外形は5角形であり、該5角形に内接する円の半径は9mmである。   The optical deflector 2104 has a rotating polygon mirror, and each mirror surface becomes a deflection reflection surface. This rotary polygon mirror rotates at a constant speed around an axis parallel to the Z-axis direction, and deflects the light flux through each cylindrical lens at a constant angular velocity. Here, the rotating polygon mirror has five mirror surfaces, and when viewed from the Z-axis direction, the outer shape of the rotating polygon mirror is a pentagon, and the radius of a circle inscribed in the pentagon is 9 mm.

光束La及び光束Lbは光偏向器2104の+X側に偏向され、光束Lc及び光束Ldは光偏向器2104の−X側に偏向される。   The light beam La and the light beam Lb are deflected to the + X side of the optical deflector 2104, and the light beam Lc and the light beam Ld are deflected to the −X side of the optical deflector 2104.

第1走査レンズ2105Aは、光偏向器2104で偏向された光束La及び光束Lbの光路上に配置されている。第1走査レンズ2105Bは、光偏向器2104で偏向された光束Lc及び光束Ldの光路上に配置されている。   The first scanning lens 2105A is disposed on the optical path of the light beam La and the light beam Lb deflected by the optical deflector 2104. The first scanning lens 2105B is disposed on the optical path of the light beam Lc and the light beam Ld deflected by the optical deflector 2104.

第1走査レンズ2105Aを通過した光束Laは、折り返しミラー2106a及び第2走査レンズ2107aを介して感光体ドラム2030aに照射される。   The light beam La that has passed through the first scanning lens 2105A is irradiated onto the photosensitive drum 2030a through the folding mirror 2106a and the second scanning lens 2107a.

第1走査レンズ2105Aを通過した光束Lbは、折り返しミラー2106b、折り返しミラー2108b及び第2走査レンズ2107bを介して感光体ドラム2030bに照射される。   The light beam Lb that has passed through the first scanning lens 2105A is applied to the photosensitive drum 2030b through the folding mirror 2106b, the folding mirror 2108b, and the second scanning lens 2107b.

このように、第1走査レンズ2105Aは、光束Laと光束Lbの2つの光束で共用されている。   Thus, the first scanning lens 2105A is shared by the two light beams, the light beam La and the light beam Lb.

第1走査レンズ2105Bを通過した光束Lcは、折り返しミラー2106c、折り返しミラー2108c及び第2走査レンズ2107cを介して感光体ドラム2030cに照射される。   The light beam Lc that has passed through the first scanning lens 2105B is applied to the photosensitive drum 2030c through the folding mirror 2106c, the folding mirror 2108c, and the second scanning lens 2107c.

第1走査レンズ2105Bを通過した光束Ldは、折り返しミラー2106d及び第2走査レンズ2107dを介して感光体ドラム2030dに照射される。   The light beam Ld that has passed through the first scanning lens 2105B is applied to the photosensitive drum 2030d through the folding mirror 2106d and the second scanning lens 2107d.

このように、第1走査レンズ2105Bは、光束Lcと光束Ldの2つの光束で共用されている。   Thus, the first scanning lens 2105B is shared by the two light beams, the light beam Lc and the light beam Ld.

各感光体ドラム上の光スポットは、回転多面鏡の回転に伴って主走査方向に沿って移動する。   The light spot on each photosensitive drum moves along the main scanning direction as the rotary polygon mirror rotates.

光偏向器2104と各感光体ドラムとの間の光路上に配置されている光学系は、「走査光学系」とも呼ばれている。   The optical system disposed on the optical path between the optical deflector 2104 and each photosensitive drum is also called a “scanning optical system”.

各第1走査レンズは、中心(光軸上)の肉厚が7.1mmの樹脂製の走査レンズである。また、各第2走査レンズは、中心(光軸上)の肉厚が4.1mmの樹脂製の走査レンズである。   Each first scanning lens is a resin scanning lens having a thickness of 7.1 mm at the center (on the optical axis). Each second scanning lens is a resin scanning lens having a center (on the optical axis) thickness of 4.1 mm.

各走査レンズの各光学面の副走査対応方向に直交する断面(主走査断面)の形状は、次の(1)式で表現される非円弧形状である。ここで、xは主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれにも直交する方向のいわゆるデプスである。また、yは主走査対応方向に関する光軸からの距離である。そして、Kは円錐定数、A、A、A、A、A、A、…は係数である。さらに、Cm=1/Ryであり、Ryは近軸曲率半径である。 The shape of the cross section (main scanning cross section) orthogonal to the sub-scanning corresponding direction of each optical surface of each scanning lens is a non-arc shape expressed by the following equation (1). Here, x is a so-called depth in a direction orthogonal to both the main scanning corresponding direction and the sub-scanning corresponding direction. Further, y is a distance from the optical axis in the main scanning corresponding direction. K is a conic constant, and A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 ,... Are coefficients. Furthermore, Cm = 1 / Ry, where Ry is the paraxial radius of curvature.

Figure 0006304476
Figure 0006304476

また、各走査レンズの各光学面の主走査対応方向に直交する断面(副走査断面)の形状は、次の(2)式で表現される。   Further, the shape of the cross section (sub-scanning cross section) orthogonal to the main scanning corresponding direction of each optical surface of each scanning lens is expressed by the following equation (2).

Figure 0006304476
Figure 0006304476

上記(2)式におけるRz(0)は、副走査断面内における光軸上の曲率半径である。また、B、B、B、B、B、B、…は係数である。 Rz (0) in the above equation (2) is a radius of curvature on the optical axis in the sub-scanning section. B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 ,... Are coefficients.

各第1走査レンズの入射側の面形状及び射出側の面形状の具体例が図6に示されている。また、各第2走査レンズの入射側の面形状及び射出側の面形状の具体例が図7に示されている。   Specific examples of the surface shape on the incident side and the surface shape on the exit side of each first scanning lens are shown in FIG. Further, FIG. 7 shows specific examples of the surface shape on the incident side and the surface shape on the exit side of each second scanning lens.

また、本実施形態では、走査光学系の副走査対応方向における横倍率は−1.61倍である。また、走査光学系の主走査対応方向における焦点距離は198.9mm、副走査対応方向における焦点距離は55.05mmである。そして、各感光体ドラムの画像形成領域における光スポットのスポット径の狙いとしては、主走査方向で60μm、副走査方向で80μmである。   In the present embodiment, the lateral magnification of the scanning optical system in the sub-scanning corresponding direction is −1.61 times. Further, the focal length in the main scanning corresponding direction of the scanning optical system is 198.9 mm, and the focal length in the sub scanning corresponding direction is 55.05 mm. The aim of the spot diameter of the light spot in the image forming area of each photosensitive drum is 60 μm in the main scanning direction and 80 μm in the sub scanning direction.

また、主な光学部材の光軸方向の大きさ(D1、D2、D3、D4)、及び主な光学部材間の光学的距離(d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7)(図8参照)の一例が図9及び図10に示されている。すなわち、回転多面鏡の中心から像面までの光路長は240mmである。なお、図8では、分かりやすくするため、光路が紙面に平行となるようにしている。   Also, the size of the main optical member in the optical axis direction (D1, D2, D3, D4) and the optical distance between the main optical members (d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7) (FIG. 8) is shown in FIG. 9 and FIG. That is, the optical path length from the center of the rotary polygon mirror to the image plane is 240 mm. In FIG. 8, the optical path is set to be parallel to the paper surface for easy understanding.

被走査面上の走査領域における主走査方向の位置は像高と呼ばれている。そして、以下では、主走査方向に関して、走査領域の中央位置を「中央像高」ともいい、走査領域の両端部を「周辺像高」ともいう。なお、一般的に、像高は、中央像高を0mmとする座標で表現される。本実施形態では、主走査方向に関する走査領域の長さは327mmであり、中央像高が0mm、一側の周辺像高が+163.5mm、他側の周辺像高が−163.5mmである(図11参照)。また、走査画角α(図11参照)の1/2倍である半画角は、47.40°である。   The position in the main scanning direction in the scanning area on the surface to be scanned is called the image height. In the following, with respect to the main scanning direction, the center position of the scanning region is also referred to as “center image height”, and both ends of the scanning region are also referred to as “peripheral image height”. In general, the image height is expressed by coordinates where the central image height is 0 mm. In the present embodiment, the length of the scanning region in the main scanning direction is 327 mm, the central image height is 0 mm, the peripheral image height on one side is +163.5 mm, and the peripheral image height on the other side is −163.5 mm ( (See FIG. 11). Further, the half field angle which is ½ times the scanning field angle α (see FIG. 11) is 47.40 °.

そこで、カラープリンタ2000は、記録紙として、A3サイズ(297mm×420mm)よりも広い幅の用紙、例えば、特A3サイズ(328mm×453mm)に対応可能である。ここでは、一例として図12に示されるように、被走査面上の走査領域における、像高が−148.5mmから+148.5mmの領域であってA3サイズの画像が形成される領域を画像形成領域といい、該画像形成領域を取り囲む領域をマーク形成領域という。このマーク形成領域には、トンボなどの裁断用のマークが形成される。すなわち、走査領域は、画像が形成される画像形成領域(第1の領域)と、主走査方向に関して画像形成領域を間に挟み、マークが形成される2つのマーク形成領域(第2の領域)とを含んでいる。   Therefore, the color printer 2000 can cope with paper having a width wider than the A3 size (297 mm × 420 mm), for example, a special A3 size (328 mm × 453 mm) as the recording paper. Here, as an example, as shown in FIG. 12, an area where an image height is −148.5 mm to +148.5 mm and an A3 size image is formed in the scanning area on the surface to be scanned is formed. An area surrounding the image forming area is called a mark forming area. A cutting mark such as a registration mark is formed in the mark formation region. That is, the scanning area includes an image forming area (first area) where an image is formed, and two mark forming areas (second areas) where the image forming area is sandwiched between the image forming area in the main scanning direction. Including.

ところで、主走査対応方向に関して、走査レンズの端部近傍を通過した光束は、走査レンズの中央部を通過した光束に比べて、被走査面でのスポット径が大きい。そこで、従来は、一例として図13(A)に示されるように、スポット径がほぼ一様な領域を走査領域としていた。すなわち、画像形成領域を走査する際のスポット径とマーク形成領域を走査する際のスポット径とは、ほぼ同じであった。   By the way, with respect to the main scanning corresponding direction, the light beam that has passed near the end of the scanning lens has a larger spot diameter on the surface to be scanned than the light beam that has passed through the central part of the scanning lens. Therefore, conventionally, as an example, as shown in FIG. 13A, an area having a substantially uniform spot diameter is used as a scanning area. That is, the spot diameter when scanning the image forming area and the spot diameter when scanning the mark forming area are substantially the same.

一方、本実施形態では、一例として図13(B)に示されるように、スポット径がほぼ一様な領域を画像形成領域とし、スポット径が大きい領域をマーク形成領域としている。すなわち、マーク形成領域を走査する際のスポット径は、画像形成領域を走査する際のスポット径よりも大きい。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 13B as an example, an area having a substantially uniform spot diameter is set as an image forming area, and an area having a large spot diameter is set as a mark forming area. That is, the spot diameter when scanning the mark forming area is larger than the spot diameter when scanning the image forming area.

走査レンズにおいて、端部近傍を通過した光束の被走査面でのスポット径と、走査レンズの中央部を通過した光束の被走査面でのスポット径との差を小さくすることは可能であるが、リニアリティ変化が大きくなったり、副走査方向の横倍率変化が大きくなり、走査位置精度を確保することが困難となる。   In the scanning lens, it is possible to reduce the difference between the spot diameter on the surface to be scanned of the light beam that has passed near the end and the spot diameter on the surface to be scanned of the light beam that has passed through the center of the scanning lens. The change in linearity becomes large, and the change in lateral magnification in the sub-scanning direction becomes large, so that it becomes difficult to ensure the scanning position accuracy.

高品質の画像を形成するには、画像形成領域の全域に渡って像面湾曲が良好に補正されスポット径が揃っていること、感光体ドラム面上を光走査する際に等速性が保たれていること(fθ特性)、副走査方向の横倍率が画像形成領域の全域に渡って均一に補正され、副走査方向のスポット径が揃っていることが重要である。また、複数の光束を射出する光源を用いたマルチビーム光走査装置においては、副走査方向の横倍率が画像形成領域の全域に渡って均一に補正され、走査線のピッチ(間隔)を一定にすることが重要である。   In order to form a high-quality image, the curvature of field is well corrected over the entire image forming area so that the spot diameters are uniform, and constant speed is maintained when optically scanning the surface of the photosensitive drum. It is important that the horizontal magnification in the sub-scanning direction is corrected uniformly over the entire image forming area and the spot diameters in the sub-scanning direction are uniform. In a multi-beam optical scanning device using a light source that emits a plurality of light beams, the lateral magnification in the sub-scanning direction is uniformly corrected over the entire image forming area, and the scanning line pitch (interval) is kept constant. It is important to.

主な像高Yについて、光スポットの主走査方向に関するスポット径とデフォーカス量との関係が図14に示され、副走査方向に関するスポット径とデフォーカス量との関係が図15に示されている。   For the main image height Y, the relationship between the spot diameter and the defocus amount in the main scanning direction of the light spot is shown in FIG. 14, and the relationship between the spot diameter and the defocus amount in the sub-scanning direction is shown in FIG. Yes.

比較例として、従来の第1走査レンズの入射側の面形状及び射出側の面形状が図16に示されている。また、従来の第2走査レンズの入射側の面形状及び射出側の面形状が図17に示されている。   As a comparative example, FIG. 16 shows the surface shape on the incident side and the surface shape on the exit side of the conventional first scanning lens. FIG. 17 shows the surface shape on the incident side and the surface shape on the exit side of the conventional second scanning lens.

また、この比較例における、主な光学部材の光軸方向の大きさ(D1、D2、D3、D4)、及び主な光学部材間の光学的距離(d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7)の一例が図18及び図19に示されている。すなわち、回転多面鏡の中心から被走査面までの光路長は255mmである。   In this comparative example, the size (D1, D2, D3, D4) of the main optical member in the optical axis direction and the optical distance (d1, d2, d3, d4, d5, d6) between the main optical members. , D7) is shown in FIGS. That is, the optical path length from the center of the rotary polygon mirror to the scanned surface is 255 mm.

この場合、走査画角の1/2倍である半画角は、43.35°である。また、主な像高Yについて、光スポットの主走査方向に関するスポット径とデフォーカス量との関係が図20に示され、副走査方向に関するスポット径とデフォーカス量との関係が図21に示されている。   In this case, the half angle of view that is 1/2 times the scanning angle of view is 43.35 °. Further, for the main image height Y, the relationship between the spot diameter and the defocus amount in the main scanning direction of the light spot is shown in FIG. 20, and the relationship between the spot diameter and the defocus amount in the sub scanning direction is shown in FIG. Has been.

本実施形態では、走査画角αを比較例よりも大きくすることができるため、回転多面鏡の中心から被走査面までの光路長を比較例よりも短くすることができる。具体的には、走査画角を比較例よりも約10%高画角とすることができ、回転多面鏡の中心から被走査面までの光路長を比較例よりも約6%短くすることができた。また、画像形成領域におけるスポット径とデフォーカス量との関係は、本実施形態と比較例とではほぼ同じであった。すなわち、本実施形態では、画像品質を低下させることなく、小型化を図ることができる。   In this embodiment, since the scanning angle of view α can be made larger than that of the comparative example, the optical path length from the center of the rotary polygon mirror to the surface to be scanned can be made shorter than that of the comparative example. Specifically, the scanning field angle can be about 10% higher than that of the comparative example, and the optical path length from the center of the rotary polygon mirror to the scanned surface can be made about 6% shorter than that of the comparative example. did it. In addition, the relationship between the spot diameter and the defocus amount in the image forming area is almost the same between this embodiment and the comparative example. That is, in the present embodiment, it is possible to reduce the size without reducing the image quality.

ところで、本実施形態では、像高が−163.5mmのところでのみビーム径が極端に大きくなっている。その要因の一つに、回転多面鏡でのいわゆるサグの影響がある。このサグとは、偏向反射面に入射する光束の入射位置が、偏向方向によって異なることをいう。図22には、シリンドリカルレンズと偏向反射面との間の光路長、偏向反射面と第1走査レンズとの間の光路長が、それぞれ中央像高に向かう光束及び各周辺像高に向かう光束について示されている。このように、サグの影響は像高に関して対称ではないため、一方の周辺像高でのスポット径を小さくしようとすると、他方の周辺像高でのスポット径が大きくなる。そこで、主走査方向に関して、画像形成領域を挟む2つのマーク形成領域のうち一方のマーク形成領域を走査する際のスポット径が、画像形成領域を走査する際のスポット径よりも大きくても良い。   By the way, in this embodiment, the beam diameter is extremely large only when the image height is -163.5 mm. One of the factors is the effect of so-called sag on a rotating polygon mirror. This sag means that the incident position of the light beam incident on the deflecting / reflecting surface differs depending on the deflection direction. In FIG. 22, the optical path length between the cylindrical lens and the deflecting / reflecting surface, and the optical path length between the deflecting / reflecting surface and the first scanning lens are respectively the light flux toward the central image height and the light flux toward each peripheral image height. It is shown. Thus, since the influence of the sag is not symmetric with respect to the image height, if the spot diameter at one peripheral image height is to be reduced, the spot diameter at the other peripheral image height is increased. Therefore, in the main scanning direction, the spot diameter when scanning one of the two mark forming areas sandwiching the image forming area may be larger than the spot diameter when scanning the image forming area.

また、図23には、8cycle/mmのパターンのMTF(modulation transfer function)とスポット径との関係が示されている。一般的に、3pt(ポイント)の文字を再現するには、8cycle/mmのパターンのMTFが0.3以上であることが必要である。本実施形態では、ばらつきを考慮し、確実に3ptの文字を再現するため、画像形成領域では、スポット径の目標値を主走査方向で60μm、副走査方向で80μmとした。一方、マーク形成領域では、高い解像度を必要としないので、設計のしやすさからスポット径の目標値を主走査方向で80μm、副走査方向で100μmとした。なお、以下では、便宜上、主走査方向が60μm、副走査方向が80μmのスポット径を「第1スポット径」ともいい、主走査方向が80μm、副走査方向が100μmのスポット径を「第2スポット径」ともいう。   FIG. 23 also shows the relationship between the MTF (modulation transfer function) of the pattern of 8 cycles / mm and the spot diameter. Generally, in order to reproduce a 3 pt (point) character, the MTF of a pattern of 8 cycles / mm needs to be 0.3 or more. In this embodiment, in order to reliably reproduce 3pt characters in consideration of variations, the target value of the spot diameter is set to 60 μm in the main scanning direction and 80 μm in the sub scanning direction in the image forming area. On the other hand, since a high resolution is not required in the mark formation region, the target value of the spot diameter is set to 80 μm in the main scanning direction and 100 μm in the sub-scanning direction for ease of design. Hereinafter, for convenience, a spot diameter of 60 μm in the main scanning direction and 80 μm in the sub scanning direction is also referred to as “first spot diameter”, and a spot diameter of 80 μm in the main scanning direction and 100 μm in the sub scanning direction is referred to as “second spot”. Also called “diameter”.

ところで、スポット径が大きくなると、光スポットのエネルギー密度が小さくなり、トナーの付着量が減少し、その結果、トナー像の濃度が薄くなる。図24には、スポット径が上記第1スポット径のとき、及び上記第2スポット径のときについて、形成されるトナー像におけるトナーの付着状態が示されている。光量が同じ場合では、第2スポット径のときのトナー像は、第1スポット径のときのトナー像よりもトナーの付着量が少なく、濃度は薄い。そして、第2スポット径のときについて、光量を大きくすると、形成されるトナー像におけるトナーの付着量が増加し、濃度は濃くなる。そして、光量が120%の場合に第2スポット径のときに形成されるトナー像におけるトナーの付着量は、光量が100%の場合に第1スポット径のときに形成されるトナー像におけるトナーの付着量とほぼ等しくなる。   By the way, as the spot diameter increases, the energy density of the light spot decreases and the amount of toner adhesion decreases, and as a result, the density of the toner image decreases. FIG. 24 shows the toner adhesion state on the formed toner image when the spot diameter is the first spot diameter and the second spot diameter. When the amount of light is the same, the toner image at the second spot diameter has a smaller toner adhesion amount and a lower density than the toner image at the first spot diameter. When the light amount is increased for the second spot diameter, the amount of toner attached to the formed toner image increases and the density increases. The toner adhesion amount in the toner image formed at the second spot diameter when the light amount is 120% is the toner adhesion amount in the toner image formed at the first spot diameter when the light amount is 100%. It becomes almost equal to the amount of adhesion.

そこで、本実施形態では、マーク形成領域を走査するときの光量を、画像形成領域を走査するときの光量の120%とした。このときの被走査面上での露光量が図25に示されている。この場合は、マーク形成領域に形成されるマークの再現性を向上させることができる。なお、この光量制御は、走査制御装置によって行われ、従来のシェーディング補正(例えば、特開2010−069668号公報参照)に加算される。   Therefore, in the present embodiment, the light amount when scanning the mark formation region is set to 120% of the light amount when scanning the image formation region. The exposure amount on the scanned surface at this time is shown in FIG. In this case, the reproducibility of the mark formed in the mark formation area can be improved. This light amount control is performed by the scanning control device and added to the conventional shading correction (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-0669668).

近年、画像形成装置に対して多様な用紙サイズに対応することが求められている。そして、いわゆるA3プリンタ市場においても、幅広い用紙サイズに対応することが求められている。これは、A3サイズより広い幅の用紙を用いてトンボなど裁断用のマークを印刷するニーズが高まっているということである。また、画像形成装置の小型化も求められており、それに伴って光走査装置も更なる小型化が必要とされている。   In recent years, image forming apparatuses are required to support various paper sizes. The so-called A3 printer market is also required to support a wide range of paper sizes. This means that there is an increasing need to print a cutting mark such as a registration mark using paper having a width wider than A3 size. Further, there is a demand for downsizing of the image forming apparatus, and accordingly, further downsizing of the optical scanning device is required.

本実施形態の光走査装置2010は、走査画角を大きくすることによって、回転多面鏡の中心から被走査面までの光路長を短くし、光走査装置の小型化を図っている。   The optical scanning device 2010 of the present embodiment shortens the optical path length from the center of the rotary polygon mirror to the surface to be scanned by increasing the scanning field angle, thereby reducing the size of the optical scanning device.

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置2010によると、各感光体ドラム表面に設けられた、A3サイズの画像が形成される画像形成領域、及び該画像形成領域を取り囲み、トンボなどの裁断用のマークが形成されるマーク形成領域を光走査することができる。   As described above, according to the optical scanning device 2010 according to the present embodiment, an image forming area provided on the surface of each photosensitive drum on which an A3 size image is formed, and surrounding the image forming area, a registration mark, etc. It is possible to optically scan the mark forming region where the cutting mark is formed.

そして、画像形成領域を走査する際の光スポットのスポット径が上記第1のスポット径となり、マーク形成領域を走査する際の光スポットのスポット径が上記第2のスポット径となるように設定されている。これにより、走査画角を従来よりも大きくすることができる。そのため、回転多面鏡の中心から被走査面までの光路長が従来よりも短くなり、光走査装置の小型化を図ることができる。   The spot diameter of the light spot when scanning the image forming area is set to the first spot diameter, and the spot diameter of the light spot when scanning the mark forming area is set to the second spot diameter. ing. Thereby, the scanning angle of view can be made larger than before. Therefore, the optical path length from the center of the rotary polygon mirror to the surface to be scanned becomes shorter than before, and the optical scanning device can be downsized.

この場合、画像形成領域では、従来と同様に小さいスポット径で走査されるので、従来と同様な画像品質を確保することができる。また、マーク形成領域では、マークを構成するラインパターンが形成されれば良いので、スポット径が大きくても良い。   In this case, since the image forming area is scanned with a small spot diameter as in the conventional case, it is possible to ensure the same image quality as in the conventional case. In the mark formation region, the spot diameter may be large because a line pattern constituting the mark may be formed.

そこで、画像品質を低下させることなく、更なる小型化を図ることができる。   Therefore, further downsizing can be achieved without degrading the image quality.

また、上記実施形態では、マーク形成領域を走査する際の光の光量を、画像形成領域を走査する際の光の光量よりも大きくしている。この場合は、マーク形成領域に形成されるマークの再現性を向上させることができる。   In the above-described embodiment, the amount of light when scanning the mark formation region is larger than the amount of light when scanning the image formation region. In this case, the reproducibility of the mark formed in the mark formation area can be improved.

また、上記実施形態では、画像形成領域でのMTFが、マーク形成領域でのMTFよりも大きくなるように設定されている。この場合は、画像形成領域に形成される画像の品質を高品質にすることができる。   In the above embodiment, the MTF in the image forming area is set to be larger than the MTF in the mark forming area. In this case, the quality of the image formed in the image forming area can be improved.

また、上記実施形態では、光源からの光が回転多面鏡に斜入射されるように設定されている。この場合は、回転多面鏡を小さくすることが可能となり、画像形成の高速化、低コスト化、及び更なる小型化を図ることができる。   In the above embodiment, the light from the light source is set so as to be obliquely incident on the rotary polygon mirror. In this case, it is possible to reduce the size of the rotary polygon mirror, and it is possible to achieve high-speed image formation, low cost, and further downsizing.

また、上記実施形態では、画像形成領域を走査する際の光のスポット径が、主走査方向に関して60μmであり、副走査方向に関して80μmである。この場合は、画像形成領域でのMTFが0.3以上となり、画像形成領域において3ポイントの文字を確実に再現することができる。なお、画像形成領域を走査する際の光のスポット径は、主走査方向に関して70μm以下であり、副走査方向に関して90μm以下であれば、同等の効果を得ることができる。   In the above embodiment, the spot diameter of light when scanning the image forming area is 60 μm in the main scanning direction and 80 μm in the sub-scanning direction. In this case, the MTF in the image forming area is 0.3 or more, and three-point characters can be reliably reproduced in the image forming area. Note that the same effect can be obtained if the spot diameter of light when scanning the image forming region is 70 μm or less in the main scanning direction and 90 μm or less in the sub-scanning direction.

そして、カラープリンタ2000は、光走査装置2010を備えているため、結果として、出力画像の画像品質を低下させることなく、更なる小型化を図ることができる。   Since the color printer 2000 includes the optical scanning device 2010, as a result, the size of the output image can be further reduced without degrading the image quality.

なお、上記実施形態では、画像形成領域を走査する際の光スポットのスポット径が主走査方向で60μm、副走査方向で80μmの場合について説明したが、これに限定されるものではない。要求される画像品質に応じたスポット径であれば良い。   In the above embodiment, the case where the spot diameter of the light spot when scanning the image forming region is 60 μm in the main scanning direction and 80 μm in the sub scanning direction has been described, but the present invention is not limited to this. Any spot diameter corresponding to the required image quality may be used.

また、上記実施形態では、マーク形成領域を走査する際の光スポットのスポット径が主走査方向で80μm、副走査方向で100μmの場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、マーク形成領域を走査する際の光スポットのスポット径が、画像形成領域を走査する際の光スポットのスポット径よりも大きければ良い。   In the above-described embodiment, the case where the spot diameter of the light spot when scanning the mark formation region is 80 μm in the main scanning direction and 100 μm in the sub-scanning direction is described, but the present invention is not limited to this. In short, it is only necessary that the spot diameter of the light spot when scanning the mark forming area is larger than the spot diameter of the light spot when scanning the image forming area.

また、上記実施形態では、マーク形成領域を走査するときの光量を、画像形成領域を走査するときの光量の120%とする場合について説明したが、これに限定されるものではない。なお、マーク形成領域を走査するときの光量は、画像形成領域を走査するときの光量の110%以上であることが好ましい。   In the above embodiment, the case where the amount of light when scanning the mark formation region is 120% of the amount of light when scanning the image formation region has been described, but the present invention is not limited to this. Note that the amount of light when scanning the mark formation region is preferably 110% or more of the amount of light when scanning the image formation region.

また、上記実施形態では、光源からの光が回転多面鏡に斜入射される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、光源からの光が回転多面鏡に水平入射されても良い。この場合であっても、走査画角を従来よりも大きくすることができる。   In the above embodiment, the case where the light from the light source is obliquely incident on the rotating polygonal mirror has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light from the light source may be incident on the rotating polygonal mirror horizontally. . Even in this case, the scanning angle of view can be made larger than the conventional one.

また、上記実施形態における第1走査レンズの形状は一例であり、これに限定されるものではない。同様に、上記実施形態における第2走査レンズの形状は一例であり、これに限定されるものではない。   In addition, the shape of the first scanning lens in the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to this. Similarly, the shape of the second scanning lens in the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to this.

また、上記実施形態では、記録紙として、A3サイズ(297mm×420mm)よりも広い幅の用紙として、特A3サイズ(328mm×453mm)に対応可能である場合について説明したが、12インチ×19インチサイズ(304.8mm×482.6mm)の用紙、SRA3サイズ(320mm×450mm)の用紙、いわゆるA3ノビ(329mm×483mm)の用紙にも対応可能である。   Further, in the above embodiment, the case where the recording paper is compatible with the special A3 size (328 mm × 453 mm) as the paper having a width wider than the A3 size (297 mm × 420 mm) has been described, but 12 inches × 19 inches. It is also possible to cope with paper having a size (304.8 mm × 482.6 mm), SRA3 size (320 mm × 450 mm), and so-called A3 Nobi (329 mm × 483 mm).

また、上記実施形態では、光走査装置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 optical scanning device is used in a printer has been described. However, the present invention is also suitable for an image forming apparatus other than a printer, for example, a copier, a facsimile, or a multifunction machine in which these are integrated.

また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が記録紙に直接転写されても良い。   In the above embodiment, the toner image is transferred from the photosensitive drum to the recording paper via the transfer belt. However, the present invention is not limited to this, and the toner image is directly transferred to the recording paper. Also good.

また、上記実施形態において、各光源は1つの発光部を有しても良いし、複数の発光部を有しても良い。各光源が複数の発光部を有している場合は、1つの感光体ドラムを複数の光スポットで同時に走査する、いわゆる「マルチビーム走査」が可能となる。   Moreover, in the said embodiment, each light source may have one light emission part, and may have a some light emission part. When each light source has a plurality of light emitting portions, so-called “multi-beam scanning” is possible in which one photosensitive drum is simultaneously scanned with a plurality of light spots.

また、上記実施形態では、画像形成装置として、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、更に補助色を用いる多色カラープリンタであっても良い。   In the above-described embodiment, the case of a tandem multi-color printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow) has been described as an image forming apparatus. Is not to be done. For example, a multi-color printer that further uses auxiliary colors may be used.

また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体(ポジの印画紙)を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。   Further, an image forming apparatus using a color developing medium (positive photographic paper) that develops color by the heat energy of a beam spot as an image carrier may be used. In this case, a visible image can be directly formed on the image carrier by optical scanning.

2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、2030a〜2030d…感光体ドラム(像担持体)、2104…光偏向器、2105A…第1走査レンズ、2105B…第1走査レンズ、2106a〜2106d…折り返しミラー、2107a〜2107d…第2走査レンズ、2108b,2108c…折り返しミラー、2200a〜2200d…光源、2201a〜2201d…カップリングレンズ、2202a〜2202d…開口板、2204a〜2204d…シリンドリカルレンズ。   2000 ... Color printer (image forming apparatus), 2010 ... Optical scanning device, 2030a to 2030d ... Photosensitive drum (image carrier), 2104 ... Optical deflector, 2105A ... First scanning lens, 2105B ... First scanning lens, 2106a ˜2106d: folding mirror, 2107a to 2107d, second scanning lens, 2108b, 2108c, folding mirror, 2200a to 2200d, light source, 2201a to 2201d, coupling lens, 2202a to 2202d, aperture plate, 2204a to 2204d, cylindrical lens.

特開平11−237572号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-237572 特許第4402126号公報Japanese Patent No. 4402126 特許第4388053号公報Japanese Patent No. 4388053

Claims (8)

光によって被走査面の走査領域を主走査方向に沿って走査する光走査装置において、
前記走査領域は、画像が形成される第1の領域と、前記主走査方向に関して前記第1の領域を間に挟み、マークが形成される2つの第2の領域とを含み、
前記2つの第2の領域の少なくとも一方を走査する際の光のスポット径は、前記第1の領域を走査する際の光のスポット径よりも大きく、
前記少なくとも一方の第2の領域を走査し、該一方の第2の領域における前記マークを形成する光の光量は、前記第1の領域を走査する光についてシェーディング補正を行った光量よりも大きいことを特徴とする光走査装置。
In an optical scanning device that scans a scanning area of a surface to be scanned with light along a main scanning direction,
The scanning region includes a first region in which an image is formed, and two second regions in which the mark is formed with the first region in between with respect to the main scanning direction,
The spot diameter of light when scanning at least one of the two second regions is larger than the spot diameter of light when scanning the first region,
The at least one second region is scanned , and the amount of light that forms the mark in the one second region is greater than the amount of light that has undergone shading correction for the light that scans the first region. An optical scanning device characterized by the above.
前記第1の領域でのMTF(modulation transfer function)は、前記少なくとも一方の第2の領域でのMTFよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   2. The optical scanning device according to claim 1, wherein an MTF (modulation transfer function) in the first region is larger than an MTF in the at least one second region. 3. 前記光を射出する光源、及び該光源からの光を偏向する回転多面鏡を有し、
前記光源からの光は前記回転多面鏡に斜入射されることを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。
A light source that emits the light, and a rotating polygon mirror that deflects the light from the light source;
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein light from the light source is incident obliquely on the rotary polygon mirror.
前記第1の領域を走査する際の光のスポット径は、前記主走査方向に関して70μm以下であり、前記主走査方向に直交する副走査方向に関して90μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置。   The spot diameter of light when scanning the first region is 70 μm or less with respect to the main scanning direction and 90 μm or less with respect to the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. 4. The optical scanning device according to claim 3. 前記少なくとも一方の第2の領域を走査する際の光のスポット径は、前記主走査方向に関して70μm以上であり、前記主走査方向に直交する副走査方向に関して90μm以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光走査装置。   The spot diameter of the light when scanning the at least one second region is 70 μm or more with respect to the main scanning direction, and is 90 μm or more with respect to the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. Item 5. The optical scanning device according to any one of Items 1 to 4. 前記少なくとも一方の第2の領域を走査する際の光の光量は、前記第1の領域を走査する際の光の光量よりも10%以上大きいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光走査装置。   The amount of light when scanning the at least one second region is 10% or more larger than the amount of light when scanning the first region. The optical scanning device according to one item. 前記第1の領域の前記主走査方向に関する長さは、A3サイズ用紙の短辺の長さと等しいことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein a length of the first region in the main scanning direction is equal to a length of a short side of the A3 size paper. 像担持体と、
画像情報によって変調された光束によって前記像担持体を走査する請求項1〜7のいずれか一項に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。

An image carrier;
An image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to claim 1, wherein the image carrier is scanned with a light beam modulated by image information.

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