JPH0659210A - 画像書き込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ビームの入射角の変化によるポリゴンミラ
ーの一反射面内における反射率の変化に起因して生じる
反射光量のばらつきを補正し、および／または、光ビー
ムの入射角の変化による反射面内における結像面上の照
射位置ずれを補正して濃度むらのない画像書き込み装置
を得る。 【構成】 画像書き込み装置の光量補正信号発生回路４
０はカウンタ４１、ＥＥＰＲＯＭ４２及びＤ／Ａ変換器
４３で構成されている。ＲＯＭ４２には、ポリゴンミラ
ーのレーザビーム入射角と反射率の関係に基づいて、ポ
リゴンミラーの一反射面へのレーザビーム入射角が大き
くなるにつれて、レーザダイオード２９の駆動電圧を小
さくする光量補正情報が予めメモリされている。ＲＯＭ
４２から読み出された補正情報は、Ｄ／Ａ変換器４３を
介してアナログ電圧の光量補正信号とされ、ＬＤドライ
ブ回路４４に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光プリンタ等に組み込ま
れて使用される画像書き込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と課題】一般に、光源からの光ビームを走
査偏向するポリゴンミラーは、光ビームの入射角が変化
するにつれて一反射面の反射率が変化する。従って、こ
の反射率の変化によって結像面上での光量がばらつき、
１ライン中で濃度むらが発生していた。

【０００３】また、これとは別に、ポリゴンミラーの反
射面が出入りするという問題がある。画像形成装置の光
学系においては、系全体をコンパクトにまとめるために
光ビームをポリゴンミラーの各反射面に対して斜めに入
射させる方式がとられている。このような方式では、ポ
リゴンミラーの回転軸から各反射面までの距離に誤差が
あれば、ポリゴンミラーの回転に伴って反射面の出入り
が生じ、結像面上の光ビームの照射位置ピッチが反射面
ごとに異なる。これにより、照射位置ピッチが不揃いと
なり、いわゆるピッチむらが生じる恐れがあった。この
ようなピッチむらを解消するために、例えば特開平２−
１３１９５６号公報記載のように、一ラインごとにビー
ム間隔に応じて露光量を調整するという方法が提案され
ている。しかしながら、このような方法を用いても、ポ
リゴンミラーの一反射面におけるビーム入射角によって
結像面上の照射位置のずれ量が変化するので、一ライン
を均一な露光量で照射する前記方法では濃度むらを完全
に解消するには到らなかった。

【０００４】そこで、本発明の課題は、光ビームの入射
角の変化によるポリゴンミラーの一反射面内における反
射率の変化に起因して生じる結像面の光量のばらつきを
補正し、および／または、光ビームの入射角の変化によ
る一反射面内における結像面上の照射位置のずれ量を補
正して濃度むらのない画像書き込み装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る画像書き込み装置は、（ａ）光源と、
（ｂ）光源からの光ビームを走査偏向するポリゴンミラ
ーと、（ｃ）前記ポリゴンミラーの反射面ごとに、光源
からの光ビームの入射角の変化に対応して光源の光ビー
ム出力を変化させる手段と、を備えたことを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】以上の構成において、ポリゴンミラーは、一反
射面内における光ビームの入射角の変化に対応して反射
率が変化する。従って、光源の光ビーム出力を変化させ
る手段は、光ビームのポリゴンミラーへの入射角の変化
に応じて光源の光ビーム出力を変化させ、ポリゴンミラ
ーからの反射光量を一定にして結像面上での光量が一定
になるように補正する。

【０００７】また、反射面の出入りがあるポリゴンミラ
ーは、一反射面内における光ビームの入射角の変化に対
応して結像面上の照射位置のずれ量が変化する。従っ
て、光源の光ビーム出力を変化させる手段は、光ビーム
のポリゴンミラーへの入射角の変化に応じて光源の光ビ
ーム出力を変化させ、得られる画像に濃度むらが生じな
いように補正する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る画像書き込み装置の実施
例を添付図面を参照して説明する。 ［第１実施例、図１〜図８参照］第１実施例は、光ビー
ムの入射角の変化によるポリゴンミラーの一反射面内に
おける反射率の変化に起因して生じる結像面上での光量
のばらつきを補正することができる画像書き込み装置に
ついて説明する。図１は、この画像書き込み装置（レー
ザービーム走査光学系２８）を組み込んだレーザビーム
プリンタを示すものである。本体１の略中央部分に感光
体ドラム２が矢印ａ方向に回転駆動可能に設置され、そ
の周囲に帯電チャージャ３、スコロトロンチャージャ
４、現像器５、転写チャージャ６、残留トナーのクリー
ナ８、残留電荷を除去するイレーサランプ９が配置され
ている。レーザビーム走査光学系２８は感光体ドラム２
の上方に設置され、帯電チャージャ３によって所定の電
位に均一に帯電された感光体ドラム２の表面にレーザビ
ームを照射し、所定の画像を潜像として形成する。この
潜像は現像器５で現像され、トナー画像とされる。

【０００９】一方、記録用シートは本体１の左下部に設
置した給紙カセット１０から１枚ずつ自動的に給紙さ
れ、タイミングローラ１１、搬送ローラ１２を経て転写
部へ搬送される。シートはここでトナー画像を転写さ
れ、搬送ベルト１３にて定着器１４へ送り込まれ、トナ
ーの定着を施された後、排紙トレイ１５上へ排出され
る。図２にレーザビーム走査光学系２８を示す。この走
査光学系２８は、レーザダイオード２９、コリメータレ
ンズ３０ａ、第１シリンドリカルレンズ３０ｂ、ポリゴ
ンミラー３１、トーリックｆθレンズ３２、第１折り返
しミラー３３、第２シリンドリカルレンズ３４、第２折
り返しミラー３５、画像書き込みスタート位置検出セン
サ３９（以下、ＳＯＳセンサとする）、ＳＯＳセンサ３
９へレーザビームを導くミラー３８を図示しないハウジ
ングに取り付けたものである。

【００１０】レーザダイオード２９から出射されたレー
ザビームは、コリメータレンズ３０ａ、第１シリンドリ
カルレンズ３０ｂを通過する。レーザビームはコリメー
タレンズ３０ａによって平行光にされた後、第１シリン
ドリカルレンズ３０ｂによってポリゴンミラー３１の反
射面付近にその偏向面に一致する直線状に収束される。

【００１１】ポリゴンミラー３１は矢印ｂ方向に一定速
度で回転駆動され、レーザビームを連続的に等角速度で
偏向走査する。走査されたレーザビームはｆθレンズ３
２を透過した後、第１折り返しミラー３３で反射され、
第２シリンドリカルレンズ３４、第２折り返しミラー３
５を介して感光体ドラム２上で結像する。このとき、レ
ーザビームは感光体ドラム２の軸方向に矢印Ｘ方向に等
速で走査され、これを主走査とする。また感光体ドラム
２の矢印ａ方向への回転に基づく走査を副走査とする。

【００１２】図３は図２の走査光学系２８における副走
査方向の光路図である。レーザビームはコリメータレン
ズ３０ａ及び第１シリンドリカルレンズ３０ｂを通過す
る際、光軸より上方を通過し、光軸に対して上方から所
定の角度でポリゴンミラー３１へ入射する。ポリゴンミ
ラー３１で偏向されたレーザビームは、ｆθレンズ３
２、第２シリンドリカルレンズ３４を通過する際、光軸
より下方を通過する。

【００１３】以上の構成において、レーザダイオード２
９からのレーザビームのオン、オフと前記主走査、副走
査とによって感光体ドラム２上に画像（静電潜像）が形
成される。ｆθレンズ３２は主走査方向に対するレーザ
ビームの走査速度を走査域の中心部から両端部にわたっ
て均等になるように（歪曲収差を）補正する。第１シリ
ンドリカルレンズ３０ｂはｆθレンズ３２と共働してポ
リゴンミラー３１の面倒れ誤差を補正する。

【００１４】次に、ポリゴンミラー３１の偏向走査につ
いて詳説する。図４に示すように、ポリゴンミラー３１
で偏向走査されたレーザビームのうち一部はミラー３８
を介してＳＯＳセンサ３９へ入射し、その検出信号（以
下、ＳＯＳ信号とする）に基づいて１ラインごとの画像
書き込み開始位置（以下、ＳＯＩ位置とする）が制御さ
れる。レーザビームが感光体ドラム２上をＳＯＩ位置か
ら、画像書き込み終了位置（以下、ＥＯＩ位置とする）
まで走査されることにより、感光体ドラム２上に画像
（静電潜像）が形成される。

【００１５】図５（ａ）はポリゴンミラー３１の反射面
３１ａにおける画像書き込み開始状態を示し、図５
（ｂ）は反射面３１ａにおける画像書き込み終了状態を
示すものである。画像書き込み開始時には、レーザビー
ムは入射角φ₁にて反射面３１ａへ入射し、光軸Ｚに対
して走査角θ₁で反射する。画像書き込み終了時には、
レーザビームは入射角φ₂にて反射面３１ａへ入射し、
光軸Ｚに対して走査角θ₂で反射する。この間、レーザ
ビームが反射面３1ａへ入射する角度はφ₁〜φ₂まで連
続的に変化することになる、すなわち、入射角φと走査
角θは、一方が変化するとそれに合わせて他方も変化す
るという相関関係にある。

【００１６】図６は波長が７８０ｎｍのレーザビーム
を、ポリゴンミラー３１に照射した場合の、レーザビー
ムの入射角φとポリゴンミラー３１の反射率Ｒの関係を
示すグラフである。入射角φが増加するにつれて反射率
Ｒが増加することが示されている。この場合、ポリゴン
ミラー３１は、アルミニウム基材を鏡面加工し、その鏡
面に膜厚が０．２６μｍのＳｉＯ₂膜を形成したもので
ある。

【００１７】図７は、この入射角φに対する反射率Ｒの
変化を補正して、感光体ドラム２に常に一定量の光量を
照射させるための光量補正信号発生回路４０を示すもの
である。光量補正信号発生回路４０は、カウンタ４１、
ポリゴンミラー反射率補正用ＥＥＰＲＯＭ（electrical
ly erasable and programable ROM）４２及びＤ／Ａ変
換器４３で構成されている。このＥＥＰＲＯＭ４２に、
走査光学系２８ごとに、図６に示す入射角φと反射率Ｒ
の関係に基づいて、レーザビームの入射角φが大きくな
るにつれてレーザダイオード２９の駆動電圧を小さくす
るように補正情報を予め各アドレスにメモリしておく。
なお、４６はレーザダイオード２９の光量をモニタする
ためのフォトダイオードである。

【００１８】次に、以上の構成からなる光量補正信号発
生回路４０の作用、効果を図７及び図８を参照して説明
する。ポリゴンミラー３１の任意の一つの反射面におい
て走査が開始され、レーザダイオード２９から放射され
たレーザビームがポリゴンミラー３１を介してＳＯＳセ
ンサ３９に入射すると、ＳＯＳセンサ３９からＳＯＳ信
号がカウンタ４１へ出力される。ＳＯＳ信号を入力した
カウンタ４１はリセットされ、次段のＲＯＭ４２へのア
ドレス信号もクリアされる。そして、レーザビームがＳ
０Ｓセンサ３９に入射しなくなると同時に再びカウンタ
４１のインクリメントが始まり、このカウンタ４１のイ
ンクリメントに対応してＲＯＭ４２のアドレスラインも
インクリメントされる。従って、各アドレスにメモリさ
れていた補正情報がＲＯＭ４２からＤ／Ａ変換器４３に
送られる。Ｄ／Ａ変換器４３からはＲＯＭ４２からの補
正情報に応じた光量補正信号がアナログ電圧としてＬＤ
ドライブ回路４４に送られる。

【００１９】同時に、ＬＤドライブ回路４４には、レー
ザダイオード２９を駆動制御する信号（以下、ＬＤ制御
信号とする）ＬＤＡＴＡが入力されている。ＬＤ制御信
号ＬＤＡＴＡはＳＯＳセンサからＳＯＳ信号を出すため
に画像データとは関係なくレーザダイオード２９を連続
的に強制発光させる信号と画像を形成するための画像形
成信号とに基づいて形成されている。ＬＤドライブ回路
４４は、ＬＤ制御信号ＬＤＡＴＡに基づいて、光量補正
信号のアナログ電圧値に比例した電力をレーザダイオー
ド２９に供結しながらレーザビームを変調させる。これ
により、レーザダイオード２９から放射されるレーザビ
ームの光量はレーザビームの入射角φが大きくなるにつ
れて小さくなる。レーザビームの光量とポリゴンミラー
３１の反射率Ｒの積、すなわち、ポリゴンミラー３１か
らの反射光量は一定となり、感光体ドラム２上でのレー
ザビーム光量を一定にすることができる。この結果、一
ライン中での濃度むらがない高品位の画像が得られる。

【００２０】［第２実施例、図９〜図１１参照］第２実
施例の画像書き込み装置は、その構成が光量補正信号発
生回路以外は第１実施例の画像書き込み装置と同様のも
のである。従って、第２実施例では第１実施例と同一部
品及び同一部分には同じ符号を付した。図９はポリゴン
ミラー３１の内接円の直径をパラメータにして、走査角
θと基準内接円（直径が５３．００ｍｍ）の照射位置か
らのずれの関係を示したグラフである。ここに、ポリゴ
ンミラー３１の内接円は、ポリゴンミラー３１の中心か
ら反射面までの距離を半径とする円とする。グラフは、
ポリゴンミラー３１に反射面の出入りがある場合、一反
射面内におけるレーザビーム走査角θ、言い換えると、
レーザビーム入射角φによって感光体ドラム２上の照射
位置のずれ量が異なることを示している。すなわち、ポ
リゴンミラー３１の反射面の出入りに起因して生ずるレ
ーザビームの照射位置のずれ量は感光体ドラム２のＳＯ
Ｉ側で小さく、ＥＯＩ側で大きくなっている。

【００２１】そこで、第２実施例の画像書き込み装置に
は図１０に示す光量補正信号発生回路５０が取り付けら
れている。光量補正信号発生回路５０はカウンタ５１、
照射位置ピッチむら補正用ＥＥＰＲＯＭ５２及びＤ／Ａ
変換器５３で構成されている。このＥＥＰＲＯＭ５２に
走査光学系２８ごとに、図９に示した走査角θとビーム
照射位置ずれの関係に基づいて、光量がＳＯＩ側は小さ
く、ＥＯＩ側は大きくなるように、すなわち、レーザビ
ームの入射角φが大きくなるにつれてレーザダイオード
２９の駆動電圧を大きくするように補正情報を予め各ア
ドレスにメモリしておく。

【００２２】次に、以上の構成からなる光量補正信号発
生回路５０の作用、効果を図１０及び図１１を参照して
説明する。ポリゴンミラー３１の任意の一つの反射面に
おいて走査が開始され、レーザダイオード２９から放射
されたレーザビームがポリゴンミラー３１を介してＳＯ
Ｓセンサ３９に入射すると、ＳＯＳセンサ３９からＳＯ
Ｓ信号がカウンタ５１へ出力される。ＳＯＳ信号を入力
したカウンタ５１はリセットされ、次段のＲＯＭ５２へ
のアドレス信号もクリアされる。そして、レーザビーム
がＳＯＳセンサ３９に入射しなくなると同時に再びカウ
ンタ５１のインクリメントが始まり、このカウンタ５１
のインクリメントに対応してＲＯＭ５２のアドレスライ
ンもインクリメントされる。従って、各アドレスにメモ
リされていた補正情報がＲＯＭ５２からＤ／Ａ変換器５
３に送られる。Ｄ／Ａ変換器５３からはＲＯＭ５２から
の補正情報に応じた光量補正信号がアナログ電圧として
ＬＤドライブ回路４４に送られる。

【００２３】同時に、ＬＤドライブ回路４４には、レー
ザダイオード２９を駆動制御するＬＤ制御信号ＬＤＡＴ
Ａが入力されている。ＬＤドライブ回路４４は、ＬＤ制
御信号ＬＤＡＴＡに基づいて、光量補正信号のアナログ
電圧値に比例した電力をレーザダイオード２９に供給し
ながらレーザビームを変調させる。これにより、レーザ
ダイオード２９から放射されるレーザビームの光量はレ
ーザビームの入射角φが大きくなるにつれて大きくな
る。従って、ポリゴンミラー３１の反射面の出入りに起
因して生ずるレーザビームの照射位置のずれ量が小さ
く、ラインピッチ間隔が狭くなるＳＯＩ側ではレーザビ
ーム光量は小さくなる。また、照射位置のずれ量が大き
く、ラインピッチ間隔が広くなるＥＯＩ側ではレーザビ
ーム光量は大きくなる。この結果、濃度むらがない高品
位の画像が得られる。

【００２４】［他の実施例］なお、本発明に係る画像書
き込み装置は前記実施例に限定するものではなく、その
要旨の範囲内で種々に変形することができる。特に、光
源にはレーザダイオードの他に、ＬＥＤ等を使用しても
よい。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ポリゴンミラーの一反射面内における光ビーム
の入射角の変化に対応して光源からの光ビーム出力を変
化させるようにしたので、光ビームの入射角の変化によ
るポリゴンミラーの一反射面内における反射率の変化に
起因して生じる結像面上の光量のばらつきを補正でき、
また、光ビームの入射角の変化による一反射面内におけ
る結像面上の照射位置のずれ量を補正できる。この結
果、濃度むらがない高品位の画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

図１ないし図８は本発明に係る画像書き込み装置の第１
実施例を示すものである。

【図１】画像書き込み装置を組み込んだレーザプリンタ
の概略図。

【図２】画像書き込み装置の構成を示す斜視図。

【図３】画像書き込み装置の副走査方向の光路図。

【図４】ポリゴンミラーの偏向走査を説明するための概
略平面図。

【図５】ポリゴンミラーの入射角と反射角の関係を示す
もので、（ａ）は画像書き込み開始状態を示す平面図、
（ｂ）は画像書き込み終了状態を示す平面図。

【図６】ポリゴンミラーの入射角と反射率の関係を示す
グラフ。

【図７】光量補正信号発生回路を示すブロック回路図。

【図８】図７に示されている光量補正信号発生回路のタ
イムチャート。図９ないし図１１は本発明に係る画像書
き込み装置の第２実施例を示すものである。

【図９】ポリゴンミラーの入射角とレーザビーム照射位
置の関係を示すグラフ。

【図１０】光量補正信号発生回路を示すブロック回路
図。

【図１１】図１０に示されている光量補正信号発生回路
のタイムチャート。

【符号の説明】

２…感光体ドラム ２８…レーザビーム走査光学系 ２９…レーザダイオード ３１…ポリゴンミラー ３１ａ…反射面 ４０…光量補正信号発生回路 ４４…ＬＤドライブ回路 ５０…光量補正信号発生回路 φ，φ₁，φ₂…入射角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 光源からの光ビームを走査偏向するポリゴンミラーと、 前記ポリゴンミラーの反射面ごとに、光源からの光ビー
   ムの入射角の変化に対応して光源の光ビーム出力を変化
   させる手段と、 を備えたことを特徴とする画像書き込み装置。