JP6834801B2 - An optical scanning device and a color image forming apparatus provided with the optical scanning device. - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えたカラー画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning apparatus and a color image forming apparatus including the optical scanning apparatus.
従来より、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色に対応する複数の光源からそれぞれ出射される光ビームをポリゴンミラーの同一の反射面に集光させるシリンダーレンズ部を備えたタンデム方式の光走査装置は知られている(例えば、特許文献1参照)。シリンダーレンズ部は、光源から出射された複数の光ビームを、副走査断面で見てポリゴンミラーの反射面に異なる入射角度で斜めに入射させて集光する。そうして反射面に集光された複数の光ビームはそれぞれ異なる反射角度で反射されて分離される。 Conventionally, a tandem optical scanning device equipped with a cylinder lens unit that collects light beams emitted from a plurality of light sources corresponding to each color of yellow, magenta, cyan, and black onto the same reflecting surface of a polygon mirror. Is known (see, for example, Patent Document 1). The cylinder lens unit collects a plurality of light beams emitted from a light source by obliquely incident on the reflection surface of the polygon mirror at different angles of incidence when viewed from the sub-scanning cross section. The plurality of light beams focused on the reflecting surface are reflected at different reflection angles and separated.
上述したタンデム方式の光走査装置では、一般に、複数の光ビームのうちの一つを同期検知センサーにより検知することで、各光ビームによる画像データの書き出しタイミングを同期させるようにしている。 In the above-mentioned tandem type optical scanning apparatus, generally, one of a plurality of light beams is detected by a synchronization detection sensor so that the writing timing of image data by each light beam is synchronized.
上記特許文献1に示す光走査装置では、各光源から出射された光ビームにおけるミラー回転方向の上流側寄りの光成分と下流側寄りの光成分とで、シリンダーレンズ部(集光レンズ部)から反射面までの光路長が異なってしまう。ここで、光ビームが副走査断面で見てポリゴンミラーの反射面に垂直に入射する場合には、ミラー回転方向の上流側寄りの光成分と下流側寄りの光成分とで光路長が異なっていても、ミラー反射面に入射する光ビームの入射領域はミラー回転方向(ポリゴンミラーの回転軸に直交する方向)に平行に延びる。しかし、タンデム方式の光走査装置においては各光ビームがポリゴンミラーの反射面に対して斜めに入射するので、ミラー回転方向の上流側の光成分と下流側の光成分とで光路長が異なっていると、ミラー反射面に入射する光ビームの入射領域が、ミラー回転方向に対して副走査方向に傾いてしまう。この結果、ミラー反射面にて反射された光ビームの光路がミラー反射面の面精度の影響を受けて振動し易くなる。
In the optical scanning apparatus shown in
このことは同期検知に利用される光ビームに対しても当てはまる。すなわち、同期検知に利用される光ビームが上述のようにミラー反射面にてミラー回転方向に対して傾いて入射すると、ミラー反射面により同期検知センサーに向けて反射された光ビームの光路がミラー反射面の面精度の影響を受けて振動する。この結果、同期検知センサーによる光ビームの検知タイミングがばらついて同期検知精度が低下するという問題がある。 This also applies to the light beam used for synchronization detection. That is, when the light beam used for synchronization detection is inclined with respect to the mirror rotation direction on the mirror reflection surface as described above, the optical path of the light beam reflected by the mirror reflection surface toward the synchronization detection sensor is mirrored. It vibrates under the influence of the surface accuracy of the reflecting surface. As a result, there is a problem that the detection timing of the light beam by the synchronization detection sensor varies and the synchronization detection accuracy deteriorates.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の光源からそれぞれ出射される光ビームをポリゴンミラーの同一の反射面に集光させる集光レンズ部を備えたタンデム型の光走査装置において、同期検知センサーで検知される光ビームがミラー反射面においてミラー回転方向に対して副走査方向に傾くことに起因する同期検知精度の低下を防止することにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a condensing lens unit that collects light beams emitted from a plurality of light sources on the same reflecting surface of a polygon mirror. The purpose of the tandem type optical scanning device is to prevent a decrease in synchronization detection accuracy due to the light beam detected by the synchronization detection sensor tilting in the sub-scanning direction with respect to the mirror rotation direction on the mirror reflecting surface.
本発明に係る光走査装置は、ポリゴンミラーと、複数の光ビームを副走査方向に間隔を空けて出射する光源部と、該ポリゴンミラーと該光源部との間に設けられ、該光源部から出射された複数の光ビームをそれぞれ、上記ポリゴンミラーの同一の反射面に対して異なる入射角度で斜めに入射させて集光する集光レンズ部と、複数の光ビームのうち少なくとも一つを有効走査領域外で検知する同期検知センサーと、を備えている。 The optical scanning device according to the present invention is provided between a polygon mirror, a light source unit that emits a plurality of light beams at intervals in the sub-scanning direction, and the polygon mirror and the light source unit, and is provided from the light source unit. A condensing lens unit that obliquely incidents a plurality of emitted light beams at different angles of incidence on the same reflecting surface of the polygon mirror and condenses them, and at least one of the plurality of light beams is effective. It is equipped with a synchronization detection sensor that detects outside the scanning area.
そして、上記集光レンズ部は、上記複数の光ビームのそれぞれが通過する複数のレンズ部からなり、上記複数のレンズ部のうち上記同期検知センサーで検知される光ビームが通過する第一レンズ部は、当該第一レンズ部におけるレンズ表面の曲率半径が同一になる位置を結んだ曲率一定直線が、光軸方向から見て、上記集光レンズ部における副走査方向の中央位置において前記ポリゴンミラーの回転軸に直交する方向に延びる中央線に対して所定の傾き角を有するように構成され、上記第一レンズ部の上記曲率一定直線の上記傾き角は、上記ポリゴンミラーの反射面のうち同期検知で検知される光ビームが入射する領域がミラー回転方向に対して平行になるように設定され、上記複数のレンズ部のうち上記同期検知センサーで検知されない光ビームが通過する第二レンズ部は、光軸方向から見て、当該第二レンズ部におけるレンズ表面の曲率半径が同一になる位置を結んだ曲率一定直線が上記集光レンズ部の上記中央線に対して所定の傾き角を有するように構成され、上記第二レンズ部の上記曲率一定直線の上記傾き角は、該曲率一定直線が上記集光レンズ部の上記中央線と平行である場合に比べて、上記反射面における光ビームの入射領域のミラー回転方向に対する副走査方向の最大傾き量が小さくなるように設定され、上記第二レンズ部の上記曲率一定直線の上記傾き角はさらに、上記ポリゴンミラーの反射面における光ビームの入射領域をミラー回転方向において複数の領域に区画して、該各領域ごとにミラー回転方向に対する副走査方向の傾き量を求めて、この求めた傾き量を合計した値が最小になるように設定されている。 The condensing lens unit is composed of a plurality of lens units through which each of the plurality of light beams passes, and the first lens unit through which the light beam detected by the synchronization detection sensor among the plurality of lens units passes. is the radius of curvature constant curvature line connecting position where the same lens surface in the first lens unit, viewed from the optical axis direction, of the polygon mirror at a central position in the sub-scanning direction of the condensing lens unit It is configured to have a predetermined inclination angle with respect to the center line extending in the direction perpendicular to the rotation axis, the inclination angle of the curvature constant linear of the first lens unit, synchronization detection of the reflective surface of the polygon mirror The region where the light beam incident in is set to be parallel to the mirror rotation direction, and the second lens portion through which the light beam not detected by the synchronization detection sensor passes among the plurality of lens portions is A straight line having a constant curvature connecting positions where the radius of curvature of the lens surface of the second lens portion is the same when viewed from the optical axis direction has a predetermined tilt angle with respect to the center line of the condenser lens portion. The tilt angle of the constant curvature straight line of the second lens portion is such that the light beam is incident on the reflecting surface as compared with the case where the constant curvature straight line is parallel to the center line of the condensing lens portion. The maximum tilt amount in the sub-scanning direction with respect to the mirror rotation direction of the region is set to be small, and the tilt angle of the constant curvature straight line of the second lens portion is further set to the incident region of the light beam on the reflection surface of the polygon mirror. Is divided into a plurality of regions in the mirror rotation direction, the amount of inclination in the sub-scanning direction with respect to the mirror rotation direction is obtained for each area, and the total value of the obtained inclination amounts is set to be the minimum. There is.
本発明に係る画像形成装置は上記光走査装置を備えている。 The image forming apparatus according to the present invention includes the above-mentioned optical scanning apparatus.
本発明によれば、同期検知センサーで検知される光ビームがミラー反射面においてミラー回転方向に対して副走査方向に傾くことに起因する同期検知精度の低下を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in synchronization detection accuracy due to the light beam detected by the synchronization detection sensor tilting in the sub-scanning direction with respect to the mirror rotation direction on the mirror reflecting surface.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
《実施形態》
図1は、実施形態における画像形成装置1を示している。この画像形成装置1は、タンデム方式のカラープリンターであって、中間転写ベルト7と、1次転写部8及び2次転写部9と、定着部11と、光走査装置15と、4つの画像形成ユニット16a〜16dと、第一〜第四用紙搬送部21〜24とを備えている。
<< Embodiment >>
FIG. 1 shows the
画像形成装置1の本体2の内部下部には、給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3は、その内部に印刷前のカットペーパー等の用紙(図示省略)を積載して収容している。そして、この用紙は、図1において給紙カセット3の右上方に向けて、1枚ずつ分離して送り出される。
A
第一用紙搬送部21は、給紙カセット3の側方に設けられている。第一用紙搬送部21は、本体2の右側面に沿って配置されている。そして、第一用紙搬送部21は、給紙カセット3から送り出された用紙を受け取り、その用紙を本体2の右側面に沿って上方の2次転写部9へ搬送する。
The first
給紙カセット3の左側方には、手差し給紙部5が設けられている。手差し給紙部5には、給紙カセット3に入っていないサイズの用紙や、厚紙、或いはOHPシート等が載置される。そして、手差し給紙部5の右方には第二用紙搬送部22が設けられている。第二用紙搬送部22は、手差し給紙部5から第一用紙搬送部21まで略水平に延びて第一用紙搬送部21に合流している。そして、第二用紙搬送部22は、手差し給紙部5から送り出された用紙等を受け取って第一用紙搬送部21へ搬送する。
A manual paper feed unit 5 is provided on the left side of the
光走査装置15は、第二用紙搬送部22の上方に配置されている。ここで、画像形成装置1は、外部から送信された画像データを受信する。この画像データは一時記憶部(図示省略)に記憶された後、必要に応じて光走査装置15に送られる。光走査装置15は、画像データに基づいて制御されたレーザー光を画像形成ユニット16a〜16dへ向けて照射する。
The
画像形成ユニット16a〜16dは、光走査装置15の上方に設けられている。各画像形成ユニット16a〜16dはそれぞれ、感光体ドラム10a〜10dを有している。各感光体ドラム10a〜10dのそれぞれに対して、帯電器20a〜20d、現像装置30a〜30d及びクリーニング装置35a〜35dが設けられている。クリーニング装置35a〜35dは、感光体ドラム10a〜10dの周面をクリーニングするために設けられている。
The image forming units 16a to 16d are provided above the
各画像形成ユニット16a〜16dの上方には、無端状の中間転写ベルト7が設けられ
ている。中間転写ベルト7は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。
An endless
4つの画像形成ユニット16a〜16dは、図1に示すように、中間転写ベルト7に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成ユニット16a〜16dでは、光走査装置15によって感光体ドラム10a〜10dの周面にレーザー光を照射して原稿画像の静電潜像を形成し、現像装置30a〜30dによってこの静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。
As shown in FIG. 1, the four image forming units 16a to 16d are arranged in a row along the
1次転写部8a〜8dは、各画像形成ユニット16a〜16dの上方にそれぞれ配置されている。1次転写部8a〜8dは、画像形成ユニット16a〜16dにより形成されたトナー像を中間転写ベルト7表面に1次転写する1次転写ローラー80a〜80dを有している。1次転写ローラー80a〜80dには、転写バイアス電源(図示省略)より転写バイアスが印加されている。各画像形成ユニット16a〜16dのトナー像は、1次転写ローラー80a〜80dに印加された転写バイアスによって、所定のタイミングで中間転写ベルト7に転写される。そうして、中間転写ベルト7の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
The
2次転写部9は、中間転写ベルト7の右側方に配置された2次転写ローラー18を有している。2次転写ローラー18は、転写バイアス電源により転写バイアスが印加されている。2次転写ローラー18は、中間転写ベルト7との間で用紙Pを挟持する。そうして、中間転写ベルト7上のトナー像は、2次転写ローラー18に印加された転写バイアスによって用紙Pへ転写されるようになっている。
The secondary transfer unit 9 has a secondary transfer roller 18 arranged on the right side of the
定着部11は、2次転写部9の上方に設けられている。2次転写部9と定着部11との間には、トナー像が2次転写された用紙Pを定着部11へ搬送する第三用紙搬送部23が形成されている。
The fixing
定着部11は、各々回転する加熱ローラー111と、加圧ローラー112とを有している。そして、定着部11は、加熱ローラー111と加圧ローラー112とにより用紙Pを挟持することで、用紙Pに転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙Pに定着させるようになっている。
The fixing
定着部11の上方には、分岐部27が設けられている。定着部11から排出された用紙Pは、両面印刷を行わない場合、分岐部27から画像形成装置1の上部に形成された用紙排出部28に排出される。分岐部27から用紙排出部28に向かって用紙Pが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部29としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部29において、定着部11から排出された用紙Pの搬送方向が切り替えられる。
A
−光走査装置の詳細−
次に、図2〜図4を参照して光走査装置15の詳細について説明する。図2は光走査装置を示す側面図であり、図3は、光走査装置15の光源部40からポリゴンミラー44の反射面44aまでの入射光学系を直線的に示した模式図であり、図4は、光走査装置15の各光源40a〜40dから出射される光ビームD1〜D4がポリゴンミラー44により反射される様子を示す模式図である。
-Details of optical scanning device-
Next, the details of the
光走査装置15は筐体43(図2参照)を有している。筐体43内にはポリゴンミラー44と、ポリゴンミラー44に向けて光ビームD1〜D4を出射する光源部40(図3及
び図4参照)と、同期検知センサー47(図4にのみ示す)とが配置されている。
The
ポリゴンミラー44は側面に6つの反射面44aを有する正六角形状をなしている。ポリゴンミラー44は、モーター(図示省略)により所定の速度で回転される。ポリゴンミラー44は、光源部40から出射された光ビームD1〜D4を反射して主走査方向に走査させる。
The
光源部40は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色に対応する光源40a〜40dを有している。4つの光源40a〜40dは、副走査方向(ポリゴンミラー44の回転軸心方向であって図3の上下方向)に間隔を空けて配置されている。各光源40a〜40dはそれぞれ各色に対応する光ビームD1〜D4を出射する。
The
同期検知センサー47は、ポリゴンミラー44にて反射されたブラックに対応する光ビームD4を有効走査領域外で検知して同期信号を不図示の制御部へと送信する。制御部では、同期検知信号を受信した時を基準として各光ビームD1〜D4による画像データの書き出しタイミングを制御する。
The
ポリゴンミラー44よりも光路上流側には、各光源40a〜40dに対応して設けられた4つのコリメータレンズ41a〜41dと、コリメータレンズ41a〜41dを通過した光ビームD1〜D4を所定の光路幅とするアパーチャ(図示省略)と、アパーチャを通過した光ビームD1〜D4をポリゴンミラー44の反射面44aに集光させる集光レンズ部42とが配置されている。
On the upstream side of the optical path from the
上記集光レンズ部42は、一つのレンズを高さ方向に四つに分割した構造を有している(図8参照)。各分割レンズ部42a〜42d(以下、第一〜第四分割レンズ部42a〜42dという)はそれぞれ、光源40a〜40dより出射された光ビームD1〜D4の通過光路に設けられている。第一〜第四分割レンズ部42a〜42dの入射側面は円筒面状をなしており、出射側面は平坦面状をなしている。ポリゴンミラー44よりも光路下流側には、第一結像レンズ45a、複数の第二結像レンズ45b(図2参照)、及び複数の折返しミラー46a〜46hかが配置されている。各結像レンズ45a,45bは例えばfθレンズにより構成されている。
The condensing
次に図2〜図4を参照して光走査装置15の動作について説明する。各光源40a〜40dからそれぞれ射出された光ビームD1〜D4は、コリメータレンズ41a〜41dによって略平行光束とされた後、集光レンズ部42の各分割レンズ部42a〜42dに入射する。各分割レンズ部42a〜42dに入射した光ビームD1〜D4は、主走査断面(副走査方向に対して垂直な断面)においては平行光束の状態で射出され、副走査断面(副走査方向に沿った断面)においては収束して射出されて、ポリゴンミラー44の反射面44aに斜めに入射して結像する。各光ビームD1〜D4のポリゴンミラー44の反射面44aに対する入射角度は、副走査断面(図3参照)で見て互いに異なっている。このように入射角度を異ならせることで、4つの光ビームD1〜D4の光路分離を容易化している。ポリゴンミラー44の反射面44aに入射する各光ビームD1〜D4のミラー回転方向の幅は反射面44aの幅よりも狭い(図4参照)。
Next, the operation of the
ポリゴンミラー44の反射面44aに入射した光ビームD1〜D4は、ポリゴンミラー44によって等角速度走査された後、第一結像レンズ45aによって等速度走査光に変換される。第一結像レンズ45aを通過した光ビームD1〜D4はそれぞれ、折返しミラー46a〜46gにより反射されるとともに、第二結像レンズ45bを通過して感光体ドラム10a〜10dの表面(被走査面)10p〜10sに導かれる。
The light beams D1 to D4 incident on the reflecting
図5及び図6は、従来の光走査装置において、各光源40a〜40dから出射される各光ビームD1〜D4がポリゴンミラー44の反射面44aに入射する様子を示している。図5は、各光ビームD1〜D4が上記反射面44aの下流側端部に入射する様子を示し、図6は、図5の状態からポリゴンミラー44が時計回り方向に回転して光ビームD1が上記反射面44aの上流側端部に入射する様子を示している。各図に示すように、各光ビームD1〜D4のうちミラー回転方向下流側寄りの光成分L1と回転方向上流側寄りの光成分L2とで、集光レンズ部100の主点からポリゴンミラー44の反射面44aまでの距離に差(以下、光路長差δという)が生じる。ここで、各光ビームD1〜D4は、図3に示すように、副走査断面で見て、反射面44aの法線方向に対して傾斜しているので、このような光路長差δが存在すると、反射面44aに入射する各光ビームD1〜D4の入射領域Rがミラー回転方向に副走査方向に傾いてしまう(図7A及び図7B参照)。
5 and 6 show how the light beams D1 to D4 emitted from the
図7Aは、従来の光走査装置において、光源40aから出射されるブラックの光ビームD4の反射面44aに対する入射領域Rを模式的に示しており、図7Bは、光源から出射されるイエローの光ビームD1の反射面44aに対応する入射領域Rを模式的に示している。図7A及び図7Bは、反射面44aをポリゴンミラー44の回転中心側(図4の白抜き矢印方向)から見た図である。ここで、ブラックの光ビームD4の入射領域Rは、同期検知用の領域rBDを有しているのに対し、イエローの光ビームD1の入射領域Rは同期検知用の領域rBDを有していない。これは、ブラックの光ビームD4が同期検知センサー47を通過した後にイエローの光ビームD1が光源40aより出射されるためである。この点を除けば、両光ビームD1,D4の入射領域Rは上下対称の同じ形状になるので、
ここでは、図7Aを参照してブラックの光ビームD4の入射領域Rについてのみ説明する。
FIG. 7A schematically shows an incident region R with respect to the reflecting
Here, only the incident region R of the black light beam D4 will be described with reference to FIG. 7A.
図7Aでは、入射領域Rを簡易的に4つの領域r1,r2,r3及びrBDに分けて示している。入射領域rBDは、光ビームD4が反射面44aにおけるミラー回転方向の下流側端部に入射する場合に対応し、入射領域r3は、光ビームD4が反射面44aにおけるミラー回転方向の上流側端部に入射する場合に対応し、入射領域r1,r2は、光ビームD4が反射面44aにおけるミラー回転方向の中間部に入射する場合に対応している。入射領域rBDは、光ビームD4を同期検知センサー47に向けて反射する領域である。入射領域r1〜r3は、光ビームD4を感光体ドラム10a〜10dの表面に向けて反射して静電潜像を形成する領域である。上記光路長差δ(図5及び図6参照)は、入射領域rBD,r1,r2,r3の順で増加するので、入射領域rBD,r1,r2,r3の傾き角αBD,α1,α2,α3としたとき、α3>α2>α1>αBDの関係を満たしている。入射
領域Rにおけるミラー回転方向に対する副走査方向の最大傾き量は図中のWで表される。この最大傾き量Wが大きいと、ポリゴンミラー44の反射面44aにて反射される光ビームD4の反射光路が該反射面44aの面精度の影響を受けて振動し易くなる。この結果、ジッター等の画像不良が発生し易くなるという問題がある。また、図7Aに示すように、同期検知用の入射領域rBDがミラー回転方向に対して副走査方向に傾いていると、当該入射領域rBDにて同期検知センサー47に向けて反射される光ビームD4の光路が反射面44aの面精度の影響を受けて振動し易くなる。この結果、同期検知精度が低下するという問題がある。
In Figure 7A, shows separately incident region R simply to four regions r1, r2, r3 and r BD. Incident region r BD corresponds to the case where the light beam D4 enters the downstream end of the mirror rotation direction of the reflecting
これに対して本実施形態では、図8及び図9に示すように、集光レンズ部42を4つの光ビームD1〜D4が通過する四つの分割レンズ部42a〜42dに分割して構成するとともに、各分割レンズ部42a〜42dにおける曲率半径が一定の位置を結んだ直線Sa,Sb,Sc及びSd(以下、曲率一定直線という)が集光レンズ部42の中央線Soに対して所定の傾き角θa〜θdを有するようにした。中央線Soは、シリンダ
ーレンズ部42の副走査方向の中央位置に沿って延びる直線であってポリゴンミラー44の回転軸に直交する方向に延びる直線である。尚、図8では、各分割レンズ部42a〜4
2dの間に段差が示されているが実際にはこの段差は目視で確認できない程度の微小な段差である。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the
Although a step is shown between 2d, this step is actually a minute step that cannot be visually confirmed.
上記構成によれば、ポリゴンミラー44の反射面44aにおける光ビームD1〜D4のミラー回転方向に対する副走査方向の傾き量を調整することができる。すなわち、従来の集光レンズ部100では、図10及び図11に示すように、各光ビームD1〜D4が通過する領域における曲率一定直線Sa〜Sdが互いに平行になっている。このため、図12の下段に模式的に示すように、ポリゴンミラー44の反射面44aにおいて光ビームD1〜D4(図では光ビームD1のみを示す)が傾いてしまう。これに対して、本実施形態では、各分割レンズ部42a〜42dの曲率一定直線Sa〜Sdが中央線Soに対して傾き角θa〜θdを有するようにしたことで、図13の下段に模式的に示すように、ポリゴンミラー44の反射面44aにおける光ビームD1〜D4(図では光ビームD1のみを示す)の傾き量を低減することができる。
According to the above configuration, the amount of inclination of the light beams D1 to D4 on the reflecting
次に、上記曲率一定直線Sa〜Sdの傾き角θa〜θdの設定方法を具体的に説明する。ブラックの光ビームD4が通過する分割レンズ部42dの曲率一定直線Sdの傾き角θdは、図14Aに示すように同期検知用の入射領域rBDがミラー回転方向に平行になるように(つまりαBD=0になるように)設定される。
Next, a method of setting the inclination angles θa to θd of the constant curvature straight lines Sa to Sd will be specifically described. Tilt angle θd of the curvature constant linear Sd split
これにより、入射領域rBDにて反射される光ビームD1の光路が反射面44aの面精度の影響で振動するのを抑制することができる。延いては、同期検知センサー47による同期検知精度を向上させることができる。
As a result, it is possible to suppress the optical path of the light beam D1 reflected in the incident region r BD from vibrating due to the influence of the surface accuracy of the reflecting surface 44a. As a result, the synchronization detection accuracy of the
一方、ブラック以外の三色の光ビームD1〜D3が通過する分割レンズ部42a〜42cの曲率一定直線Sa〜Scの傾き角θa〜θcは、図14Bに示すように、ポリゴンミラー44の反射面44aの上流側端部の入射領域r3がミラー回転方向に平行になるように(つまりα3=0になるように)設定される。この結果、ポリゴンミラー44の反射面44aにおける光ビームD1〜D3の入射領域Rの最大傾き量Wが、従来例に比べて(曲率一定直線Sa〜Scが互いに平行である場合に比べて)低減されている。
On the other hand, as shown in FIG. 14B, the inclination angles θa to θc of the constant curvature straight lines Sa to Sc of the
したがって、光ビームD1〜D3の反射光路が、反射面44aの面精度の影響で振動するのを抑制することができる。延いては、印刷画像中にジッター等の画像不良が発生するのを抑制することができる。
Therefore, it is possible to suppress the reflected optical paths of the light beams D1 to D3 from vibrating due to the influence of the surface accuracy of the reflecting
上述した曲率一定直線Sa〜Sdの傾き角θa〜θdの設定方法によれば、ブラックの光ビームD4に関して、同期検知用の入射領域rBDの傾き量を低減することを優先している。このため、入射領域rBD側とは反対側の入射領域r3の傾き量が増大して、印刷画像中に主走査方向のドットずれに起因するジッターが発生する虞がある。 According to method of setting the inclination angle θa~θd of the above-described curvature constant linear Sa to Sd, with respect to the black light beam D4, it is preferentially to reduce the amount of tilting of the incident region r BD for synchronization detection. Therefore, the amount of inclination of the incident region r3 on the side opposite to the incident region r BD side increases, and there is a possibility that jitter due to dot deviation in the main scanning direction may occur in the printed image.
この点を改善するべく、同期検知センサー47で検知される光ビームD4に対応する色(本実施形態ではブラック)については画像印刷時のスクリーン角度を、図15に示すように、他の三色のスクリーン角度よりも小さく設定している。このようにスクリーン角度を小さくすることで、画像を形成するドットラインを出来るだけ主走査方向に近づけることができる。よって、主走査方向のドットずれが発生しても目立たなくなり、上述した同期検知用の入射領域rBDをミラー回転方向に平行にしたことによる弊害を防止することができる。 In order to improve this point, for the color corresponding to the light beam D4 detected by the synchronization detection sensor 47 (black in this embodiment), the screen angle at the time of image printing is shown in the other three colors as shown in FIG. It is set smaller than the screen angle of. By reducing the screen angle in this way, the dot lines forming the image can be made as close to the main scanning direction as possible. Therefore, it is possible dot misalignment in the main scanning direction is also less noticeable occurred, to prevent an adverse effect due to the parallel incident region r BD for detecting synchronization described above the mirror rotating direction.
ここで、上記実施形態では、ポリゴンミラー44の反射面44aに入射する各光ビームD1〜D4のミラー回転方向の幅が反射面44aの幅よりも小さいアンダーフィールド光学系を採用している。アンダーフィールド光学系を採用した場合、オーバーフィールド光
学系を採用した場合に比べて、光源部40から出射される光ビームD1〜D4全てを潜像形成のために利用するので出力効率が高まる反面、反射面44aにおける光ビームD1〜D4の入射領域が狭いので、ジッター等の画像不良の発生に及ぼす反射面44aの面精度(反射面の湾曲や傾き)の影響が大きくなる。本発明では、このようにジッターが発生し易いアンダーファイールド光学系を採用した場合でも、各分割レンズ部42a〜42dの曲率一定直線Sa〜Sdが集光レンズ部42の副走査方向の中央線Soに対して所定の傾き角θa〜θdを有するようにしたので、ジッター等の画像不良の発生を確実に抑制することができる。
Here, in the above embodiment, an underfield optical system is adopted in which the width of each of the light beams D1 to D4 incident on the
《他の実施形態》
上記実施形態では、ブラック以外の三色の光ビームD1〜D3が通過する分割レンズ部42a〜42cの曲率一定直線Sa〜Scの傾き角θa〜θcを設定する際に、ポリゴンミラー44の反射面44aの上流側端部の入射領域r3がミラー回転方向に平行になるようにしている。しかしこの場合、入射領域r1及び入射領域r2の傾き角α1,α2が逆に増加することも考えられる。そこで、図16に示すように、各入射領域r1〜r3のミラー回転方向に対する副走査方向の傾き量をw1〜w3としたときに、w1+w2+w3の合計値σが最小になるように傾き角θa〜θcを設定するようにしてもよい。図17は、この方法で傾き角θa〜θcを設定した場合の光ビームD1〜D3の入射領域Rを示している。この例では、結果的に領域r2がミラー回転方向に対して平行になっていることが分かる。
<< Other Embodiments >>
In the above embodiment, when setting the inclination angles θa to θc of the constant curvature straight lines Sa to Sc of the
また上記実施形態では、ポリゴンミラー44の反射面44aに入射する各光ビームD1〜D4のミラー回転方向の幅が反射面44aの幅よりも狭いアンダーフィールド光学系を採用しているが、これに限ったものではなく、ポリゴンミラー44の反射面44aに入射する各光ビームD1〜D4のミラー回転方向の幅が反射面44aの幅よりも広いオーバーフィールド光学系を採用するようにしてもよい。ここで、オーバーフィールド光学系を採用した場合、反射面44aの幅方向の全域を光ビームD1〜D4の入射領域として使用するので、アンダーフィールド光学系を採用した場合に比べて、ジッター等の画像不良の発生に及ぼす反射面44aの面精度(反射面の湾曲や傾き)の影響を低減することができる。よって、ジッター等の画像不良の発生をより一層確実に抑制することができる。
Further, in the above embodiment, an underfield optical system in which the width of each light beam D1 to D4 incident on the reflecting
上記実施形態では、集光レンズ部42は、分割レンズ部42a〜42dにより1つのシリンダーレンズが構成されているが、これに限ったものではない。すなわち、集光レンズ部42は、各光源に対して1つ(上記実施形態では4つ)のシリンダーレンズにより構成されていてもよい。
In the above embodiment, the
以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えたカラー画像形成装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for an optical scanning apparatus and a color image forming apparatus including the optical scanning apparatus.
σ 合計値
D1 光ビーム
D2 光ビーム
D3 光ビーム
D4 光ビーム
R 入射領域
Sa 曲率一定直線
Sb 曲率一定直線
Sc 曲率一定直線
Sd 曲率一定直線
So 中央線
rBD 同期検知用のビーム入射領域
W 入射領域のミラー回転方向に対する副走査方向の最大傾き量
w1 各領域ごとにミラー回転方向に対する副走査方向の傾き量
w2 各領域ごとにミラー回転方向に対する副走査方向の傾き量
w3 各領域ごとにミラー回転方向に対する副走査方向の傾き量
θa 傾き角
θb 傾き角
θc 傾き角
θd 傾き角
1 画像形成装置
15 光走査装置
40 光源部
42 集光レンズ部
42a 第一分割レンズ部(第二レンズ部)
42b 第二分割レンズ部(第二レンズ部)
42c 第三分割レンズ部(第二レンズ部)
42d 第四分割レンズ部(第一レンズ部)
44 ポリゴンミラー
44a 反射面
47 同期検知センサー
σ Total value D1 Optical beam D2 Optical beam D3 Optical beam D4 Optical beam R Incident region Sa Constant curvature straight line Sb Constant curvature straight line Sc Constant constant curvature straight line Sd Constant curvature straight line So Center line r BD Beam incident region for synchronous detection W Incident region Maximum tilt amount in the sub-scanning direction with respect to the mirror rotation direction w1 Tilt amount in the sub-scanning direction with respect to the mirror rotation direction for each region w2 Tilt amount in the sub-scanning direction with respect to the mirror rotation direction for each region w3 With respect to the mirror rotation direction for each region Amount of tilt in the sub-scanning direction θa Tilt angle θb Tilt angle θc Tilt angle
42b Second split lens section (second lens section)
42c Third split lens section (second lens section)
42d 4th division lens part (1st lens part)
44
Claims (3)
上記集光レンズ部は、上記複数の光ビームのそれぞれが通過する複数のレンズ部からなり、
上記複数のレンズ部のうち上記同期検知センサーで検知される光ビームが通過する第一レンズ部は、当該第一レンズ部におけるレンズ表面の曲率半径が同一になる位置を結んだ曲率一定直線が、光軸方向から見て、上記集光レンズ部における副走査方向の中央位置において前記ポリゴンミラーの回転軸に直交する方向に延びる中央線に対して所定の傾き角を有するように構成され、
上記第一レンズ部の上記曲率一定直線の上記傾き角は、上記ポリゴンミラーの反射面のうち同期検知で検知される光ビームが入射する領域がミラー回転方向に対して平行になるように設定され、
上記複数のレンズ部のうち上記同期検知センサーで検知されない光ビームが通過する第二レンズ部は、光軸方向から見て、当該第二レンズ部におけるレンズ表面の曲率半径が同一になる位置を結んだ曲率一定直線が上記集光レンズ部の上記中央線に対して所定の傾き角を有するように構成され、
上記第二レンズ部の上記曲率一定直線の上記傾き角は、該曲率一定直線が上記集光レンズ部の上記中央線と平行である場合に比べて、上記反射面における光ビームの入射領域のミラー回転方向に対する副走査方向の最大傾き量が小さくなるように設定され、
上記第二レンズ部の上記曲率一定直線の上記傾き角はさらに、上記ポリゴンミラーの反射面における光ビームの入射領域をミラー回転方向において複数の領域に区画して、該各領域ごとにミラー回転方向に対する副走査方向の傾き量を求めて、この求めた傾き量を合計した値が最小になるように設定されている、光走査装置。 A polygon mirror, a light source unit that emits a plurality of light beams at intervals in the sub-scanning direction, and a plurality of light beams provided between the polygon mirror and the light source unit and emitted from the light source unit, respectively. , A condensing lens unit that obliquely incidents light on the same reflecting surface of the polygon mirror at different incident angles and collects light, and a synchronous detection sensor that detects at least one of a plurality of light beams outside the effective scanning region. In an optical scanning device equipped with
The condenser lens unit is composed of a plurality of lens units through which each of the plurality of light beams passes.
The first lens unit into which an optical beam is detected by the synchronization detection sensor among the plurality of lens portions passes the radius of curvature of the lens surface curvature constant straight line connecting the position to be same in the first lens unit, It is configured to have a predetermined tilt angle with respect to the center line extending in the direction orthogonal to the rotation axis of the polygon mirror at the center position in the sub-scanning direction of the condenser lens portion when viewed from the optical axis direction.
The inclination angle of the curvature constant linear of the first lens unit, the region where the light beam detected by the synchronization detection of the reflective surface of the polygon mirror is incident is set to be parallel to the mirror rotation direction ,
Of the plurality of lens portions, the second lens portion through which the light beam not detected by the synchronization detection sensor passes is connected to a position where the radius of curvature of the lens surface in the second lens portion is the same when viewed from the optical axis direction. However, a straight line having a constant curvature is configured to have a predetermined tilt angle with respect to the center line of the condenser lens portion.
The inclination angle of the constant curvature straight line of the second lens portion is a mirror of the incident region of the light beam on the reflecting surface as compared with the case where the constant curvature straight line is parallel to the center line of the condensing lens portion. The maximum tilt amount in the sub-scanning direction with respect to the rotation direction is set to be small,
The tilt angle of the straight line having a constant curvature of the second lens portion further divides the incident region of the light beam on the reflecting surface of the polygon mirror into a plurality of regions in the mirror rotation direction, and each region has a mirror rotation direction. An optical scanning device in which the amount of inclination in the sub-scanning direction with respect to the light is calculated, and the total value of the calculated amounts of inclination is set to be the minimum.
上記ポリゴンミラーの上記反射面に入射する各光ビームのミラー回転方向の幅が、該反射面のミラー回転方向の幅よりも狭いアンダーフィールド光学系を採用した光走査装置。 In the optical scanning apparatus according to claim 1,
An optical scanning apparatus that employs an underfield optical system in which the width of each light beam incident on the reflecting surface of the polygon mirror in the mirror rotation direction is narrower than the width of the reflecting surface in the mirror rotation direction.
上記複数の光ビームは各色に対応しており、
本カラー画像形成装置による印刷画像を構成するトッドラインのスクリーン角は、上記各色ごとに異なっており、
上記同期検知センサーで検知される光ビームに対応する色のスクリーン角度は、他の色のスクリーン角度よりも小さい、カラー画像形成装置。 A color image forming apparatus including the optical scanning apparatus according to claim 1 or 2.
The above multiple light beams correspond to each color,
The screen angle of the todd line that constitutes the printed image by this color image forming apparatus is different for each of the above colors.
A color image forming apparatus in which the screen angle of the color corresponding to the light beam detected by the synchronization detection sensor is smaller than the screen angle of other colors.
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