JP2005077972A - Optical write-in device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源から出射された光ビームを偏向走査するため複数の反射面を有する正多角形である回転偏向器を具備した光書込み装置に関するものである。 The present invention relates to an optical writing apparatus including a rotary deflector that is a regular polygon having a plurality of reflecting surfaces for deflecting and scanning a light beam emitted from a light source.
レーザビームプリンタ,デジタル複写機,レーザファクシミリ装置などにおける画像形成装置は、光源からの光ビームを偏向走査する正多角形に形成されたポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーによって走査された光ビームを感光体面上に結像するための光学素子(走査レンズ)とを備え、書込み開始位置を決定するために、有効露光領域外の走査開始側に光検知器が設けられている。 An image forming apparatus in a laser beam printer, a digital copying machine, a laser facsimile machine, or the like includes a polygon mirror formed in a regular polygon for deflecting and scanning a light beam from a light source, and a light beam scanned by the polygon mirror on a photoreceptor surface. An optical element (scanning lens) for forming an image above is provided, and a light detector is provided on the scanning start side outside the effective exposure region in order to determine the writing start position.
このようなレーザ書込み方式では、光源である光ビームのビーム数と、ポリゴンミラーの面数および回転数とによって、副走査方向の画素密度が決定される。良好な画像品質を得るため正確な書込み密度を得ることは重要な課題である。 In such a laser writing method, the pixel density in the sub-scanning direction is determined by the number of light beams that are light sources, the number of surfaces of the polygon mirror, and the number of rotations. Obtaining an accurate writing density to obtain good image quality is an important issue.
特に、複数の書込み系によって、複数色の画像を重ねあわせて1つの画像を形成する装置において、各書込み系の画素密度が異なると、色ずれが生じてしまうため、正確な書込み密度は非常に重要なことである。 In particular, in an apparatus that forms a single image by superimposing a plurality of color images by a plurality of writing systems, color drift occurs if the pixel density of each writing system is different. It is important.
すなわち、従来、カラー複写機などのレーザ書込み装置では、正多角形である回転偏向器(ポリゴンミラー)の各反射面ごとに、1ラインを形成する構成となっており、画像を形成するときの各色(C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),Bk(ブラック))におけるレーザ光の被走査体である感光体への光スポットPの照射位置は、図6に示すように、装置の組立誤差,各部品のばらつきなどによって、基準ラインに対してずれが発生し、照射位置が揃うとは限らない。また、画像形成時の熱変動といった経時変化における、光学素子などの熱変形によっても、それぞれの色を形成するレーザ光の照射位置は変動してしまう。 In other words, a conventional laser writing apparatus such as a color copying machine has a configuration in which one line is formed for each reflecting surface of a rotary deflector (polygon mirror) that is a regular polygon. As shown in FIG. 6, the irradiation position of the light spot P on the photosensitive member that is the scanned body of the laser light in each color (C (cyan), M (magenta), Y (yellow), Bk (black)) is as follows. Due to the assembly error of the apparatus, the variation of each part, etc., a deviation occurs with respect to the reference line, and the irradiation position is not always aligned. Further, the irradiation position of the laser beam for forming each color also changes due to thermal deformation of the optical element or the like due to temporal changes such as thermal fluctuation during image formation.
さらに、書込みクロックの書出しタイミングは、ポリゴンミラーの一面ごとに発生するために、該ポリゴンミラーの面倒れ,面間ばらつき,書込みクロックのタイミングなどによって、副走査方向への書出し位置にばらつきが生じてしまう。 Furthermore, since the write clock write timing is generated for each surface of the polygon mirror, the write position in the sub-scanning direction varies depending on the tilting of the polygon mirror, surface-to-surface variation, write clock timing, and the like. End up.
そのため、各色の位置ずれ補正方法が必要となるが、例えば、一般的なカラー複写機などのレーザ書込み装置において採用されている画素密度600dpiで、ポリゴンミラー面数6面の書込み構造の場合、図7に示すように、第1面によって形成される第1ラインと、第2面によって形成される第2ラインとの幅は約42μmとなるため、副走査方向における位置ずれ補正は、最小補正量が42μmとなってしまう。すなわち、書出し位置が理想の照射位置よりずれが生じていても、現状の書込み装置では、42μm以下の補正は不可能となってしまう。 Therefore, a method for correcting misregistration of each color is necessary. For example, in the case of a writing structure with a pixel density of 600 dpi employed in a laser writing device such as a general color copying machine and a polygon mirror surface number of 6 surfaces, FIG. As shown in FIG. 7, the width of the first line formed by the first surface and the second line formed by the second surface is about 42 μm. Becomes 42 μm. In other words, even if the writing position is deviated from the ideal irradiation position, the current writing apparatus cannot correct 42 μm or less.
この課題を解決するため特許文献1などの技術が提示されている。この従来技術では、2つの光検知器から走査ビームの変動を検出する際に、ポリゴンミラーの面倒れによる走査ビームの高さ変動を考慮し、ポリゴンミラーの全ての面において複数回データ検出して、その分布データを得て最適な補正データを定義するようにしている。
しかしながら、前記従来技術のように、面倒れによる影響を検出でき、常に同じ面から書き始めたとしても、前述したように複数の書込み系によって、色合わせを行うような書込み装置においては、位置ずれ要因がポリゴンミラーの面倒れだけではないため、各色における位置合わせが不可能であるという課題がある。 However, as described above, in the writing apparatus in which color matching is performed by a plurality of writing systems as described above, even if writing can be started from the same surface, the effect of surface tilt can be detected. Since the cause is not only the tilting of the polygon mirror, there is a problem that it is impossible to align each color.
本発明は、これらの課題を解決して、簡素な構成で現状の書込み装置において、副走査方向への書出し位置の補正を可能とする光書込み装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve these problems and to provide an optical writing device capable of correcting the writing position in the sub-scanning direction in a current writing device with a simple configuration.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、光源から出射された光ビームを偏向走査するため複数の反射面を有する正多角形である回転偏向器と、偏向走査された前記光ビームを所定のビームスポット径に形成して被走査面上に照射させるための光学系とを備えた光書込み装置であって、前記回転偏向器の反射面数を前記被走査面に対する書込み密度仕様を達成できる反射面数の正数倍に設定し、該回転偏向器により偏向走査される前記光ビームの副走査方向における前記被走査面上の結像位置のずれ量に応じて、前記回転偏向器の反射面を選択可能にしたことを特徴とし、この構成によって、偏向光ビームの副走査方向における結像位置のずれ量に応じて、回転偏向器の反射面を選択でき、副走査方向への位置合わせを行うことが可能になる。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a rotary deflector that is a regular polygon having a plurality of reflecting surfaces for deflecting and scanning a light beam emitted from a light source, and the light that has been deflected and scanned. An optical writing apparatus comprising an optical system for forming a beam with a predetermined beam spot diameter and irradiating the surface to be scanned, wherein the number of reflecting surfaces of the rotary deflector is a writing density specification for the surface to be scanned. Is set to a positive multiple of the number of reflecting surfaces, and the rotational deflection is performed according to the amount of deviation of the imaging position on the scanned surface in the sub-scanning direction of the light beam deflected and scanned by the rotational deflector. With this configuration, the reflecting surface of the rotary deflector can be selected according to the amount of deviation of the imaging position of the deflected light beam in the sub-scanning direction. Can be aligned It becomes ability.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光書込み装置において、回転偏向器の回転数を、書込み密度仕様を達成できる回転数の整数倍に切替可能にしたことを特徴とし、この構成によって、より良好に副走査方向への位置合わせを行うことが可能になる。 According to a second aspect of the present invention, in the optical writing apparatus according to the first aspect, the number of rotations of the rotary deflector can be switched to an integral multiple of the number of rotations that can achieve the writing density specification. Therefore, it is possible to perform better alignment in the sub-scanning direction.
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の光書込み装置において、光源から複数本の光ビームを出射する場合、第1番目に走査する光ビームの光軸を回転軸とし、書込み密度に応じて回転角度を調節可能にしたことを特徴とし、この構成によって、書込み密度を大きくするモードを選択した場合においても、書出し位置をずれないようにすることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the optical writing device according to the first aspect, when a plurality of light beams are emitted from the light source, the optical axis of the light beam to be scanned first is the rotation axis, and the writing density is increased. Accordingly, the rotation angle can be adjusted accordingly, and this configuration can prevent the writing position from being shifted even when the mode for increasing the writing density is selected.
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の光書込み装置において、回転偏向器の近傍に複数の光学素子が配設され、該光学素子により独立した走査光学系の光路が構成されているものも適用される。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical writing apparatus according to the first aspect, a plurality of optical elements are disposed in the vicinity of the rotary deflector, and an optical path of an independent scanning optical system is configured by the optical elements. Things also apply.
本発明によれば、回転偏向器の反射面数を被走査面に対する書込み密度仕様を達成できる反射面数の正数倍に設定し、該回転偏向器により偏向走査される光ビームの副走査方向における被走査面上の結像位置のずれ量に応じて、回転偏向器の反射面を選択することができるため、当該反射面を適宜選択することにより、偏向走査される前記光ビームの副走査方向における結像位置のずれ量に応じて、副走査方向への位置合わせを行うことができ、副走査方向への書出し位置の補正が可能になり、良好な光書込みが実現する。 According to the present invention, the number of reflecting surfaces of the rotating deflector is set to a positive multiple of the number of reflecting surfaces capable of achieving the writing density specification for the scanned surface, and the sub-scanning direction of the light beam deflected and scanned by the rotating deflector The reflection surface of the rotary deflector can be selected in accordance with the amount of deviation of the imaging position on the surface to be scanned in the sub-scanning of the light beam to be deflected and scanned by appropriately selecting the reflection surface. In accordance with the amount of deviation of the imaging position in the direction, alignment in the sub-scanning direction can be performed, and the writing position in the sub-scanning direction can be corrected, thereby realizing good optical writing.
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態であるデジタルカラー書込み処理システムの要部の構成を示す斜視図であり、1はレーザ光源、2はレーザ光源1から出射したレーザビームLに対して所定のビーム整形を行う光学系、3は、正多角形の側面に反射面を有し、高速回転してレーザビームLを偏向・走査するポリゴンミラー、4はポリゴンミラー3における各反射面を検出する面選択手段、5は、ポリゴンミラー3によるレーザ走査範囲の端の領域に設けられ、ビーム検知して走査位置を制御する同期検知信号を出力するレーザビーム検知器6に対してレーザビームLを導くミラーである。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a main part of a digital color writing processing system according to an embodiment of the present invention. 1 is a laser light source, 2 is a predetermined beam shaping with respect to a laser beam L emitted from the laser light source 1. 3 is a polygon mirror that has a reflecting surface on the side of a regular polygon and that rotates at high speed to deflect and scan the laser beam L, and 4 is a surface selection means that detects each reflecting surface in the polygon mirror 3.
また、7はポリゴンミラー3によりビーム走査の等角度運動を等速直線運動に変換するfθレンズ、8はポリゴンミラー3の面倒れなどの誤差を補正するシリンドリカルレンズ、9は被走査体である感光体10へとレーザビームLを導くミラー、11は位置ずれ量を測定するための画像パターンを形成することができる部材(感光体など)上で像を識別する読取手段である。
Reference numeral 7 denotes an fθ lens that converts equiangular motion of beam scanning into constant linear motion by the polygon mirror 3, reference numeral 8 denotes a cylindrical lens that corrects errors such as surface tilt of the polygon mirror 3, and reference numeral 9 denotes a photosensitive member that is a scanned object. A mirror 11 for guiding the laser beam L to the
既述したが、一般的に、書込み密度600dpi(ポリゴンミラーの反射面の数をM(Mは整数)とする),M=6であって、第1面によって形成される第1ラインと第2面によって形成される第2ラインとの幅は、図7に示すように約42μmとなるため、レーザビームLの光スポットPの副走査方向における位置ずれ補正は、図2(a)に示すように最小補正量が42μmとなる。 As described above, generally, the writing density is 600 dpi (the number of reflecting surfaces of the polygon mirror is M (M is an integer)), M = 6, and the first line formed by the first surface and the first line Since the width of the second line formed by the two surfaces is about 42 μm as shown in FIG. 7, the positional deviation correction of the light spot P of the laser beam L in the sub-scanning direction is shown in FIG. Thus, the minimum correction amount is 42 μm.
そこで、本実施形態では、画像形成条件(ポリゴンミラー3の回転数,感光体10の線速など)を変えずに、ポリゴンミラー3の反射面数をN面(N>M)に設定する。これによって、第1面によって形成される第1ラインと、第2面によって形成される第2ラインとの幅を42/(N/M)μmとすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the number of reflection surfaces of the polygon mirror 3 is set to the N surface (N> M) without changing the image forming conditions (the rotation speed of the polygon mirror 3, the linear velocity of the
例えば、M=6,N=12のとき、図3に示すように第1ラインと第2ラインの幅は21μmとなるため、図2(b)に示すように、光スポットPの副走査方向における位置ずれ補正は最小補正量が21μmとなる。 For example, when M = 6 and N = 12, the width of the first line and the second line is 21 μm as shown in FIG. 3, so the sub-scanning direction of the light spot P as shown in FIG. In the positional deviation correction at, the minimum correction amount is 21 μm.
したがって、レーザビームLの書込み時に、ポリゴンミラー3の反射面を適宜選択することにより、光スポットPに対する副走査方向への位置ずれ補正の最小補正量を42/(N/M)μmとすることができる。 Accordingly, when the laser beam L is written, the reflection surface of the polygon mirror 3 is appropriately selected, so that the minimum correction amount for the positional deviation correction in the sub-scanning direction with respect to the light spot P is 42 / (N / M) μm. Can do.
また、ポリゴンミラー3の回転数を、書込み密度仕様を達成できる回転数のA(A:整数)倍に切り替えることによって、第1面によって形成される第1ラインと、第2面によって形成される第2ラインとの幅を1/Aにすることができる。これによって、副走査方向への各色のドット位置ずれ補正の最小補正量を小さくすることができる。例えば、600dpi,A=2の場合、ライン幅21μmにすることができる(図2(b)と同様の作用効果)。 Further, by switching the rotation speed of the polygon mirror 3 to A (A: integer) times the rotation speed capable of achieving the writing density specification, the polygon mirror 3 is formed by the first line formed by the first surface and the second surface. The width with the second line can be reduced to 1 / A. Thus, the minimum correction amount for correcting the dot position deviation of each color in the sub-scanning direction can be reduced. For example, when 600 dpi and A = 2, the line width can be 21 μm (the same effect as in FIG. 2B).
また、図4(a),(b)に示すように、複数本のレーザビームを出射するために複数のレーザ光源15,16からなる光源を用いる場合、従来では各ビームの副走査方向への間隔(副走査ピッチ)の調整は、図4(a)に示すように、レーザ光源15,16の間隔部を中心とする回転軸17の回動によって行っていた。
Also, as shown in FIGS. 4A and 4B, when a light source composed of a plurality of
しかし、この場合、副走査ピッチは調整することはできるものの、レーザビームの照射位置にずれが生じてしまう。 However, in this case, although the sub-scanning pitch can be adjusted, the laser beam irradiation position is displaced.
そこで、本実施形態では、図4(b)に示すように、第1番目に走査するレーザ光源15のレーザビームの光軸を回転軸18として回動することによって、第1レーザの照射位置を変動させずに副走査ピッチを調整することができる。これによって、画像密度モードを変更した場合にも、照射位置を変動させることなく、画像密度モードを変更することが可能になる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the irradiation position of the first laser is determined by rotating the optical axis of the laser beam of the
なお、本実施形態では、図1に示すような単一の感光体10に対して単一のレーザビームLを偏向走査させる構成であっても、図5に示すような複数(本例では4個を示している)の感光体20を被走査体とし、ポリゴンミラー21と、複数のfθレンズ22,ミラー23,レンズ24などから構成される光書込み装置にも適用可能である。
In the present embodiment, even if the
本発明は、光源から出射された光ビームを偏向走査するため複数の反射面を有するポリゴンミラーを具備した光書込み装置を搭載したデジタル複写機,ファクシミリ装置などの電子写真装置に適用され、特にカラー画像を記録可能な電子写真装置に搭載される光書込み装置に有効である。 The present invention is applied to an electrophotographic apparatus such as a digital copying machine or a facsimile apparatus equipped with an optical writing apparatus equipped with a polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces for deflecting and scanning a light beam emitted from a light source. This is effective for an optical writing device mounted on an electrophotographic apparatus capable of recording an image.
1 レーザ光源
3,21 ポリゴンミラー
4 面選択手段
6 レーザビーム検知器
10,20 感光体
11 読取手段
15,16 レーザ光源
17,18 回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003311143A JP2005077972A (en) | 2003-09-03 | 2003-09-03 | Optical write-in device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003311143A JP2005077972A (en) | 2003-09-03 | 2003-09-03 | Optical write-in device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005077972A true JP2005077972A (en) | 2005-03-24 |
Family
ID=34412781
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003311143A Pending JP2005077972A (en) | 2003-09-03 | 2003-09-03 | Optical write-in device |
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JP (1) | JP2005077972A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7643179B2 (en) | 2005-11-09 | 2010-01-05 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and image forming method |
-
2003
- 2003-09-03 JP JP2003311143A patent/JP2005077972A/en active Pending
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US7643179B2 (en) | 2005-11-09 | 2010-01-05 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and image forming method |
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