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JP2006035703A - Optical scanner and imaging device using optical scanner - Google Patents

Optical scanner and imaging device using optical scanner Download PDF

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JP2006035703A
JP2006035703A JP2004220686A JP2004220686A JP2006035703A JP 2006035703 A JP2006035703 A JP 2006035703A JP 2004220686 A JP2004220686 A JP 2004220686A JP 2004220686 A JP2004220686 A JP 2004220686A JP 2006035703 A JP2006035703 A JP 2006035703A
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JP
Japan
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light
apc
light beam
scanning
beams
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Withdrawn
Application number
JP2004220686A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Nakatsu
治彦 中津
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner incorporating a synchronous detection device which not only can minimize a scan distance required for a non-image region but also can restrain a dispersion of an image data writing position, and an imaging device using the optical scanner. <P>SOLUTION: In this optical scanner, when the APC of a plurality of beams by a light source 66a is performed at the time of every scan, no synchronous detection of the beams is made immediately before starting the writing of image data, and the APC of an optical beam to be performed with an initial scan in a main scanning direction, among "n" pieces of the optical beam subjected to the APC at the time of some scan, is allowed to take place immediately after ending the writing of the image data. Further, the APC of the optical beam in the "n"th position is performed immediately before starting the writing of the following image data. At the same time, the synchronous detection of the optical beams is carried out using the optical beam which is in the position of an integer not less than n/2 and not in the "n"th position, and then the synchronous detection means 70 and a BD reflective mirror 69 are arranged in such a position where the center of an image region coincides with the center of a scan region. In addition, when the APC of all the optical beams is not performed at the time of every scan, the APC of the reference optical beam must be performed at the time of every scan and the synchronous detection of the optical beams must be carried out using the reference optical beam. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、たとえばレーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置およびその画像形成装置に用いられるマルチビームレーザを発する光源を有する光走査装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a laser beam printer and a facsimile, and an optical scanning apparatus having a light source that emits a multi-beam laser used in the image forming apparatus.

近年、画像形成装置の高速化、高解像度化が進むにつれて複数のレーザビームを発するマルチビームレーザが光源として多く使用されている。マルチビームレーザを使用することにより一度の走査で複数行の画像を形成できるので、ポリゴンミラーの回転数が同一である場合には複数倍の速度で潜像を形成することができる。   In recent years, multi-beam lasers that emit a plurality of laser beams are often used as light sources as image forming apparatuses increase in speed and resolution. By using a multi-beam laser, a plurality of lines of images can be formed by a single scan. Therefore, when the number of rotations of the polygon mirror is the same, a latent image can be formed at a multiple speed.

光走査装置に使用される半導体マルチビームレーザは、複数の発光点(個々の発光点を個々の光源とすれば複数の光源)に対し、1つのレーザ光モニタ用のフォトダイオードを持っている。そして、画像形成中のビームの出力を安定化させるため、個々のレーザ光源のレーザ光量を規定の光量にするための自動光量制御(APC:Auto Power Control)が毎走査時に画像領域(すなわち主走査線中において画像を形成し得る有効領域であり、主走査有効領域とも呼ぶ。)以外の部分で行われている。モニタ用のフォトダーオードがひとつのためにAPCでは個々のレーザ光源に対して個別に電流を印加する必要があり、APC動作を行っている期間は他のレーザ光源はオフする必要があった。   A semiconductor multi-beam laser used in an optical scanning device has one laser light monitoring photodiode for a plurality of light emission points (a plurality of light sources if each light emission point is an individual light source). Then, in order to stabilize the beam output during image formation, automatic light control (APC: Auto Power Control) for setting the laser light amount of each laser light source to a prescribed light amount is an image area (that is, main scanning) at every scanning. This is an effective area where an image can be formed in the line, and is also called a main scanning effective area. Since there is a single photo diode for monitoring, it is necessary for APC to individually apply a current to each laser light source, and other laser light sources must be turned off during the APC operation.

また、光走査装置においては主走査方向の画像書き出し位置を制御するための水平同期検出手段を有している。通常はポリゴンの回転によって各面で走査されるビームごとに水平同期検出が行われる。   Further, the optical scanning device has a horizontal synchronization detecting means for controlling the image writing position in the main scanning direction. Normally, horizontal synchronization detection is performed for each beam scanned on each surface by rotation of a polygon.

マルチビームレーザを使用した場合、各ビーム間の主走査方向の走査遅延時間をあらかじめ計測しておいて、画像形成中は基準となるビームのみの水平同期信号検知を行う方式(1ビーム同期検出方式)と各ビームに対してそれぞれ水平同期信号検知が行われる方式(全ビーム同期検出方式)のいずれかが用いられる。   When a multi-beam laser is used, a scanning delay time in the main scanning direction between each beam is measured in advance, and a horizontal synchronization signal detection of only a reference beam is performed during image formation (one-beam synchronization detection method) ) And a method in which horizontal synchronization signal detection is performed for each beam (all beam synchronization detection method).

1ビーム同期検出方式においては、図10に示すように、順次複数の発光部LD1〜LDn(nは2以上の整数、図10では4)のAPCを行った後、基準となるビーム(LD1)を再度同期信号検出のために発光させて同期検出を行うという手法が記載されている。図9にも同様に、LD11A,LD11Bを順次発光させてAPCを行い、その後同期検出(BD強制点灯)を行う様子が示されている(例えば、特許文献1、2参照)。   In the one-beam synchronous detection method, as shown in FIG. 10, a plurality of light emitting portions LD1 to LDn (n is an integer of 2 or more, 4 in FIG. 10) are sequentially subjected to APC, and then a reference beam (LD1) A method is described in which synchronization detection is performed by emitting light again to detect a synchronization signal. Similarly, FIG. 9 shows a state in which the LD11A and LD11B are caused to emit light sequentially, APC is performed, and then synchronization detection (BD forced lighting) is performed (for example, see Patent Documents 1 and 2).

また図11に示すように第1のAPCを行った後の第2のAPCの終了間際に同期検出を行う手法も記載されている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, as shown in FIG. 11, a method of performing synchronization detection immediately after the end of the second APC after the first APC is performed (for example, see Patent Document 3).

いずれも同期信号検出時のレーザ光量のばらつきによる同期検出誤差を防ぐためにAPCは同期信号検知以前に終了している。   In any case, the APC is completed before the detection of the synchronization signal in order to prevent a synchronization detection error due to a variation in the amount of laser light upon detection of the synchronization signal.

また全ビーム同期検出方式においては図12に示すように第1ビーム用同期検知用変調信号が与えられているときの光センサ出力は第1ビームの同期信号、第2ビーム用同期検知用変調信号が与えられているときの光センサ出力は第2ビームの同期信号となるように信号処理されているものが提案されている(例えば特許文献4参照)。   In the all-beam synchronization detection method, as shown in FIG. 12, when the first beam synchronization detection modulation signal is given, the optical sensor output is the first beam synchronization signal, the second beam synchronization detection modulation signal. Has been proposed in which signal processing is performed so that the output of the optical sensor becomes a synchronization signal of the second beam (see, for example, Patent Document 4).

さらに光走査装置においては、調整作業を装置単体で行えるよう構成するという目的で、光センサ等の同期検出手段を装置内に配置したものが多くなっている。その際、感光ドラム表面付近に結像するビームを装置内で同期検出手段に導光するための反射ミラーを有する。   Further, in many optical scanning apparatuses, synchronization detection means such as an optical sensor are arranged in the apparatus for the purpose of configuring the adjustment work so as to be performed by the apparatus alone. At this time, a reflection mirror is provided for guiding a beam that forms an image near the surface of the photosensitive drum to the synchronization detection means in the apparatus.

従来の光学系の形態を図13に示す。図13は従来の光走査装置の概略平面図であり、OFS(Over Filled Scan)タイプの光学系の展開図を示している。また図13において66aは少なくとも2つの発光部を有する光源装置である。66bはコリメータレンズ、66cは球面レンズ、66dは絞り、66eはシリンドリカルレンズ、67は反射ミラー、62はfθレンズ、63は主に副走査方向にパワーを有するアナモフィック非球面レンズである。これらの光学素子はポリゴンミラー61を回転駆動する不図示の駆動装置、折り返しミラー64、防塵ガラス65とともに不図示のケース部材に一体的に支持されている。   A form of a conventional optical system is shown in FIG. FIG. 13 is a schematic plan view of a conventional optical scanning device, and shows a development view of an OFS (Over Filled Scan) type optical system. In FIG. 13, reference numeral 66a denotes a light source device having at least two light emitting units. 66b is a collimator lens, 66c is a spherical lens, 66d is a stop, 66e is a cylindrical lens, 67 is a reflecting mirror, 62 is an fθ lens, and 63 is an anamorphic aspherical lens having power mainly in the sub-scanning direction. These optical elements are integrally supported by a case member (not shown) together with a driving device (not shown) that rotationally drives the polygon mirror 61, a folding mirror 64, and a dustproof glass 65.

光源装置66aから放射された光ビームはコリメータレンズ66bによって近平行光にされ、球面レンズ66cによって弱発散光にされる。絞り66dによって光束が規制された後、シリンドリカルレンズ66eによって副走査方向のみ集光し、反射ミラー67によって反射された光ビームはfθレンズ62を通ってポリゴンミラー61の反射面近傍に線状に集光される。ポリゴンミラー61は一定速度で回転し、光ビームを偏向する。   The light beam emitted from the light source device 66a is converted into near-parallel light by the collimator lens 66b, and weakly diverged light by the spherical lens 66c. After the light beam is restricted by the stop 66d, the light beam collected by the cylindrical lens 66e only in the sub-scanning direction and reflected by the reflection mirror 67 passes through the fθ lens 62 and is collected in the vicinity of the reflection surface of the polygon mirror 61. Lighted. The polygon mirror 61 rotates at a constant speed and deflects the light beam.

さらに偏向された光ビームはfθ特性をもったfθレンズ62に再び入射し、光束を主走査方向について集光させる。また副走査方向にパワーを持ったアナモフィック非球面レンズ63によって副走査方向にも集光され感光ドラム31上にスポットを形成する。感光ドラム31は不図示の回転機構により一定速度で回転している。   Further, the deflected light beam is incident again on the fθ lens 62 having the fθ characteristic, and the light beam is condensed in the main scanning direction. Further, the light is condensed in the sub-scanning direction by the anamorphic aspherical lens 63 having power in the sub-scanning direction to form a spot on the photosensitive drum 31. The photosensitive drum 31 is rotated at a constant speed by a rotation mechanism (not shown).

70は水平同期検出手段であり、光ビームの走査開始側LBDの光ビームを検出できる位置に設けてある。検出手段70は、感光ドラム31面上の走査開始位置のタイミングを調整する水平同期信号を得るために、ポリゴンミラー61で偏向反射された後、fθレンズ62を通った光ビームの一部をBD反射ミラー68によって反射させ、検出手段70で受光している。BD反射ミラー68はBDミラーホルダ69に壁部材69a〜69cに突き当てられた状態で位置決め支持され、ケース部材に取り付けられている。 Reference numeral 70 denotes horizontal synchronization detecting means, which is provided at a position where the light beam on the scanning start side LBD of the light beam can be detected. In order to obtain a horizontal synchronization signal for adjusting the timing of the scanning start position on the surface of the photosensitive drum 31, the detection means 70 BD reflects a part of the light beam that has been deflected and reflected by the polygon mirror 61 and then passed through the fθ lens 62. The light is reflected by the reflection mirror 68 and received by the detection means 70. The BD reflection mirror 68 is positioned and supported by the BD mirror holder 69 while being abutted against the wall members 69a to 69c, and is attached to the case member.

また、不図示の発光制御回路により検出手段69からの出力信号を用い、その出力信号に同期して光源装置66aから放射される複数の光ビームの内、基準の光ビームの発光タイミングを制御している。他の光ビームにおいては感光ドラム表面での主走査間隔に相当する時間分、基準の光ビームに対して発光タイミングをずらすことで書き出しタイミングを決定している。   Further, an output signal from the detection means 69 is used by a light emission control circuit (not shown), and the light emission timing of a reference light beam is controlled among a plurality of light beams emitted from the light source device 66a in synchronization with the output signal. ing. For other light beams, the writing timing is determined by shifting the light emission timing with respect to the reference light beam by a time corresponding to the main scanning interval on the surface of the photosensitive drum.

ここで同期信号検出後、所定の光束幅を持った光ビームの全光束が感光ドラム面に到達するためにはBDミラーホルダの壁部材69bを超える必要がある。設計公差および安全率を踏まえて壁部材69bと画像データ書き出し開始位置である光ビームLfとの間隔を2mmとすると同期検出位置(反射ミラーがない場合の同期検出手段の仮想位置を70’、光ビームをLBD’で示してある)から分離距離lsp1=15mm走査した後初めて画像データの書き出しを行うことが可能となる。 Here, after the synchronization signal is detected, it is necessary to exceed the wall member 69b of the BD mirror holder in order for the entire light beam having a predetermined light beam width to reach the photosensitive drum surface. If the distance between the wall member 69b and the light beam Lf that is the image data writing start position is 2 mm in consideration of the design tolerance and safety factor, the synchronization detection position (the virtual position of the synchronization detection means when there is no reflection mirror is 70 ′, light The image data can be written only after the beam is scanned at a separation distance l sp1 = 15 mm from L BD ′).

APC発光中の光ビームが感光ドラムに到達することは望ましくないため、LASを開始位置とするLD1のAPC発光を遮光するための遮光部材71aが例えば防塵ガラス65付近に設けてある。APC発光を確実に遮光するとともにLrを最終位置とする画像データ書き込み中の光ビームを遮ることがないように感光ドラム面で分離距離lsp2=6mmを確保している。 Since the light beam of the APC light emission in that it is not desirable to reach the photosensitive drum, is provided in the vicinity of the dust-proof glass 65 light shielding member 71a is, for example, for shielding the APC light emission of LD1 to start position L AS. A separation distance l sp2 = 6 mm is secured on the surface of the photosensitive drum so that the APC emission is surely shielded and the light beam during image data writing with Lr as the final position is not shielded.

次に光源装置として半導体レーザを使用した場合の感光ドラム表面でのスポットの位置関係について図14を用いて示す。半導体レーザはLD1、LD2の2つの光源を持ち、等間隔に配置されている。このとき発光点間隔は100μmとなっている。   Next, the positional relationship of the spots on the surface of the photosensitive drum when a semiconductor laser is used as the light source device will be described with reference to FIG. The semiconductor laser has two light sources, LD1 and LD2, and is arranged at equal intervals. At this time, the light emitting point interval is 100 μm.

光学系の主走査横倍率βm=9.36、副走査横倍率βs=4.81であり、600dpi(1ラインピッチ=42.3μm)を実現するためには光源位置での副走査間隔を8.79μm(≒42.3μm/4.81)に調整する必要がある。該光源装置を光軸周りに回転させることで副走査ピッチを可変にすることができるため、半導体レーザを水平方向(光源を結ぶ直線を主走査方向に平行)より約5.04°傾けることで実現できる。光源位置での主走査間隔は99.6μmとなり、感光ドラム表面での間隔は0.93mm(≒99.6μm×9.36)となる。   The optical system has a main scanning lateral magnification βm = 9.36 and a sub-scanning lateral magnification βs = 4.81, and in order to realize 600 dpi (1 line pitch = 42.3 μm), the sub-scanning interval at the light source position is 8 It is necessary to adjust to .79 μm (≈42.3 μm / 4.81). Since the sub-scanning pitch can be made variable by rotating the light source device around the optical axis, the semiconductor laser is tilted about 5.04 ° from the horizontal direction (the straight line connecting the light sources is parallel to the main scanning direction). realizable. The main scanning interval at the light source position is 99.6 μm, and the interval on the surface of the photosensitive drum is 0.93 mm (≈99.6 μm × 9.36).

次にAPC動作中のLD1とLD2の空間的な位置関係を図15に示す。図15においてLD1がAPCを行っている時間、スポットはA位置からC位置を走査している。この時LD2のスポットはB位置からD位置を走査していることになるがレーザは消灯している。LD1のAPCが終了し、消灯すると同時にLD2が点灯しAPCが開始される。ここでLD2がAPCを行っている時間、スポットはD位置からF位置を走査している。この時LD1のスポットはC位置からE位置を走査していることになるがレーザは消灯している。ここで光ビームの走査速度を2.5×103m/s、APCに必要な時間を10μsとするとAPCの間に走査される距離は25mmとなりLD1とLD2の主走査方向の間隔は0.93mmであるため、APC発光中に走査される距離lAPCは49.07mmとなる。 Next, FIG. 15 shows the spatial positional relationship between LD1 and LD2 during the APC operation. In FIG. 15, the spot is scanned from the A position to the C position during the time when the LD 1 performs APC. At this time, the spot of LD2 is scanning from the B position to the D position, but the laser is extinguished. When APC of LD1 is finished and turned off, LD2 is turned on and APC is started. Here, during the time when the LD 2 performs APC, the spot scans from the D position to the F position. At this time, the LD1 spot is scanned from the C position to the E position, but the laser is extinguished. Here, when the scanning speed of the light beam is 2.5 × 10 3 m / s and the time required for APC is 10 μs, the distance scanned between APCs is 25 mm, and the distance between LD1 and LD2 in the main scanning direction is 0. Since the distance is 93 mm, the distance l APC scanned during APC emission is 49.07 mm.

図16に図9、10の手法を用いてAPCおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離を示す。図9、10において各ビームのAPCの間に全ビーム消灯時間を設けてあるが図16においては最短距離として全ビーム消灯時間は考えないものとする。最終ビームのAPC終了による消灯と同期信号検出のための点灯開始も同時に行うものとし、同期検出のための発光時間は1μsとする。また図中実線部は点灯区間、破線部は消灯区間とする。   FIG. 16 shows a scanning distance required as a non-image area when APC and synchronization detection are performed using the methods of FIGS. 9 and 10, the all-beam extinguishing time is provided between the APCs of the respective beams. However, in FIG. 16, the all-beam extinguishing time is not considered as the shortest distance. The extinction of the last beam due to the end of APC and the start of lighting for synchronization signal detection are performed simultaneously, and the light emission time for synchronization detection is 1 μs. In the figure, the solid line portion is a lighting section, and the broken line portion is a light extinction section.

画像データ書き込み終了後、分離距離lap2を隔ててLD1のAPCが開始される。LD2のAPCが終了すると同時にLD1は同期検出のための再点灯を行う。ここでlmの間は空間的に全ビーム消灯となる。またlBDは2.5mmとなる。 After the writing of the image data, APC of LD1 is started with a separation distance l ap2 . At the same time as the APC of LD2 is completed, LD1 is turned on again for synchronization detection. Here, all the beams are turned off spatially during lm. LBD is 2.5 mm.

同期検出が終了すると分離距離lsp1を隔てて次の画像データ書き込みが開始される。よって非画像領域として必要な走査距離はlsp2+lAPC+lm+lBD+lsp1=73.5mmとなる。 When the synchronization detection is completed, the next image data writing is started with a separation distance l sp1 . Therefore, the scanning distance necessary for the non-image area is l sp2 + l APC + lm + l BD + l sp1 = 73.5 mm.

同様に図17に図11の手法を用いてAPCおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離はlsp2+lAPC+lsp1=70.07mmとなる。
特開2001−024273号公報(図3) 特開2002−086793号公報(図7) 特開2001−088344号公報(図20) 特許第2965527号公報(図5)
Similarly, the scanning distance required as a non-image area when APC and synchronous detection are performed using the method of FIG. 11 in FIG. 17 is l sp2 + l APC + l sp1 = 70.07 mm.
JP 2001-024273 A (FIG. 3) Japanese Patent Laid-Open No. 2002-086793 (FIG. 7) Japanese Patent Laying-Open No. 2001-088344 (FIG. 20) Japanese Patent No. 2965527 (FIG. 5)

しかしながら、上述の技術においては以下のような問題点がある。
(1)反射ミラーを光走査装置内に有する場合、装置外に配置する場合と違いポリゴンミラーに近い場所に配置されることとなる。また反射ミラーの位置においてはビームは結像されておらず主走査方向に所定の幅を有している。同期検出が行われた直後においてはビームのすべてはBD反射ミラーを超えておらず画像データを書き込むことができない。よって同期信号を検出してから画像データを書き込むまでは時間的、空間的余裕が必要となる。よって非画像領域としての走査距離が大きくなることで、画像領域が小さくなってしまう。
However, the above-described technique has the following problems.
(1) When the reflection mirror is provided in the optical scanning device, it is arranged at a location close to the polygon mirror, unlike the case where it is arranged outside the device. In addition, the beam is not imaged at the position of the reflecting mirror, and has a predetermined width in the main scanning direction. Immediately after the synchronization detection is performed, all of the beams do not exceed the BD reflection mirror and image data cannot be written. Therefore, time and space are required from detection of the synchronization signal to writing of the image data. Therefore, as the scanning distance as the non-image area is increased, the image area is reduced.

(2)ポリゴンミラーの偏向面から感光ドラムまでの距離を大きくすることで画像領域を広げることは可能であるが、光路長が伸びることによって光走査装置の大型化を伴ったり、あるいは装置内で光ビームを折り返すミラーが増えることで振動による画像むらに対する懸念が発生する。   (2) Although it is possible to increase the image area by increasing the distance from the deflection surface of the polygon mirror to the photosensitive drum, the optical scanning device is increased in size by increasing the optical path length, or within the apparatus. As the number of mirrors that fold the light beam increases, there is concern about image unevenness due to vibration.

(3)また画像データ書き込みのための走査に使用したポリゴンミラーの偏向面を用いて画像データ書き込み終了後に同期検出を行った場合、次の画像データ書き込みのための走査に使用する隣接した偏向面との角度誤差によって画像書き出し位置にばらつきを生じることがある。   (3) Further, when synchronization detection is performed after image data writing is completed using the deflection surface of the polygon mirror used for scanning for writing image data, adjacent deflection surfaces used for scanning for writing next image data The image writing position may vary depending on the angle error.

(4)さらにOFS光学系の場合、ポリゴンミラーの偏向面角度によって感光ドラム面に照射される光ビームの強度が走査位置によって異なるという特性をもっている。光軸方向よりポリゴンに向けて光ビームを照射した場合、偏向反射される光ビームの強度は光軸位置が最も強く端部に向かうほど小さくなる。   (4) Further, the OFS optical system has a characteristic that the intensity of the light beam applied to the photosensitive drum surface varies depending on the scanning position depending on the deflection surface angle of the polygon mirror. When the light beam is irradiated toward the polygon from the optical axis direction, the intensity of the deflected and reflected light beam is the strongest at the optical axis position and decreases toward the end.

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、(1)装置を大型化することなく非画像領域としての走査距離を短くして大きな画像領域を確保でき、(2)画像書き出し位置のばらつきを生じさせることなく、(3)十分な強度の光ビームで同期検出して同期信号を確実に発生させることができる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above conventional example. (1) A large image area can be secured by shortening the scanning distance as a non-image area without increasing the size of the apparatus, and (2) variation in image writing position. It is an object of the present invention to provide an optical scanning apparatus and an image forming apparatus capable of reliably generating a synchronization signal by performing synchronous detection with a sufficiently strong light beam without causing the above.

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。複数のレーザ光のAPCを水平同期信号検知の前後で行うとともに、主走査方向に走査されるレーザ光の順序に対してAPCの順序を決定することで画像領域と非画像領域の間の時間的、空間的間隔を最小にすることができ、走査光学系において最小の走査距離で必要な画像領域を得ることができる。また、ポリゴンミラーの1面で偏向走査される複数の光ビームの内、n個(n:2以上の整数)の光ビームがAPCを行う場合、n/2以上の整数番目であってさらにn番目でない光ビームによって同期検出ができる位置に同期検出手段を配置することで画像データ書き込みと同一偏向面を用いた上で、画像データ書き込み以前に同期検出を行うとともに画像領域の中心が走査領域の中心と合致するような位置に同期検出手段およびBD反射ミラーを配置する。さらに毎走査時に複数の光ビームのすべてのAPCを行わない場合には、基準となる光ビームのAPCは毎走査時に必ず行うとともに該光ビームによって同期検出を行う。   In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. APC of a plurality of laser beams is performed before and after the detection of the horizontal synchronization signal, and the order of the APCs is determined with respect to the sequence of the laser beams scanned in the main scanning direction, whereby the time between the image area and the non-image area is determined. The spatial interval can be minimized, and the necessary image area can be obtained with the minimum scanning distance in the scanning optical system. In addition, when n (n: integer greater than or equal to 2) of the plurality of light beams deflected and scanned on one surface of the polygon mirror performs APC, it is an integer number greater than or equal to n / 2, and n The synchronization detection means is arranged at a position where the synchronization detection can be performed by a light beam that is not the second, so that the same deflection surface as that for writing the image data is used, the synchronization detection is performed before the image data writing, and the center of the image area is the scanning area. The synchronization detection means and the BD reflection mirror are arranged at a position that matches the center. Further, when not all APCs of a plurality of light beams are performed at every scanning, APC of a reference light beam is always performed at every scanning and synchronous detection is performed by the light beams.

あるいは、本発明は以下の構成を有する。複数の光ビームを発する光源と、前記複数の光ビームを同時に偏向走査する偏向手段と、前記複数の光ビームにより対象物を露光走査する走査光学系と、前記露光走査の有効領域の先頭位置の基準となる水平同期信号を、前記複数の光ビームの内の1つを用いて検出する同期検出手段と、前記有効領域の末尾位置を基準として、前記同期検出手段による水平同期信号の検出の前後において、前記複数の光ビームそれぞれの発光量を補正する光量補正手段とを備える。   Alternatively, the present invention has the following configuration. A light source that emits a plurality of light beams, a deflecting unit that simultaneously deflects and scans the plurality of light beams, a scanning optical system that exposes and scans an object with the plurality of light beams, and a head position of an effective area of the exposure scanning. Synchronization detection means for detecting a reference horizontal synchronization signal using one of the plurality of light beams, and before and after detection of the horizontal synchronization signal by the synchronization detection means with reference to the end position of the effective area And a light amount correction means for correcting the light emission amount of each of the plurality of light beams.

本発明によれば、複数ビームのAPCを毎走査時に行う場合には画像データ書き込み開始直前に同期検出を行わないことで非画像領域に必要な走査距離を最小にすることができる。   According to the present invention, when performing APC of a plurality of beams at every scanning, the scanning distance necessary for the non-image area can be minimized by not performing the synchronization detection immediately before starting the writing of the image data.

また、ある走査時にAPCを行うn個の光ビームの内、主走査方向に最初に走査する光ビームのAPCを画像データ書き込み終了直後に、n番目の光ビームのAPCを次の画像データ書き込み開始直前に行うことでAPCのための点灯をしている走査距離を最小にすることができるとともにn/2以上の整数番目であってさらにn番目でない光ビームによって同期検出ができる位置に同期検出手段を配置することで画像データ書き込みと同一偏向面を用いた上で、画像データ書き込み以前に同期検出を行うことができ、ポリゴンミラーの偏向面間の角度誤差によって画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる。   Of the n light beams that perform APC during a certain scan, the APC of the light beam that scans first in the main scanning direction starts writing the next image data of the APC of the nth light beam immediately after the completion of writing the image data. By performing immediately before, it is possible to minimize the scanning distance that is turned on for APC, and at the same time, the synchronization detection means can detect synchronization by a light beam that is an integer number that is n / 2 or more and that is not nth. Can be used to detect the synchronization before writing the image data, using the same deflection surface as the image data writing, and the variation in the image data writing position is caused by the angle error between the deflection surfaces of the polygon mirror. Things disappear.

さらに画像領域の中心が光軸と合致するような位置に同期検出手段およびBD反射ミラーを配置することで画像領域両端部での光ビームの強度の低下を最小限に抑えることができ、画像領域内の光ビームのむらを最小にすることができる。   Further, by arranging the synchronization detection means and the BD reflection mirror at a position where the center of the image area coincides with the optical axis, it is possible to minimize a decrease in intensity of the light beam at both ends of the image area. The unevenness of the inner light beam can be minimized.

毎走査時に複数の光ビームのすべてのAPCを行わない場合には、基準となる光ビームのAPCは毎走査時に必ず行うとともに該光ビームによって同期検出を行うことで走査毎に同期検出から画像データ書き出しまでのタイミングを修正する必要がなくなることで画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる。   When not all APCs of a plurality of light beams are performed at every scanning, the APC of the reference light beam is always performed at each scanning and synchronous detection is performed by the light beam, so that the image data is detected from the synchronous detection every scanning. Since there is no need to correct the timing until the writing, the variation in the writing position of the image data does not occur.

また、複数の光ビームの内、主走査方向について最も位相が進んだ光ビームを最初に、最も位相の遅れた光ビームを最後に光量調整し、有効領域の走査に先立って画像領域と同じ多面鏡の反射面で偏向された光ビームであって、前記最も位相の遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて同期検出することで、光量調整の時間および同期検出後、有効領域までの分離距離を短縮できる。このため、有効領域に対する有効領域以外の領域の割合を小さくでき、装置の小型化、画像形成の迅速化、誤差の減少による画質の向上などの効果を達成できる。   In addition, among the plurality of light beams, the light beam with the most advanced phase in the main scanning direction is adjusted first, the light beam with the most delayed phase is adjusted last, and the same surface area as the image area is scanned prior to scanning the effective area. The light beam deflected by the reflecting surface of the mirror and detected synchronously using a light beam other than the light beam with the most delayed phase, so that the light amount adjustment time and the separation distance to the effective area after synchronous detection Can be shortened. For this reason, the ratio of the area other than the effective area to the effective area can be reduced, and effects such as downsizing of the apparatus, speeding up of image formation, and improvement of image quality due to reduction of errors can be achieved.

[第1の実施形態]
図1は本発明の実施の形態の一例を示すデジタル複写機の断面概略図である。図1において複写開始司令手段により原稿台ガラス20上にセットされた原稿PのA面が読み取り光学系2によって読み取られ、画像信号に変換される。画像信号は不図示のデジタル処理部に取り込まれ、デジタルデータに変換された後、必要なデータ処理が施され画像データとして不図示のビデオ変換部へ出力される。ビデオ変換部では画像データをたとえばパルス幅変調するなどしてビデオ信号に変換し、光走査装置6はこのビデオ信号に基づいてたとえば光ビームをオン/オフするなど変調した光ビームを出力する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a digital copying machine showing an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the A side of the original P set on the original platen glass 20 is read by the reading optical system 2 by the copy start command means and converted into an image signal. The image signal is taken into a digital processing unit (not shown) and converted into digital data, and then necessary data processing is performed and output to a video conversion unit (not shown) as image data. The video conversion unit converts the image data into a video signal by, for example, pulse width modulation, and the optical scanning device 6 outputs a modulated light beam such as turning on / off the light beam based on the video signal.

光走査装置6は、光ビームの偏向手段たるポリゴンミラー61と不図示の光源装置および光学素子を備え、不図示のビデオ変換部からの信号により走査画像を形成するための光ビームを出力する。出力された光ビームは折り返しミラー64で反射された後、光走査装置6を外部の埃等から遮蔽するための防塵ガラス65を介して感光ドラム31に照射され、潜像が形成される。感光ドラム31は回転し、現像器32において潜像部分にトナーを付着して潜像を現像する。   The optical scanning device 6 includes a polygon mirror 61 serving as a light beam deflecting unit, a light source device (not shown), and an optical element, and outputs a light beam for forming a scanned image by a signal from a video conversion unit (not shown). After the output light beam is reflected by the folding mirror 64, the photosensitive drum 31 is irradiated through a dust-proof glass 65 for shielding the optical scanning device 6 from external dust and the like to form a latent image. The photosensitive drum 31 rotates, and the developing device 32 develops the latent image by attaching toner to the latent image portion.

一方、給紙カセット10aあるいは10b内の転写材Sは取り込みローラ12により1枚ずつ機内に取り込まれ、レジストローラ15を介して感光ドラム31へと搬送される。搬送された転写材S1は転写器33により感光ドラム31上の現像画像が転写される。その後転写材S1は搬送部16で搬送され定着器4に到達する。定着器4では転写材上に転写された画像を定着させる。そして排紙ローラ17、18を介して排紙トレー19へ排紙される。また次の転写材S2は転写材S1に対してL2の間隔をもって同様に搬送され、画像形成プロセスを経た後、排紙トレー19へ排紙される。   On the other hand, the transfer material S in the paper feed cassette 10 a or 10 b is taken into the apparatus one by one by the take-in roller 12 and conveyed to the photosensitive drum 31 through the registration roller 15. The developed image on the photosensitive drum 31 is transferred to the transferred transfer material S1 by the transfer unit 33. Thereafter, the transfer material S <b> 1 is transported by the transport unit 16 and reaches the fixing device 4. The fixing device 4 fixes the image transferred onto the transfer material. Then, the paper is discharged to a paper discharge tray 19 via paper discharge rollers 17 and 18. Further, the next transfer material S2 is similarly transported with an interval of L2 with respect to the transfer material S1, and after being subjected to an image forming process, it is discharged to the discharge tray 19.

また感光ドラム31上に残ったトナーはクリーナ34によって除去される。さらに感光ドラム31は除電器35によって除電され、帯電器36によって帯電された後、再び光走査装置6によって感光ドラム31に潜像形成がなされる。   The toner remaining on the photosensitive drum 31 is removed by the cleaner 34. Further, the photosensitive drum 31 is neutralized by the static eliminator 35, charged by the charger 36, and then a latent image is formed on the photosensitive drum 31 again by the optical scanning device 6.

以上のような画像プロセスにおいて本実施の形態のデジタル複写機の光走査装置6は以下の構成を備える。図2に本実施形態のAPCと同期検出のタイミングチャートを示す。   In the image process as described above, the optical scanning device 6 of the digital copying machine of the present embodiment has the following configuration. FIG. 2 shows a timing chart of APC and synchronization detection of this embodiment.

LD1およびLD2がビデオ信号に基づいて画像データを書き込んだ後、所定の時間隔てて主走査方向に最初に走査するLD1についてAPCを開始する。APCについて簡単に述べると、たとえば以下のように行われる。APCの期間は、たとえばLDをフル出力で発光させる。その光量をフォトダイオードにより検出し、検出した光量に応じてその走査の最大輝度点においてLDに入力するバイアス電流値を定める。この電流値は、LDの発光光量が所期の光量となるように検出光量に応じてあらかじめ決めておく。このバイアス電流値が決定されればAPCは完了する。   After LD1 and LD2 write image data based on the video signal, APC is started for LD1 that first scans in the main scanning direction at predetermined time intervals. A brief description of APC is as follows. During the APC period, for example, the LD emits light at full output. The amount of light is detected by a photodiode, and a bias current value to be input to the LD is determined at the maximum luminance point of the scanning in accordance with the detected amount of light. This current value is determined in advance according to the detected light amount so that the emitted light amount of the LD becomes the desired light amount. If this bias current value is determined, APC is completed.

APC完了とほぼ同時にLD1から発せられた光ビームは同期検出手段に到達し、水平同期信号が生成される。APCが完了したタイミングでBD検知を行うことにより走査ごとに安定した光量でBD検知を行うことができ、光量変動に伴う検知誤差を最小限に抑えることができる。   Almost simultaneously with the completion of APC, the light beam emitted from the LD 1 reaches the synchronization detecting means, and a horizontal synchronization signal is generated. By performing BD detection at the timing when APC is completed, BD detection can be performed with a stable light amount for each scan, and detection errors due to light amount fluctuations can be minimized.

水平同期信号を検出するとLD1は消灯し、LD2を点灯する。LD2はAPCが完了すると消灯する。水平同期信号を元に画像領域指示信号を発生させ、再びLD1、LD2は点灯して画像データの書き込みを開始する。ここでLD1は画像領域指示信号と同時に書き込みを開始するが、LD2はTd遅れて書き込みを開始する。感光ドラム表面での主走査方向の光点間隔lm=0.93mmであり、光ビームの走査速度を2.5×103m/sとするとTd≒0.37μsとなる。 When the horizontal synchronizing signal is detected, LD1 is turned off and LD2 is turned on. LD2 is turned off when APC is completed. An image area instruction signal is generated based on the horizontal synchronization signal, and LD1 and LD2 are turned on again to start writing image data. Here, LD1 starts writing simultaneously with the image area instruction signal, but LD2 starts writing with a delay of Td. When the distance between light spots on the surface of the photosensitive drum in the main scanning direction is lm = 0.93 mm, and the scanning speed of the light beam is 2.5 × 10 3 m / s, Td≈0.37 μs.

図3は本実施形態の光走査装置の概略平面図であり、OFSタイプの光学系を示している。折り返しミラー64は省略して記載してある。また図13と同一の符号を用いているものは同一の作用を持つものであり説明は省略する。   FIG. 3 is a schematic plan view of the optical scanning device of the present embodiment, showing an OFS type optical system. The folding mirror 64 is omitted. Moreover, what uses the same code | symbol as FIG. 13 has the same effect | action, and abbreviate | omits description.

APC発光中の光ビームが感光ドラムに到達することは望ましくないため、LASを開始位置とするLD1のAPC発光を遮光するための遮光部材71aが防塵ガラス65付近に設けてある。APC発光を確実に遮光するとともにLrを最終位置とする画像データ書き込み中の光ビームを遮ることがないように感光ドラム面で分離距離lsp2=6mmを確保している。同様にLAEを終了位置とするLD2のAPC発光を遮光するための遮光部材71bが防塵ガラス65付近に設けてある。またLfを開始位置とする画像データ書き込み中の光ビームとの間で分離距離lsp2=6mmを確保している。 Since the light beam of the APC light emission in that it is not desirable to reach the photosensitive drum, the light shielding member 71a for shielding the APC light emission of LD1 to start position L AS is provided in the vicinity of the dust-proof glass 65. A separation distance l sp2 = 6 mm is secured on the surface of the photosensitive drum so that the APC emission is surely shielded and the light beam during image data writing with Lr as the final position is not shielded. Shielding member 71b for blocking the APC light emission of LD2 to similarly end position L AE is provided in the vicinity of the dust-proof glass 65. In addition, a separation distance l sp2 = 6 mm is ensured between the light beam and the image data being written starting from Lf.

次に図2に示すタイミングチャートに従ってAPCおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離を図4に示す。図中実線部は点灯区間、破線部は消灯区間とする。画像データ書き込み終了後、分離距離lsp2を隔ててLD1のAPCが開始される。LD1のAPC終了時点において同期検出は完了しているのでLD1消灯と同時にLD2が点灯されAPCを開始する。LD2のAPCが終了すると分離距離lsp2を隔てて再び画像データ書き込みが行われる。 Next, FIG. 4 shows a scanning distance required as a non-image area when APC and synchronization detection are performed according to the timing chart shown in FIG. In the figure, the solid line portion is the lighting section, and the broken line portion is the unlit section. After the image data is written, APC of LD1 is started with a separation distance lsp2 . Since the synchronization detection is completed at the end of APC of LD1, LD2 is turned on at the same time LD1 is turned off and APC is started. When the APC of LD2 is completed, image data is written again with a separation distance lsp2 .

このとき同期検出位置から画像データ書き込み開始位置までの距離は図13の分離距離lsp1に比べて大きく、光ビームLfは壁部材69bに対して十分な隙間を有している。 At this time, the distance from the synchronization detection position to the image data writing start position is larger than the separation distance lsp1 in FIG. 13, and the light beam Lf has a sufficient gap with respect to the wall member 69b.

非画像領域として必要な走査距離は2×lsp2+lAPC=61.7mmとなり、従来例と比較して必要走査領域を10mm程度短縮することが可能となる。 The scanning distance necessary for the non-image area is 2 × l sp2 + l APC = 61.7 mm, and the necessary scanning area can be shortened by about 10 mm compared to the conventional example.

このように本実施形態の構成によれば、従来に比して非画像領域として必要な走査距離が短縮でき、装置の小型化や、誤差の低減を実現できる。また、同期検出をAPC後の光ビームで行えるので、光量の変動による検知誤差を軽減して精度の高い同期信号を生成できる。このため形成される画質も向上する。   As described above, according to the configuration of the present embodiment, the scanning distance necessary for the non-image area can be shortened as compared with the conventional case, and the apparatus can be downsized and the error can be reduced. In addition, since the synchronization detection can be performed with the light beam after APC, it is possible to reduce the detection error due to the fluctuation of the light amount and generate a highly accurate synchronization signal. For this reason, the formed image quality is also improved.

[第2の実施形態]
図5に第2の実施形態である半導体レーザを使用した場合の感光ドラム表面でのスポットの位置関係について示す。光源が発光部を4つ有する以外は第1の実施形態に示した構成と同一であり説明を省略する。光ビームの感光ドラム面での主走査方向についての間隔lm=0.93mm、副走査間隔ls=42.3mmである。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows the positional relationship of spots on the surface of the photosensitive drum when the semiconductor laser according to the second embodiment is used. Except for the light source having four light emitting units, the configuration is the same as that shown in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The interval of the light beam on the photosensitive drum surface in the main scanning direction is lm = 0.93 mm, and the sub-scanning interval ls is 42.3 mm.

ここでAPC発光中に走査される距離lAPCが最短になる組み合わせは図6に示すように主走査方向に最初に走査される光ビームLD1のAPCを最初に行い、最後に走査される光ビームLD4のAPCを最後に行った場合であり、lAPC=97.21mmとなる。これは、最初に走査される光ビームすなわち複数の光ビームの内、最も位相の進んだ光ビームを最初にAPCの対象とし、最後に走査される光ビームすなわち複数の光ビームの内最も位相の遅れた光ビームを最後にAPCの対象とする限り、中間の光ビームをたとえば図6(a)のような順序でAPCしても、図6(b)の順序でAPCしても変わることはない。 Here, the combination in which the distance l APC scanned during APC emission is the shortest is the first APC of the light beam LD1 scanned first in the main scanning direction as shown in FIG. 6, and the light beam scanned last. This is the case where APC of LD4 is performed last, and l APC = 97.21 mm. This is because the first scanned light beam, ie, a plurality of light beams, has the most advanced phase light beam first as the object of APC, and the last scanned light beam, ie, the plurality of light beams having the most phase. As long as the delayed light beam is finally subject to APC, the intermediate light beam can be changed by APC in the order shown in FIG. 6A or APC in the order shown in FIG. 6B. Absent.

図6(a)をもとに非画像領域においてAPCおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離とポリゴンミラーのa−1番目の偏向面で走査しているときのスポットの強度変動と、a番目の偏向面で走査しているときのスポットの強度変動を図7に示す。OFS光学系の場合、ポリゴンミラーの偏向面の幅に対してポリゴンミラーに入射するビームの幅のほうが広いため互いに隣接する偏向面でそれぞれ反射したビームがfθレンズの有効走査域の間で感光ドラムの異なる位置へ向かう。   Based on FIG. 6A, the scanning distance required for the non-image area when APC and synchronous detection are performed in the non-image area, and the spot when scanning on the a-1st deflection surface of the polygon mirror FIG. 7 shows intensity fluctuations and spot intensity fluctuations when scanning on the a-th deflection surface. In the case of the OFS optical system, the width of the beam incident on the polygon mirror is wider than the width of the deflection surface of the polygon mirror, so that the beams reflected by the adjacent deflection surfaces are between the effective scanning areas of the fθ lens. Head to a different position.

ここでAPC及び同期検出に要する走査距離は2×lsp2+lAPC=2×6.00+97.21=109.21mmとなる。また同期検出はLD1乃至LD3のいずれかで行うことで非画像領域が最短の状態は変わらない(LD4で同期検出すると画像領域の先頭までの分離距離が短くなるためLD4は同期検出に用いない)。しかし、LD1のAPC終了位置はa番目の偏向面で走査するためのfθレンズの有効走査域に入っていないためa−1番目の偏向面によって画像データが書き込まれた後に同期検出を行う必要がある。このように構成すると、a−1番目の偏向面による反射で得られた光ビームで同期検出を行い(図7のx0点)、a番目の偏向面で画像データ書き込みを行うことになる。このため、偏向面間の角度誤差により画像書き出し位置にばらつきが生じる懸念がある。よってLD1も同期検出には用いず、LD2あるいはLD3を用いて同期検出を行う。 Here, the scanning distance required for APC and synchronization detection is 2 × l sp2 + l APC = 2 × 6.00 + 97.21 = 109.21 mm. The synchronization detection is performed by any of LD1 to LD3, so that the shortest state of the non-image area does not change (the LD4 is not used for synchronization detection because the separation distance to the head of the image area is shortened when the synchronization detection is performed by the LD4). . However, since the APC end position of LD1 is not within the effective scanning area of the fθ lens for scanning with the a-th deflection surface, it is necessary to perform synchronization detection after the image data is written by the (a-1) -th deflection surface. is there. With this configuration, synchronous detection is performed with the light beam obtained by reflection from the (a-1) th deflection surface (point x0 in FIG. 7), and image data is written on the ath deflection surface. For this reason, there is a concern that the image writing position varies due to the angle error between the deflection surfaces. Therefore, LD1 is not used for synchronization detection, but synchronization detection is performed using LD2 or LD3.

またLD2で同期検出を行う場合、a番目の偏向面の角度により同期検出手段に入る光ビームの強度がLD3に比べて弱い。図7を参照すれば、LD2を用いた同期検出は点x1で、LD3を用いた同期検出は点x2で行われる。図示の通り、点x3における光ビームの強度の方が強い。弱い光ビームで同期検出すると、検知信号のS/N比の問題から画像書き出し位置にばらつきが生じる場合がある。そこで、より強度の強いLD3、つまりn−1番目にAPCを行う光ビームで同期検出を行うのがより望ましい。   When the synchronization detection is performed by the LD2, the intensity of the light beam entering the synchronization detection means is weaker than that of the LD3 by the angle of the a-th deflection surface. Referring to FIG. 7, synchronization detection using LD2 is performed at point x1, and synchronization detection using LD3 is performed at point x2. As shown, the intensity of the light beam at point x3 is higher. When synchronous detection is performed with a weak light beam, the image writing position may vary due to the problem of the S / N ratio of the detection signal. Therefore, it is more desirable to perform synchronous detection with a stronger LD 3, that is, a light beam that performs n−1th APC.

以上のようにして、本実施形態によれば、複数ビームのAPCを毎走査時に行う場合には、最も位相の遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて同期検出を行うことで、非画像領域に必要な走査距離を最小にすることができる。さらに、最も位相の進んだ光ビームのAPCを画像データ書き込み終了直後に、最も位相の遅れた光ビームのAPCを次の画像データ書き込み開始直前に行うことで、APCのための点灯をしている走査距離を最小にすることができる。さらに、画像データ書き込みと同一偏向面で偏向された光ビームで同期検出を行うことで、ポリゴンミラーの偏向面間の角度誤差によって画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる。   As described above, according to the present embodiment, when APC of a plurality of beams is performed at every scanning, the synchronization detection is performed using the light beam other than the light beam with the most delayed phase, thereby the non-image region. The scanning distance required for the operation can be minimized. Further, the APC of the light beam having the most advanced phase is performed immediately after the completion of the writing of the image data, and the APC of the light beam having the most delayed phase is performed immediately before the start of the writing of the next image data. The scanning distance can be minimized. Furthermore, by performing synchronous detection with a light beam deflected on the same deflection surface as that for writing image data, there is no occurrence of variations in the image data writing position due to an angle error between the deflection surfaces of the polygon mirror.

[第3の実施形態]
図8に第2の実施形態である半導体レーザを用いて、毎走査時に全てのAPCを行わない場合のタイミングチャートを示す。走査速度が速くなるとひとつの偏向面によって走査される時間が短くなることでレーザパワーの変動も小さくなり、走査ごとに全ての光源のAPCを行う必要がなくなる。本実施形態はそのような構成の画像委形成装置に適用できる。
[Third Embodiment]
FIG. 8 shows a timing chart in the case where not all APCs are performed at every scanning using the semiconductor laser according to the second embodiment. When the scanning speed is increased, the time for scanning by one deflection surface is shortened, so that the fluctuation of the laser power is also reduced, and it is not necessary to perform APC for all the light sources for each scanning. The present embodiment can be applied to an image commissioning apparatus having such a configuration.

光源LD1からLD4が画像データに基づくビデオ信号により変調した光ビームを出力した後、所定の時間隔てて主走査方向に最初に走査するLD1についてAPCを開始する。APC完了とほぼ同時にLD1から発せられた光ビームは同期検出手段に到達し、水平同期信号を検出する。APCが完了したタイミングでBD検知を行うことにより走査ごとに安定した光量でBD検知を行うことができ、光量変動に伴う検知誤差を最小限に抑えることができる。   After the light sources LD1 to LD4 output a light beam modulated by a video signal based on image data, APC is started for LD1 that first scans in the main scanning direction at predetermined time intervals. Nearly simultaneously with the completion of APC, the light beam emitted from the LD 1 reaches the synchronization detecting means and detects the horizontal synchronization signal. By performing BD detection at the timing when APC is completed, BD detection can be performed with a stable light amount for each scan, and detection errors due to light amount fluctuations can be minimized.

水平同期信号を検出するとLD1は消灯し、APCのためにLD2を点灯する。LD2はAPCが完了すると消灯する。水平同期信号を元に画像領域指示信号を発生させ、再びLD1からLD4は画像データに基づくビデオ信号により変調した光ビームを出力して感光体の走査を開始する。ここでLD1は画像領域指示信号と同時に点灯するが、LD1に対してLD2はTd、LD3は2Td、LD4は3Td遅れて点灯し、画像データに基づく走査を開始する。感光ドラム表面での主走査方向についての光点間隔lm=0.93mmであり、光ビームの走査速度を2.5×103m/sとするとTd≒0.37μsとなる。 When a horizontal synchronizing signal is detected, LD1 is turned off and LD2 is turned on for APC. LD2 is turned off when APC is completed. An image area instruction signal is generated based on the horizontal synchronization signal, and LD1 to LD4 again output a light beam modulated by a video signal based on the image data, and start scanning the photosensitive member. Here, LD1 is turned on simultaneously with the image area instruction signal, but LD2 is turned on with a delay of Td, LD3 is turned on by 2Td, and LD4 is turned on with a delay of 3Td, and scanning based on the image data is started. When the light spot interval in the main scanning direction on the surface of the photosensitive drum is lm = 0.93 mm, and the scanning speed of the light beam is 2.5 × 10 3 m / s, Td≈0.37 μs.

各光ビームによる走査(画像形成)が済んだ後、今度はLD1とLD3のAPCを行う。さらに次の走査時においてはLD1とLD4のAPCを行う。以降、これを繰り返す。すなわち、LD1については各走査ごとにAPCが行われるが、LD2,3,4については、この順序で2走査おきにAPCが行われる。   After scanning with each light beam (image formation), APC of LD1 and LD3 is performed. Further, APC of LD1 and LD4 is performed in the next scanning. This is repeated thereafter. That is, APC is performed for each scan for LD1, but APC is performed for every two scans in this order for LD2, 3 and 4.

ここで基準となるビーム(本実施形態ではLD1)は必ずAPCを行うとともに同期検出に使用する。同期検出のための光ビームは一定とすることで、同期信号検知から画像領域指示信号発生までの時間Taを一定にできる。そのため、簡素なアルゴリズムで画像データ書き出し位置にばらつきのない光走査装置を得ることができる。   Here, the reference beam (LD1 in this embodiment) is always used for synchronization detection and APC. By making the light beam for synchronization detection constant, the time Ta from the synchronization signal detection to the generation of the image area instruction signal can be made constant. Therefore, it is possible to obtain an optical scanning device with no variation in the image data writing position with a simple algorithm.

加えて、本実施形態によれば、複数ビームのAPCを毎走査時に行う場合には、最も位相の遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて同期検出を行うことで、非画像領域に必要な走査距離を最小にすることができ、最も位相の進んだ光ビームのAPCを画像データ書き込み終了直後に、最も位相の遅れた光ビームのAPCを次の画像データ書き込み開始直前に行うことで、APCのための点灯をしている走査距離を最小にすることができ、画像データ書き込みと同一偏向面で偏向された光ビームで同期検出を行うことで、ポリゴンミラーの偏向面間の角度誤差によって画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる、という他の実施形態と同様のこうかをも奏する。   In addition, according to the present embodiment, when performing APC of a plurality of beams at every scanning, synchronization detection is performed using a light beam other than the light beam with the most delayed phase, which is necessary for the non-image region. The scanning distance can be minimized, the APC of the light beam having the most advanced phase is performed immediately after the completion of the writing of the image data, and the APC of the light beam having the most delayed phase is performed immediately before the start of the writing of the next image data. The scanning distance for lighting can be minimized, and by performing synchronous detection with the light beam deflected on the same deflection surface as the image data writing, the image is caused by the angle error between the deflection surfaces of the polygon mirror. The same effect as in the other embodiments that the variation in the data writing position is not generated is also achieved.

実施形態の画像形成装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment. 第1実施形態のレーザビームのAPCと同期信号検出のタイミングを示す図である。It is a figure which shows APC of the laser beam of 1st Embodiment, and the timing of a synchronous signal detection. 実施形態の光走査ユニットの上面図である。It is a top view of the optical scanning unit of an embodiment. 第1実施形態のレーザビームのAPCと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship about APC of the laser beam of 1st Embodiment, and the main scanning direction of a synchronous signal detection. 第2実施形態における4つの光ビームの感光体上における位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship on the photoconductor of the four light beams in 2nd Embodiment. 第2実施形態のレーザビームのAPCと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship about the main scanning direction of APC of a laser beam and synchronous signal detection of 2nd Embodiment. 第2実施形態のレーザビームのAPCと同期信号検出の主走査方向についての位置関係および連続する2走査領域の光量を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship about the main scanning direction of APC of a laser beam and synchronous signal detection of 2nd Embodiment, and the light quantity of 2 continuous scanning areas. 第3実施形態のレーザビームのAPCと同期信号検出のタイミングを示す図である。It is a figure which shows APC of the laser beam of 3rd Embodiment, and the timing of a synchronous signal detection. 従来のレーザビームのAPCと同期信号検出のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of APC of the conventional laser beam, and a synchronous signal detection. 従来のレーザビームのAPCと同期信号検出のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of APC of the conventional laser beam, and a synchronous signal detection. 従来のレーザビームのAPCと同期信号検出のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of APC of the conventional laser beam, and a synchronous signal detection. 従来のレーザビームのAPCと同期信号検出のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of APC of the conventional laser beam, and a synchronous signal detection. 従来の光走査ユニットの上面図である。It is a top view of the conventional optical scanning unit. 2つの光ビームの感光体上における位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship on the photoconductor of two light beams. 従来のレーザビームのAPCと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship about APC of the conventional laser beam, and the main scanning direction of a synchronous signal detection. 従来のレーザビームのAPCと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship about APC of the conventional laser beam, and the main scanning direction of a synchronous signal detection. 従来のレーザビームのAPCと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship about APC of the conventional laser beam, and the main scanning direction of a synchronous signal detection.

Claims (7)

複数の光ビームを発する光源と、
前記複数の光ビームを同時に偏向走査する偏向手段と、
前記複数の光ビームにより対象物を露光走査する走査光学系と、
前記露光走査の有効領域の先頭位置の基準となる水平同期信号を、前記複数の光ビームの内の1つを用いて検出する同期検出手段と、
前記有効領域の末尾位置を基準として、前記同期検出手段による水平同期信号の検出の前後において、前記複数の光ビームそれぞれの発光量を補正する光量補正手段と
を備えることを特徴とする光走査装置。
A light source that emits multiple light beams;
Deflection means for simultaneously deflecting and scanning the plurality of light beams;
A scanning optical system for exposing and scanning an object with the plurality of light beams;
Synchronization detecting means for detecting a horizontal synchronization signal that serves as a reference of the head position of the effective area of the exposure scan using one of the plurality of light beams;
An optical scanning device comprising: a light amount correction unit that corrects the light emission amount of each of the plurality of light beams before and after detection of a horizontal synchronization signal by the synchronization detection unit with reference to the end position of the effective region. .
前記偏向手段は複数の偏向面により形成される回転多角形鏡を有し、前記有効領域の先頭位置の直前における前記光量補正手段による光量補正終了時の前記偏向手段の偏向面角度と、前記有効領域の末尾位置の後における前記光量補正手段による光量補正開始時の前記偏向面角度とが、前記有効領域中央部を光ビームにより走査する際の前記偏向面角度を基準として略同じであり、前記複数の光ビームの内、1走査の中で光量補正の対象となる光ビームがn個であった場合、光量補正の対象となる光ビームの中で主走査方向に1番目に走査される光ビームの光量補正を前記有効領域の末尾の直後に行うとともにn番目に走査される光ビームの光量補正を前記有効領域の直前に行い、前記水平同期信号検出はn/2以上の整数番目でかつn番目でない光ビームを用いて行うことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   The deflecting unit has a rotating polygon mirror formed by a plurality of deflecting surfaces, and the deflection surface angle of the deflecting unit at the end of light amount correction by the light amount correcting unit immediately before the head position of the effective area, and the effective surface The deflection surface angle at the start of light amount correction by the light amount correction means after the end position of the region is substantially the same with reference to the deflection surface angle when scanning the central portion of the effective region with a light beam, When there are n light beams whose light amount is to be corrected in one scan among the plurality of light beams, the light that is scanned first in the main scanning direction among the light beams that are subject to light amount correction The amount of light correction of the beam is performed immediately after the end of the effective region and the amount of light of the n-th scanned light beam is corrected immediately before the effective region, and the horizontal synchronization signal detection is an integer number equal to or greater than n / 2. nth The optical scanning device according to claim 1, characterized in that with no light beam. 前記複数の光ビームの内、前記光量補正手段により1走査の中で光量補正の対象となる光ビームが主走査方向に最初に走査される光ビームを含むn個であった場合、主走査方向に最初に走査される光ビームの光量補正は毎走査時に行うとともに前記同期検出手段による水平同期信号検出を合わせて行い、光量補正の対象となる光ビームの中でn番目に走査される光ビームの光量補正を前記有効領域直前に行うことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   Of the plurality of light beams, when the number of light beams to be subjected to light amount correction in one scan by the light amount correction means includes n light beams that are first scanned in the main scan direction, the main scan direction The light amount correction of the light beam scanned first is performed at every scanning and the horizontal synchronization signal detection by the synchronization detecting means is performed together, and the light beam scanned n-th among the light beams to be subjected to light amount correction. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light amount correction is performed immediately before the effective area. 前記同期検出手段は、光ビームを検出する光センサと、前記複数の光ビームの少なくともひとつを前記光センサに向けて反射させる反射手段とを含む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 according to claim 1, wherein the synchronization detection unit includes an optical sensor that detects a light beam, and a reflection unit that reflects at least one of the plurality of light beams toward the optical sensor. apparatus. 前記複数の光ビームは前記主走査方向について互いに位相がずれており、前記光量補正手段は、前記主走査有効領域に対応しない期間において、光量補正の対象となる光ビームのうち最も位相が進んだ光ビームを最初に光量補正し、最も位相が遅れた光ビームを最後に光量補正することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   The plurality of light beams are out of phase with each other in the main scanning direction, and the light amount correction means has the most advanced phase among the light beams to be subjected to light amount correction during a period not corresponding to the main scanning effective region. 2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light amount of the light beam is first corrected, and the light beam whose phase is most delayed is corrected last. 前記偏向手段は回転多角形鏡を有し、前記同期検出手段は、前記有効領域の走査に先行して、前記光量補正のために出射され、前記有効領域を走査するために光ビームを偏向する前記多角形鏡の反射面と同じ反射面により偏向された光ビームであって、前記最も位相が遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて水平同期信号を検出することを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。   The deflecting means has a rotating polygon mirror, and the synchronization detecting means is emitted for correcting the light amount and deflects a light beam to scan the effective area prior to scanning the effective area. 6. The horizontal synchronizing signal is detected by using a light beam deflected by the same reflecting surface as the reflecting surface of the polygonal mirror other than the light beam having the most delayed phase. The optical scanning device according to 1. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光走査装置と、
画像信号に基づいて前記光走査装置から出射される光ビームを変調する変調手段と、
前記光走査装置による露光走査の対象物である感光体に形成された潜像を現像して媒体に画像を形成する画像形成手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
An optical scanning device according to any one of claims 1 to 6,
Modulation means for modulating a light beam emitted from the optical scanning device based on an image signal;
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that develops a latent image formed on a photosensitive member that is an object of exposure scanning by the optical scanning device to form an image on a medium.
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