JP2000214405A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査系部品の精度或いは走査系部品の組み立
て精度を高精度化することなく、画像の濃淡ムラを視覚
上目立ち難くすることを目的とする。 【解決手段】 ポリゴンミラー７のミラー面７ａの面数
をｍ、光源から発光されるビームの本数をｎ、副走査方
向の画素密度をＳとしたとき、 Ｓ＝６００ｄｐｉ以上、ｍ＝５以下、ｎ＝１ Ｓ＝１２００ｄｐｉ、ｍ＝８以下、ｎ＝１ Ｓ＝１２００ｄｐｉ、ｍ＝４、ｎ＝２ の組み合わせからＳ、ｍ、ｎを設定する。これに
より、走査系部品の精度或いは走査系部品の組み立て精
度を高精度化することなく、バンディングによる画像の
濃淡ムラを視覚上目立ち難くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から出射され
るビームを回転するポリゴンミラーのミラー面により偏
向して像担持体に結像する走査光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の走査光学装置は、レーザプリン
タやフルカラー複写機等に用いられているが、これら
は、近来高速プリント化及び画像の高精細化が求められ
ている。高速プリント化のためにはポリゴンミラーを３
００００ｒｐｍ以上で回転させるか、光源からポリゴン
ミラーに出射されるビームの本数を複数にすることが知
られている。ビーム本数を複数にした場合にはポリゴン
ミラーの回転を低速化することが可能である。

【０００３】画像の高精細化のためには、ポリゴンミラ
ーの面倒れに基因するバンディングによる画像の濃淡ム
ラの発生が重要な問題である。この問題を解決するに
は、 ポリゴンミラーの各ミラー面の面倒れの精度、ポリ
ゴンミラーを回転させるモータの取付面の面精度、ポリ
ゴンミラーの軸受精度等、機械系精度を向上させるこ
と。 ポリゴンミラーの面倒れを光学系レンズで補正する
こと。 等が行われている。

【０００４】の機械系精度を向上させること、特にポ
リゴンミラーの複数のミラー面のそれぞれについて面倒
れ精度を向上させることは製作上非常に困難であるため
コストが高くなる。また、のポリゴンミラーの面倒れ
を光学系レンズで補正する場合は、光学系レンズの形状
寸法や配置精度を正確にすることが要求されるので、や
はり製作上非常に困難でコストが高くなる。

【０００５】このようなことから、特開平８−３２７９
５３号公報に記載されているように、光源から出射され
たビームを半透鏡により２光束に分け、一方の光束をシ
リンドリカルレンズ等の第１結像光学系を通してポリゴ
ンミラーのミラー面に入射させ、そのミラー面からの反
射光をｆθレンズ等の第２結像光学系により被走査媒体
に結像し、この結像に用いたミラー面の回転方向上流側
の他のミラー面で反射させた他方の光束を検出装置に取
り込み、この取り込んだ情報からミラー面の面倒れを検
出し、その検出結果に基づいて第１結像光学系の移動量
を演算装置で演算し、その演算結果に基づいて第１結像
光学系を駆動装置により揺動させて面倒れを補正するよ
うにした提案がなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平８−３
２７９５３号公報に記載された提案は、ポリゴンミラー
の面倒れを補正してバンディングによる画像の濃淡ムラ
を少なくすることができるが、光源からのビームを２分
する半透鏡、面倒れ情報を取り込む検出装置、第１結像
光学系の移動量を演算する演算装置、第１結像光学系を
駆動する駆動装置等、多くの装置を必要とするため、構
造が非常に複雑化する問題がある。本発明はこのような
点に鑑みなされたもので、走査系部品の精度或いは走査
系部品の組み立て精度を高精度化することなく、バンデ
ィングによる画像の濃淡ムラを視覚上目立たなくするこ
とができる走査光学装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光源から出射されるビームを回転するポリゴンミラーの
ミラー面により偏向して像担持体に結像する走査光学装
置において、前記ポリゴンミラーの前記ミラー面の面数
をｍ、前記光源から発光される前記ビームの本数をｎ、
副走査方向の画素密度をＳとしたとき、Ｓ＝６００ｄｐ
ｉ以上で、ｍ＝５以下、ｎ＝１を満足する走査光学装置
である。

【０００８】したがって、画素密度を６００ｄｐｉ以上
とした場合において、画像を出力したときにバンディン
グが現れる周期を短くすることができる。これにより、
走査系部品の精度或いは走査系部品の組み立て精度を高
精度化することなく、バンディングによる画像の濃淡ム
ラを視覚上目立ち難くすることができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、光源から出射され
るビームを回転するポリゴンミラーのミラー面により偏
向して像担持体に結像する走査光学装置において、前記
ポリゴンミラーの前記ミラー面の面数をｍ、前記光源か
ら発光される前記ビームの本数をｎ、副走査方向の画素
密度をＳとしたとき、Ｓ＝１２００ｄｐｉで、ｍ＝８以
下、ｎ＝１を満足する走査光学装置である。

【００１０】したがって、バンディングが目立ち難い程
度の１２００ｄｐｉまで画素密度が細かく定められ、ま
た、ビームの本数についてはバンディングの周期が最も
短くなる要素として１本に定められているので、ポリゴ
ンミラーのミラー面の面数をバンディングが現れ易い８
面まで増やしても、走査系部品の精度或いは走査系部品
の組み立て精度を高精度化することなく、バンディング
による画像の濃淡ムラを視覚上目立ち難くすることがで
きる。

【００１１】請求項３記載の発明は、光源から出射され
るビームを回転するポリゴンミラーのミラー面により偏
向して像担持体に結像する走査光学装置において、前記
ポリゴンミラーの前記ミラー面の面数をｍ、前記光源か
ら発光される前記ビームの本数をｎ、副走査方向の画素
密度をＳとしたとき、Ｓ＝１２００ｄｐｉで、ｍ＝４、
ｎ＝２を満足する走査光学装置である。

【００１２】したがって、バンディングが目立ち難い程
度の１２００ｄｐｉまで画素密度が細かく定められ、ま
た、ポリゴンミラーのミラー面の面数についてはバンデ
ィングの周期が短くなるように４面と少なめに定められ
ているので、ビームの本数を１本の場合よりもバンディ
ングが現れ易い２本まで増やしても、走査系部品の精度
或いは走査系部品の組み立て精度を高精度化することな
く、バンディングによる画像の濃淡ムラを視覚上目立ち
難くすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について説
明する。まず、図１を参照して走査光学装置１の概略に
ついて説明する。走査光学装置１の筐体２は図示しない
カバーにより開口面が閉塞されるように構成されてい
る。この筐体２の側面には光源としてＬＤ（レーザーダ
イオード）ユニット３が設けられている。このＬＤユニ
ット３は、図示しないがレーザーダイオード、このレー
ザーダイオードを駆動するドライバを含む回路を備え
る。

【００１４】筐体２の内部には、ＬＤユニット３から出
射されるビームの出射光路中に配列された複数のレンズ
４，５，６、複数のミラー面７ａを有しモータ（図示せ
ず）により回転駆動されるポリゴンミラー７、複数のレ
ンズ８，９からなるfθレンズ１０、長尺ミラー１１、
この長尺ミラー１１の端部の前面に配置された同期ミラ
ー１２、この同期ミラー１２からの反射光を受光するＰ
ＳＤ（ポジションセンシティブ・ダイオード）１３が配
設されている。また、筐体２の下面には像担持体として
の感光体ドラム１４に対向配置されたビーム出射窓１５
が形成されている。

【００１５】このような走査光学装置１では、ＬＤユニ
ット３からレーザーパワーを２値で出力させて感光体ド
ラム１４の感光面に静電潜像を書き込む。すなわち、ポ
リゴンミラー７をモータにより矢印Ａ方向に連続回転さ
せ、感光体ドラム１４を矢印Ｂ方向に連続回転させ、Ｌ
Ｄユニット３をオンオフさせる。画像信号に応じてＬＤ
ユニット３から出射するビーム（レーザー）はレンズ
４，５，６により光束を規制されてポリゴンミラー７の
ミラー面７ａに入射し、ミラー面７ａにより偏向された
ビームはｆθレンズ１０に入射する。ｆθレンズ１０
は、主走査方向と副走査方向とでそれぞれ異なる合成焦
点距離を有しているから、偏向走査方向と平行のままで
入射する主走査方向成分と、ミラー面７ａで結像され散
発ビームとなって入射する副走査方向成分とを、それぞ
れ感光ドラム１４の感光面に結像するように作用する。
ｆθレンズ１０を通った偏向ビームは、長尺ミラー１１
に入射する直前のタイミングで同期ミラー１２により反
射されてＰＳＤ１３に入射する。ＰＳＤ１３は画像の主
走査方向における位置の基準となる同期信号を出力す
る。

【００１６】ポリゴンミラー７により偏向された偏向ビ
ームは、同期ミラー１１に入射した後長尺ミラー１１に
よって反射され、感光体ドラム１４にスポットとして結
像される。

【００１７】感光体ドラム１４上に示す矢印Ｃは走査方
向、ＳＬはスキャンラインである。この場合、一本のス
キャンラインＳＬは一面のミラー面７ａによって形成さ
れる。

【００１８】図１に示す走査光学装置１は、ＬＤユニッ
ト３から出射するビームが１本、ポリゴンミラー７のミ
ラー面７ａの面数が８面の例であるので、ポリゴンミラ
ー７が１回転する度に８本のスキャンラインＳＬが形成
されることになる。各ミラー面７ａの面精度が等しく均
一であれば、他のパラメータによる影響がないことを条
件にして、ポリゴンミラー７が１回転する度に形成され
る８本のスキャンラインＳＬのライン間隔（副走査方向
の画素密度に相当）は一定である。実際には８面のミラ
ー面７ａの面倒れの影響により、スキャンラインＳＬは
ポリゴンミラー７の１回転（８ライン）内でライン間隔
の疎密を繰り返すことになり、これがバンディングとな
って現れる。

【００１９】バンディングの周期はポリゴンミラー７の
ミラー面７ａの面数、ＬＤユニット３から発光されるビ
ームの本数及び副走査方向の画素密度によって決まる
が、実際にはバンディングの周期が短い程、また副走査
方向の画素密度が細かい程、バンディングを目立たなく
する視覚効果が得られる。バンディングの周期は、ミラ
ー面７ａの面数、ビーム本数が少ない程短くなる。

【００２０】そこで、本発明では、ポリゴンミラー７の
ミラー面７ａの面数ｍ、ＬＤユニット３から発光される
ビームの本数ｎ、副走査方向の画素密度Ｓの関係を適正
化することにより、走査系部品の精度或いは走査系部品
の組み立て精度を高精度化することなく、バンディング
を目立たなくする視覚効果を得ようとするものである。

【００２１】ここで、各画素密度Ｓ毎に、ビーム本数ｎ
とポリゴンミラー７のミラー面７ａの面数ｍとの組み合
わせによる、視覚効果を考慮したバンディングの許容ピ
ッチむらを表１、表２、表３に示す。

【００２２】

【表１】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】表１は、副走査方向の画素密度Ｓを４００
ｄｐｉ（スキャンラインＳＬのライン間隔６３．５μm
に相当）、ミラー面７ａの面数ｍを４，５，６，８、ビ
ームの本数ｎを１，２，４，８とした場合の結果であ
る。

【００２５】表２は、副走査方向の画素密度Ｓを６００
ｄｐｉ（スキャンラインＳＬのライン間隔、約４２．３
μmに相当）、ミラー面７ａの面数ｍを４，５，６，
８、ビームの本数ｎを１，２，４，８とした場合の結果
である。

【００２６】表３は、副走査方向の画素密度Ｓを１２０
０ｄｐｉ（スキャンラインＳＬのライン間隔、約２１．
１μmに相当）、ミラー面７ａの面数ｍを４，５，６，
８、ビームの本数ｎを１，２，４，８とした場合の結果
である。

【００２７】各表内に示した数値は、Ｓ＝４００ｄｐ
ｉ、ｎ＝１、ｍ＝８の場合を１としたときの、許容でき
る倍率を示している。１という値は許容ピッチむら値で
３μmレベルである。例えば、Ｓ＝４００ｄｐｉ、ｎ＝
１、ｍ＝４の場合は、ｍ＝８の場合に比較してピッチむ
らが４．１倍大きくてもバンディングを認知しないとい
うことになる。表中の○印、×印は、ポリゴンミラー７
のミラー面７aの面倒れを１２０秒と一定にし、光学レ
ンズ系の面倒れ補正倍率を同等とした条件において、実
際に画像を出力したときの、ピッチむらの認知を評価し
た結果である。○印は許容できる評価、×印は許容でき
ない評価である。これらの表中の数値が５以上であれば
許容できることが裏付けられた。具体的には、Ｓ＝６０
０ｄｐｉでは、ｎ＝１、Ｍ＝５以下の場合、Ｓ＝１２０
０ｄｐｉでは、ｎ＝１、ｍ＝８以下の場合及びｎ＝２、
ｍ＝４以下の場合が最適である。

【００２８】なお、画像出力に際し、使用したポリゴン
ミラーの面倒れ１２０秒という値は、一般的な面倒れの
レベルであり、部品精度や組み立て精度を高精度にしな
くても達成できるものである。したがって、ポリゴンミ
ラーのミラー面数、ビームの本数、副走査方向の画素密
度を上記のように最適な条件とすることで、バンディン
グを目立たなくすることができ、ポリゴンスキャナやレ
ンズ系を高精度化する必要がない。

【００２９】ここで、本発明の組み合わせ以外の組み合
わせを採用した場合について考える。一例として、Ｓ＝
４００ｄｐｉ、ｍ＝８、ｎ＝１の組み合わせを挙げる。
この組み合わせの評価の数値は表１に示すように１で、
このバンディングの許容ピッチむらは３μmレベルと低
い。このバンディングの許容ピッチむらを、数値５の評
価と同等のレベルまで大きくするためには、１対５の割
合でポリゴンミラーの面倒れを小さくしなければならな
い。具体的には、１２０秒を５で除した２４秒まで面倒
れを小さくしなければならない。面倒れ１２０秒という
値は一般的な数値レベルであり、部品加工や組み立て精
度を高精度にすることなく達成できるが、面倒れ２４秒
という値は極めて高い部品加及び組み立て精度を必要と
するため、製作が極めて困難で歩留まりも悪い。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ポリゴン
ミラーのミラー面の面数を５面以下、光源から発光され
るビームの本数を１本、副走査方向の画素密度を６００
ｄｐｉ以上とすることにより、画素密度を６００ｄｐｉ
以上とした場合においても、画像を出力したときにバン
ディングが現れる周期を短くすることができる。これに
より、走査系部品の精度或いは走査系部品の組み立て精
度を高精度化することなく、バンディングによる画像の
濃淡ムラを視覚上目立ち難くすることができる。

【００３１】請求項２記載の発明は、ポリゴンミラーの
ミラー面の面数を８面以下、光源から発光されるビーム
の本数を１本、副走査方向の画素密度を１２００ｄｐｉ
とすることにより、バンディングが目立ち難い程度の１
２００ｄｐｉまで画素密度が細かく定められ、また、ビ
ームの本数についてはバンディングの周期が最も短くな
る要素として１本に定められているので、ポリゴンミラ
ーのミラー面の面数をバンディングが現れ易い８面まで
増やしても、走査系部品の精度或いは走査系部品の組み
立て精度を高精度化することなく、バンディングによる
画像の濃淡ムラを視覚上目立ち難くすることができる。

【００３２】請求項３記載の発明は、ポリゴンミラーの
ミラー面の面数を４面、光源から発光されるビームの本
数を２本、副走査方向の画素密度を１２００ｄｐｉとす
ることにより、バンディングが目立ち難い程度の１２０
０ｄｐｉまで画素密度が細かく定められ、また、ポリゴ
ンミラーのミラー面の面数についてはバンディングの周
期が短くなるように４面と少なめに定められているの
で、ビームの本数を１本の場合よりもバンディングが現
れ易い２本まで増やしても、走査系部品の精度或いは走
査系部品の組み立て精度を高精度化することなく、バン
ディングによる画像の濃淡ムラを視覚上目立ち難くする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査光学装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 走査光学装置 ３ 光源 ７ ポリゴンミラー ７ａ ミラー面 １４ 像担持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今河 進 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H045 AA01 BA22 BA33 CA02 CA88 DA24

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射されるビームを回転するポ
   リゴンミラーのミラー面により偏向して像担持体に結像
   する走査光学装置において、 前記ポリゴンミラーの前記ミラー面の面数をｍ、前記光
   源から発光される前記ビームの本数をｎ、副走査方向の
   画素密度をＳとしたとき、 Ｓ＝６００ｄｐｉ以上で、ｍ＝５以下、ｎ＝１を満足す
   ることを特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】 光源から出射されるビームを回転するポ
   リゴンミラーのミラー面により偏向して像担持体に結像
   する走査光学装置において、 前記ポリゴンミラーの前記ミラー面の面数をｍ、前記光
   源から発光される前記ビームの本数をｎ、副走査方向の
   画素密度をＳとしたとき、 Ｓ＝１２００ｄｐｉで、ｍ＝８以下、ｎ＝１を満足する
   ことを特徴とする走査光学装置。
3. 【請求項３】 光源から出射されるビームを回転するポ
   リゴンミラーのミラー面により偏向して像担持体に結像
   する走査光学装置において、 前記ポリゴンミラーの前記ミラー面の面数をｍ、前記光
   源から発光される前記ビームの本数をｎ、副走査方向の
   画素密度をＳとしたとき、 Ｓ＝１２００ｄｐｉで、ｍ＝４、ｎ＝２を満足すること
   を特徴とする走査光学装置。