JP4506087B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、感光体などの潜像担持体の表面に光ビームを主走査方向に走査させる露光装置および該露光装置を装備する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光ビームを画像データに応じて感光体などの潜像担持体上に走査することにより画像形成を行うプリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置が知られている。この画像形成装置の露光ユニットでは、画像データに基づき変調された光ビームを光走査光学系により感光体などの潜像担持体の表面で主走査方向に走査させて画像データに対応する潜像を潜像担持体に形成する。また、その潜像をトナー像に現像した後、該トナー像を転写紙、用紙、複写紙などのシートに転写している。ここで、光走査光学系としては、ポリゴンミラーを偏向器として用いたものが従来より知られている（特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置では、潜像担持体たる感光体は所定方向（副走査方向）に等速度で回転移動している。そして、半導体レーザなどの光源から射出された光ビームはコリメータレンズにより適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、ポリゴンミラーに入射される。これにより光ビームはポリゴンミラーにより偏向されて主走査方向に走査される。また、この走査光ビームは２枚の走査レンズよりなるｆ−θレンズを介して感光体上に結像される。こうして、感光体の表面に静電潜像が形成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２９６５３１号公報（第３頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ポリゴンミラーや揺動ミラーなどの偏向器の形状誤差を完全に除去することはできない。例えば、ポリゴンミラーは複数の偏向ミラー面を有しており、各偏向ミラー面で光ビームを反射しているが、この偏向ミラー面がポリゴンミラーの回転中心軸に対して傾斜していると、いわゆる面倒れが発生する。その結果、感光体上での光ビームの走査位置が副走査方向において基準走査位置からずれてしまい、画像品質の劣化が生じてしまう。特許文献１に記載の発明では偏向器の形状誤差について十分な配慮がなされておらず、画像品質の改善が望まれる。なお、この基準走査位置は光ビームを走査させる位置であり、予め設計上設定されている。
【０００６】
ここで、面倒れを補正するためには、従来より周知のように偏向器の前後に副走査方向にのみパワーを有する一対のシリンドリカルレンズを配置することが有効な対策となる。すなわち、このように構成することで、副走査方向において偏向ミラー面と感光体表面とが光学的に共役な関係となり、偏向ミラー面の傾きがあったとしても感光体上での結像位置は変化しなくなる。
【０００７】
しかしながら、シリンドリカルレンズの追加により部品点数が多くなり、装置コストが増大する。また、光学部品の増大により光走査光学系の大型化は避けられず、このことが画像形成装置のコンパクト化にとって大きな障害の一つとなっている。また、光学調整が複雑となるという問題もある。
【０００８】
また、上記した面倒れ補正を施したとしても、部品誤差や組立誤差などは不可避であり、製品組立後の最終調整段階で光走査光学系を再度組立調整することなく、簡便な対応により副走査方向における光ビームの走査位置を基準走査位置に合致させることが切望されている。
【０００９】
さらに、画像形成装置の動作中においては、温度や湿度などの動作環境が変化したり、振動のよる光学部品の位置ずれが発生したり、経時変化などによって副走査方向における光ビームの走査位置が基準走査位置からずれてしまうこともある。
【００１１】
この発明は、副走査方向における光ビームの走査位置を簡単に、しかも高精度に調整することができる露光手段を用いることにより副走査方向における光ビームの走査位置を調整して高品質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、潜像担持体と、光ビームを射出する光源部と、偏向ミラー面を有する内側可動部材と、内側可動部材を主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、外側可動部材を主走査偏向軸とは異なる副走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、内側可動部材を主走査偏向軸回りに揺動駆動し、また外側可動部材を副走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを有し、潜像担持体の表面に光ビームを主走査方向に走査させる露光手段と、露光手段を制御して副走査方向における潜像担持体上での走査光ビームの位置を調整しながら、潜像担持体上に走査光ビームを照射して潜像を形成する制御手段とを備え、枠状の外側可動部材が支持部材に軸支され、平板状の内側可動部材が外側可動部材の内側に軸支され、ミラー駆動部によって内側可動部材を主走査偏向軸回りに共振モードで揺動させて光源部からの光ビームを偏向ミラー面により主走査方向に走査させる一方、副走査偏向軸回りに外側可動部材を非共振モードで揺動位置決めして副走査方向における走査光ビームの位置を偏向ミラー面により調整し、潜像担持体と偏向ミラー面とが光学的に非共役な関係となるように構成され、制御手段は、偏向ミラー面の傾きにより発生する副走査方向における光ビームの走査位置の誤差に基づきミラー駆動部を制御して、副走査方向における潜像担持体上での走査光ビームの位置を調整することを特徴としている。
【００１３】
このように構成された発明では、偏向ミラー面により反射される光ビームを単に主走査方向に偏向走査されるのみならず、副走査方向にも偏向可能となっている。すなわち、副走査偏向軸回りに偏向ミラー面を揺動させると、その揺動動作に応じて副走査方向における走査光ビームの偏向を制御することができる。したがって、潜像担持体上での副走査方向における光ビームの走査位置を簡単に、しかも高精度に調整することができる。このため、副走査方向における走査光ビームのずれが補正されて高品質な画像を形成することができる。
【００１４】
ここで、走査光ビームを主走査方向と副走査方向との２方向に偏向するためには、例えばポリゴンミラーと揺動ミラーとの組み合わせ、あるいは互いに独立した２つの揺動ミラーの組み合わせ等が考えられる。すなわち、２つのミラーの一方を主走査用として機能させるとともに、他方を副走査用として機能させることが考えられる。しかしながら、このように２つの独立したミラーを設けた場合には、装置サイズの大型化や光学調整の複雑化などは避けられない。これに対し、本発明では１つの偏向ミラー面を主走査偏向軸および副走査偏向軸回りに揺動可能に構成しているため、上記した提案構成（ポリゴンミラー＋揺動ミラー、２つの独立した揺動ミラー）に比べて小型で、しかも光学調整も簡単となっている。
【００１７】
また、ミラー駆動部により偏向ミラー面を揺動駆動するのにあたり、偏向ミラー面を有する内側可動部材を共振モードで主走査偏向軸回りに揺動駆動するように構成している。このように構成することで少ないエネルギーで偏向ミラー面を主走査偏向軸回りに揺動駆動することができる。また、走査光ビームの主走査周期を安定化することができる。一方、偏向ミラー面を副走査偏向軸回りに揺動位置決めするためには、外側可動部材を非共振モードで揺動駆動している。というのも、偏向ミラー面の副走査偏向軸回りの揺動駆動は副走査方向における潜像担持体上での走査光ビームの位置を変更した後、偏向ミラー面の副走査偏向軸回りの揺動を停止させる必要があるからである。したがって、揺動駆動と揺動停止とを精度良く行うためには、非共振モードで揺動駆動させるのが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
Ａ．４サイクル方式の画像形成装置
＜第１実施形態＞
図１は本発明にかかる露光装置の第１実施形態を装備した画像形成装置を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、いわゆる４サイクル方式のカラープリンタである。この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から印字指令がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１からの印字指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに印字指令に対応する画像を形成する。
【００３０】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２が図１の矢印方向（副走査方向）に回転自在に設けられている。また、この感光体２の周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部（図示省略）がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３には帯電制御部１０３が電気的に接続されており、所定の帯電バイアスを印加している。このバイアス印加によって感光体２の外周面が所定の表面電位に均一に帯電される。また、これらの感光体２、帯電ユニット３およびクリーニング部は一体的に感光体カートリッジを構成しており、感光体カートリッジが一体として装置本体５に対し着脱自在となっている。
【００３１】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、本発明にかかる露光装置（露光手段）に相当するものであり、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。なお、この露光ユニット６の構成および動作については後で詳述する。
【００３２】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、シアン用の現像器４Ｃ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。そして、エンジンコントローラ１０の現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４から感光体２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００３３】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２、７３等に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。
【００３４】
また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ（図示省略）、濃度センサ７６（図２）および垂直同期センサ７７（図２）が配置されている。これらのうち、濃度センサ７６は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の副走査方向への回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色のトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。
【００３５】
そして、カラー画像をシートに転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシート上にカラー画像を二次転写する。
【００３６】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシート上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００３７】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートは定着ユニット９および排出ローラ８２を経由して装置本体５の上面部に設けられた排出トレイ部５１に搬送される。また、シートの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートを排出ローラ８２によりスイッチバック移動させる。これによってシートは反転搬送経路ＦＲに沿って搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートの両面に画像を形成することができる。
【００３８】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像データを記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３９】
図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す副走査断面図である。また、図４は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。また、図５は露光ユニットの光学構成を展開した副走査断面図である。また、図６ないし図８は露光ユニットの一構成要素たる光走査素子を示す図である。また、図９は露光ユニットおよび露光制御部の構成を示すブロック図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニットの構成および動作について詳述する。さらに、図１０は図１の画像形成装置の動作を模式的に示す図である。
【００４０】
この露光ユニット６は露光筐体６１を有している。そして、露光筐体６１に単一のレーザー光源６２が固着されており、レーザー光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２は、図９に示すように、露光制御部１０２の光源駆動部１０２ａと電気的に接続されている。このため、画像データに応じて光源駆動部１０２ａがレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御してレーザー光源６２から画像データに対応して変調された光ビームが射出される。このように本実施形態では、レーザー光源６２により本発明の「光源部」が構成されており、この光源部から単一の光ビームが射出される。
【００４１】
また、この露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２からの光ビームを感光体２の表面に走査露光するために、コリメータレンズ６３、シリンドリカルレンズ６４、光走査素子６５、第１走査レンズ６６、折り返しミラー６７および第２走査レンズ６８が設けられている。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、コリメータレンズ６３により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、図５に示すように副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６４に入射される。そして、このコリメート光は副走査方向にのみ収束されて光走査素子６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像される。このように、本実施形態ではコリメータレンズ６３およびシリンドリカルレンズ６４によって本発明の「第１光学系」が構成されている。
【００４２】
この光走査素子６５は半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、偏向ミラー面６５１で反射した光ビームを互いに直交する２方向、つまり主走査方向および副走査方向に光ビームを偏向可能となっている。より具体的には、光走査素子６５は次のように構成されている。
【００４３】
この光走査素子６５では、図６に示すように、シリコンの単結晶基板（以下「シリコン基板」という）６５２が本発明の「支持部材」として機能し、さらに該シリコン基板６５２の一部を加工することで外側可動板６５３が設けられている。この外側可動板６５３は枠状に形成され、ねじりバネ６５４によってシリコン基板６５２に弾性支持されており、主走査方向Ｘとほぼ平行に伸びる第２軸ＡＸ2回りに揺動自在となっている。また、外側可動板６５３の上面には、シリコン基板６５２上面に形成した一対の外側電極端子（図示省略）にねじりバネ６５４を介して電気的に接続する平面コイル６５５が「第２軸駆動用コイル」として絶縁層で被膜されて設けられている。
【００４４】
この外側可動板６５３の内側には、平板状の内側可動板６５６が軸支されている。すなわち、内側可動板６５６はねじりバネ６５４と軸方向が直交するねじりバネ６５７で外側可動板６５３の内側に弾性支持されており、副走査方向Ｙとほぼ平行に伸びる第１軸ＡＸ1回りに揺動自在となっている。そして、内側可動板６５６の中央部には、アルミニューム膜などが偏向ミラー面６５１として成膜されている。
【００４５】
また、シリコン基板６５２の略中央部には、図７および図８に示すように、外側可動板６５３および内側可動板６５６がそれぞれ第２軸ＡＸ2および第１軸ＡＸ1回りに揺動可能となるように、凹部６５２ａが設けられている。そして、凹部６５２ａの内底面のうち内側可動板６５６の両端部に対向する位置に電極６５８ａ、６５８ｂがそれぞれ固着されている（図７参照）。これら２つの電極６５８ａ、６５８ｂは内側可動板６５６を第１軸ＡＸ1回りに揺動駆動するための「第１軸用電極」として機能するものである。すなわち、これらの第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂは露光制御部１０２の第１駆動部１０２ｂと電気的に接続されており、電極への電圧印加によって該電極と偏向ミラー面６５１との間に静電吸着力が作用して偏向ミラー面６５１の一方端部を該電極側に引き寄せる。したがって、第１駆動部１０２ｂから所定の電圧を第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加すると、ねじりバネ６５７を第１軸ＡＸ1として偏向ミラー面６５１を往復振動させることができる。そして、この往復振動の駆動周波数を偏向ミラー面６５１の共振周波数に設定すると、偏向ミラー面６５１の振れ幅は大きくなり、電極６５８ａ、６５８ｂに近接する位置まで偏向ミラー面６５１の端部を変位させることができる。また、偏向ミラー面６５１の端部が共振で電極６５８ａ、６５８ｂと近接位置に達することで、電極６５８ａ、６５８ｂも偏向ミラー面６５１の駆動に寄与し、端部と平面部の両電極により振動維持をより安定させることができる。
【００４６】
この凹部６５２ａの内底面には、図８に示すように、外側可動板６５３の両端部に外方位置に永久磁石６５９ａ、６５９ｂが互いに異なる方位関係で固着されている。また、第２軸駆動用コイル６５５は、露光制御部１０２の第２駆動部１０２ｃと電気的に接続されており、コイル６５５への通電によって第２軸駆動用コイル６５５を流れる電流の方向と永久磁石６５９ａ、６５９ｂによる磁束の方向によりローレンツ力が作用し、外側可動板６５３を回転するモーメントが発生する。この際に内側可動板６５６（偏向ミラー面６５１）も外側可動板６５３と一体にねじりバネ６５４を第２軸ＡＸ2として揺動する。ここで、第２軸駆動用コイル６５５に流す電流を交流とし連続的に反復動作すれば、ねじりバネ６５４を第２軸ＡＸ2として偏向ミラー面６５１を往復振動させることができる。
【００４７】
このように光走査素子６５では、偏向ミラー面６５１を互いに直交する第１軸ＡＸ1および第２軸ＡＸ2回りに、しかも独立して揺動駆動することが可能となっている。そこで、この実施形態では、第１軸駆動部１０２ｂと第２軸駆動部１０２ｃとからなるミラー駆動部を制御することによって偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ1回りに揺動させることで光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させている。一方、偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ2回りに揺動させることで副走査方向Ｙにおける感光体２上での走査光ビームの位置を調整している。このように本実施形態では、第１軸ＡＸ1を主走査偏向軸として機能させる。また、第２軸ＡＸ2を副走査偏向軸として機能している。
【００４８】
図３および図４に戻って露光ユニット６の説明を続ける。上記のように光走査素子６５により走査された走査光ビームは副走査方向Ｙに微調整された後、感光体２に向けて光走査素子６５から射出されるが、その走査光ビームは第１走査レンズ６６、折り返しミラー６７および第２走査レンズ６８で構成された第２光学系を介して感光体２に照射される。これにより、図１０に示すように、走査ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２上に形成される。
【００４９】
なお、この実施形態では、図４に示すように、光走査素子６５からの走査光ビームの開始または終端を水平同期用結像レンズ６９により同期センサ６０に結像している。すなわち、この実施形態では、同期センサ６０を、主走査方向Ｘにおける同期信号、つまり水平同期信号ＨSYNCを得るための水平同期用読取センサとして機能させている。
【００５０】
以上のように、この実施形態によれば、本発明の露光装置に相当する露光ユニット６は単に光ビームを主走査方向Ｘに偏向走査するのみならず、偏向走査と同時にレーザー光源６２からの光ビームを副走査方向Ｙに偏向することによって感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬを副走査方向Ｙに調整可能となっている。このため、感光体２上での副走査方向Ｙにおける光ビームの走査位置を簡単に、しかも高精度に調整することができる。その結果、部品誤差や組立誤差などにより副走査方向Ｙにおいて走査光ビームが基準走査位置ＳＬ0からずれていたとしても該ずれを補正して高品質な画像を形成することができる。なお、「基準走査位置」とは、光ビームを走査させる予定位置であり、装置の設計段階で予め定められており、走査光ビームが基準走査位置に一致するように製品組立を行う。
【００５１】
ここで、その感光体２上での副走査方向Ｙにおける光ビームの走査位置を調整する機能、つまり微調整機能について図１０を参照しつつ説明する。例えば、製品組立後の最終調整段階で、走査光ビームの走査位置ＳＬが同図中の破線で示す基準走査位置ＳＬ0から副走査方向Ｙにずれ量Δｙだけずれていることが発見された場合、次のように調整することができる。すなわち、ずれ量Δｙを求めて本発明の「記憶手段」として機能するＲＡＭ１０７に記憶しておけば、ＣＰＵ１０１がＲＡＭ１０７からずれ量を読出し、その値に対応して偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ2回りに揺動させる。これにより、副走査方向Ｙにおける感光体２上での走査光ビームの位置が調整されて走査光ビームの走査位置ＳＬが基準走査位置ＳＬ0に一致する。このように、副走査方向Ｙにおける光ビームＬの走査位置ＳＬを簡単に、しかも高精度に基準走査位置ＳＬ0に一致させることができ、その結果、高品質な画像を形成することができる。
【００５２】
なお、この実施形態では、ずれ量Δｙを本発明の「ずれ情報」としてＲＡＭ１０７に記憶させているが、ずれ量そのものを記憶させる代わりにずれ量に関連する値やデータなどを「ずれ情報」として記憶させるようにしてもよい。また、電源を落とした場合にも、ずれ量や関連値などを記憶しておくために、不揮発性メモリを採用するのが望ましい。さらに、ずれ情報をコントローラ１１側に記憶させるようにしてもよい。
【００５３】
また、露光ユニット６を上記のように構成および動作させているため、上記した作用効果以外に、次のような作用効果も得ることができる。この作用効果については、同一構成を採用する後の実施形態においても同様である。
【００５４】
（Ａ）偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ1および第２軸ＡＸ2の２軸回りに揺動可能に構成された光走査素子６５を用いているため、上記したようにポリゴンミラーと揺動ミラーとを組み合わせた光走査光学系や２つの揺動ミラーを組み合わせた光走査光学系を採用した場合に比べて露光ユニット６を小型化することができ、装置の小型化の面で有利となっている。
【００５５】
（Ｂ）また、シリコンの単結晶基板６５２に対してマイクロマシニング技術を適用することで光走査素子６５の外側可動板６５３および内側可動板６５６を形成しているので、これらの光走査素子６５を高精度に製造することができる。また、ステンレス鋼と同程度のバネ特性で内側可動板６５６および外側可動板６５３を揺動自在に支持することができ、偏向ミラー面６５１を安定して、しかも高速で揺動することができる。
【００５６】
（Ｃ）また、駆動部１０２ｂ、１０２ｃからなるミラー駆動部により偏向ミラー面６５１を揺動駆動するのにあたり、偏向ミラー面６５１を共振モードで第１軸（主走査偏向軸）ＡＸ1回りに揺動駆動するように構成しているので、少ないエネルギーで偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ1回りに揺動駆動することができる。また、走査光ビームの主走査周期を安定化することができる。
【００５７】
（Ｄ）一方、偏向ミラー面６５１を第２軸（副走査偏向軸）ＡＸ2回りに揺動位置決めするために、偏向ミラー面６５１を非共振モードで揺動駆動しているので、次のような作用効果がある。すなわち、偏向ミラー面６５１の第２軸ＡＸ2回りの揺動駆動は走査光ビームの走査位置ＳＬを副走査方向Ｙに変更調整するため、変更調整後に偏向ミラー面６５１の第２軸ＡＸ2回りの揺動を停止させる必要がある。したがって、揺動駆動と揺動停止とを精度良く行うためには、非共振モードで揺動駆動させるのが望ましい。
【００５８】
（Ｅ）また、偏向ミラー面６５１を揺動駆動させるための駆動力としては、静電吸着力や電磁気力などを用いることができるが、特に偏向ミラー面６５１を第１軸（主走査偏向軸）ＡＸ1回りに揺動駆動するために静電吸着力を用いているので、コイルパターンを内側可動板６５６に形成する必要がなく、露光ユニット６の小型化が可能となり、偏向走査をより高速化することができる。
【００５９】
（Ｆ）また、偏向ミラー面６５１を第２軸（副走査偏向軸）ＡＸ2回りに揺動駆動するために電磁気力を用いているので、静電吸着力を発生させる場合に比べて低い駆動電圧で偏向ミラー面６５１を揺動駆動することができ、電圧制御が容易となり、走査光ビームの位置精度を高めることができる。
【００６０】
（Ｇ）さらに、レーザー光源６２からの光ビームは第１光学系によって副走査方向にのみ収束されて光走査素子６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像されるので、偏向ミラー面６５１を小さくすることができ、高速走査の面で有利となる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
図１１は本発明にかかる露光装置の第２実施形態を示す図である。上記第１実施形態では各感光体２の表面と偏向ミラー面６５１とが光学的に共役な関係となるように構成しているのに対し、この第２実施形態では偏向ミラー面６５１が感光体表面の共役点ＣＰから距離Δｚだけずれており、いわゆる非共役型の光学系となっている。したがって、この第２実施形態では、面倒れ誤差が発生する可能性がある。すなわち、第２実施形態では、副走査方向Ｙにおいて走査光ビームが基準走査位置ＳＬ0からずれる要因は、部品誤差や組立誤差に加えて、面倒れ誤差も含まれてしまう。
【００６２】
しかしながら、上記相違点を除き、その他の構成はすべて第１実施形態と同様であり、露光ユニット６は微調整機構を有している。そのため、副走査方向Ｙにおいて走査光ビームが基準走査位置ＳＬ0からずれていたとしても該ずれ（ずれ量Δｙ）を補正して高品質な画像を形成することができる。
【００６３】
＜第３実施形態＞
図１２は本発明にかかる露光装置の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態では、同図に示すように、レーザー光源６２からの光ビームがコリメータレンズ６３によりコリメート光にビーム整形された後、このコリメート光がそのまま光走査素子６５の偏向ミラー面６５１に入射している。そして、偏向ミラー面６５１により偏向された走査光ビームは第１走査レンズ６６および第２走査レンズ６８を含む第２光学系により各感光体２の表面に結像される。このように、この第３実施形態では、上記第２実施形態と同様に非共役型の光学系となっている。したがって、この第３実施形態においても、面倒れ誤差が発生する可能性がある。
【００６４】
しかしながら、上記相違点を除き、その他の構成はすべて第１実施形態と同様であり、露光ユニット６は微調整機構を有している。そのため、副走査方向Ｙにおいて走査光ビームが基準走査位置ＳＬ0からずれていたとしても該ずれ（ずれ量Δｙ）を補正して高品質な画像を形成することができる。
【００６５】
また、この第３実施形態では、シリンドリカルレンズの配設が不要となっており、部品点数を削減することができる。そのため、装置コストを低減することができるとともに、露光ユニット６の小型化ならびに画像形成装置のコンパクト化を図ることができる。さらに、光学調整も簡単なものとなる。
【００６６】
さらに、第１ないし第３実施形態からわかるように、露光ユニット６が微調整機構を有することにより、共役型または非共役型にかかわらず、走査光ビームの位置調整を容易に、しかも高精度に行うことができる。したがって、光源部（レーザー光源６２）からの光ビームを偏向走査する光走査光学系を種々の態様で構成することができ、装置の設計自由度を高めることができる。なお、この点に関しては、後の実施形態にかかる露光装置においても全く同様である。
【００６７】
＜第４ないし第６実施形態＞
図１３は本発明にかかる露光装置の第４実施形態を示す図である。この第４実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、偏向ミラー面６５１により主走査方向Ｘに走査される走査光ビームを感光体２に結像させる構成である。つまり、第１実施形態では第１走査レンズ６６と第２走査レンズ６８とで結像光学系（第２光学系）を構成し、走査レンズ６６、６８により走査光ビームＬを感光体２に結像させている。これに対し、第４実施形態では図１３に示すように単玉非球面レンズ６６１により走査光ビームＬを感光体２に結像している。
【００６８】
この単玉非球面レンズ６６１は、偏向ミラー面６５１の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各感光体２の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各感光体２の表面上の任意の位置における走査光ビームの子午方向（主走査方向Ｘ）の像面湾曲収差を補正するように、子午平面（主走査平面）内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向（感光体２の回転方向に相当する）の像面湾曲収差を補正するように、両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなるものである。なお、単玉非球面レンズの構成および作用については、例えば特公平７−６０２２１号公報に詳述されているため、ここではその説明を省略する。
【００６９】
この単玉非球面レンズ６６１により結像光学系を構成した場合、単玉であつてもほとんど収差がなくきわめて良好な結像スポツトが得られ、また広角偏向で光軸長の短い走査用レンズを構成することができる。したがって、露光ユニット６の小型化および低コスト化を効果的に図ることができ、如いては画像形成装置の小型化および低コスト化が可能となる。
【００７０】
もちろん、この第４実施形態においても、露光ユニット６が微調整機構を有しているため、第１実施形態と同様に、副走査方向Ｙにおいて走査光ビームが基準走査位置ＳＬ0からずれていたとしても該ずれを補正して高品質な画像を形成することができる。
【００７１】
また第２実施形態と同様に、偏向ミラー面６５１を感光体表面の共役点ＣＰから距離Δｚだけずらした、いわゆる非共役型の光学系を構成してもよい（図１４に示す第５実施形態）。また、また第３実施形態と同様に、レーザー光源６２からの光ビームをコリメータレンズ６３によりコリメート光にビーム整形した後、このコリメート光をそのまま光走査素子６５の偏向ミラー面６５１に入射する光学系を構成してもよい（図１５に示す第６実施形態）。これらの場合も、光走査素子６５は微調整機構を有しているため、副走査方向Ｙにおいて走査光ビームが基準走査位置ＳＬ0からずれていたとしても該ずれを補正して高品質な画像を形成することができる。
【００７２】
このように第４ないし第６実施形態からわかるように、露光ユニット６が微調整機構を有することにより、共役型または非共役型にかかわらず、走査光ビームの位置調整を容易に、しかも高精度に行うことができる。したがって、単玉非球面レンズ６６１により結像光学系を形成した場合であっても、レーザー光源６２からの光ビームを偏向走査する光走査光学系を種々の態様で構成することができ、装置の設計自由度を高めることができる。なお、結像光学系として単玉非球面レンズを用いてもよい点については、後の実施形態においても同様である。
【００７３】
なお、上記第１ないし第６実施形態では、本発明にかかる露光ユニット６をカラー画像形成装置に適用しているが、モノクロの画像形成装置に対しても第１ないし第６実施形態にかかる発明を適用することができる。
【００７４】
また、上記第１ないし第６実施形態では、露光ユニット６の微調整機能によって基準走査位置ＳＬ0に対する走査光ビームのずれを補正しているが、露光ユニット６の微調整機能によってレジストズレを補正することも可能である。すなわち、レジストズレを補正するために必要な補正情報、例えばレジスト制御量に基づき走査光ビームの位置を調整することでレジストズレを低減することができる。
【００７５】
ここで、そのレジスト補正処理の一例について図１６を参照しつつ説明する。レジストズレを補正するために必要な補正情報、例えば同図中のレジスト制御量ΔＲy、ΔＲm、ΔＲc、ΔＲkは実際にカラー画像を形成する前、例えば電源投入時などに求められ、ＲＡＭ１０７などの記憶手段に記憶される。そして、印字指令が与えられてカラー画像を形成する場合には、各色の潜像形成位置をレジスト制御量ΔＲy、ΔＲm、ΔＲc、ΔＲkに基づいて副走査方向Ｙに調整している。すなわち、まず第１色目のブラックのトナー像を示す画像データに基づきレーザー光源６２が駆動されて感光体２上に潜像が形成される。このとき、ＣＰＵ１０１がＲＡＭ１０７からブラックのレジスト制御量ΔＲkを読出し、その値に対応して偏向ミラー面６５１を第２軸（副走査偏向軸）ＡＸ2回りに揺動させる。これにより、副走査方向Ｙにおける感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬkはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲkだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる（同図（ａ））。これによって、ブラックのトナー像は副走査方向ＹにΔＲkだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。なお、この「レジスト基準位置ＳＬ00」とは発明内容の理解のために仮想的に設定した位置であり、レジスト制御量がゼロであるときの光ビームの走査位置を意味している。
【００７６】
また、２色目以降についても、ブラックと同様にして潜像形成、トナー像形成および転写動作が行われて中間転写ベルト７１上で重ね合わされる。すなわち、シアンについては、感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬcはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲcだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる（同図（ｂ））。これによって、シアンのトナー像は副走査方向ＹにΔＲcだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。マゼンタについては、感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬmはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲmだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる（同図（ｃ））。これによって、マゼンタのトナー像は副走査方向ＹにΔＲmだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。イエローについては、感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬyはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲyだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる（同図（ｄ））。これによって、イエローのトナー像は副走査方向ＹにΔＲyだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。したがって、各色のトナー像は中間転写ベルト７１上でレジスト制御量ΔＲy、ΔＲm、ΔＲc、ΔＲkだけ基準位置に対して副走査方向Ｙにシフトして重ね合わされ、レジストズレが効果的に低減される。
【００７７】
しかも、上記したように走査光ビームの走査位置ＳＬk、ＳＬc、ＳＬm、ＳＬyを調整することによってレジストズレを補正しているので、レジストズレを補正するために感光体２や中間転写ベルト７１の回転速度を変更させる必要はなくなり、感光体２および中間転写ベルト７１を安定して走行させることができる。その結果、優れた品質で画像を形成することができる。
【００７８】
なお、この実施形態では、レジスト制御量を本発明の「補正情報」としてＲＡＭ１０７に記憶させているが、レジスト制御量そのものを記憶させる代わりにレジスト制御量に関連する値やデータなどを「補正情報」として記憶させるようにしてもよい。また、電源を落とした場合にも、レジスト制御量や関連値などの補正情報を記憶しておくために、不揮発性メモリを採用するのが望ましい。さらに、補正情報をコントローラ１１側に記憶させるようにしてもよい。これらの点に関しては、後で説明する実施形態においても全く同様である。
【００７９】
Ｂ．タンデム方式の画像形成装置
＜第７実施形態＞
図１７は本発明にかかる露光装置の第７実施形態を装備した画像形成装置を示す図である。この画像形成装置は、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであり、潜像担持体としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを装置本体５内に並設している。そして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。すなわち、この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から印字指令がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１からの印字指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートＳに印字指令に対応する画像を形成する。なお、電気的構成については第１実施形態とほぼ同様であるため、図２および図９を適宜参照しながら説明する。
【００８０】
このエンジン部ＥＧでは、４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれに対応して帯電ユニット、現像ユニットおよびクリーニング部が設けられている。なお、これら帯電ユニット、現像ユニットおよびクリーニング部の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。
【００８１】
感光体２Ｙは図１７の矢印方向に回転自在に設けられている。そして、この感光体２Ｙの周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙおよびクリーニング部（図示省略）がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３Ｙは例えばスコロトロン帯電器で構成されており、帯電制御部１０３からの帯電バイアス印加によって感光体２Ｙの外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。そして、この帯電ユニット３Ｙによって帯電された感光体２Ｙの外周面に向けて露光ユニット６から走査光ビームＬyが照射される。これによって印字指令に含まれるイエロー画像データに対応する静電潜像が感光体２Ｙ上に形成される。なお、この露光ユニット６はイエロー専用ではなく、各色成分に対して共通して設けられており、露光制御部１０２からの制御指令に応じて動作する。この露光ユニット６の構成および動作については後で詳述する。
【００８２】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４Ｙによってトナー現像される。この現像ユニット４Ｙはイエロートナーを内蔵している。そして、現像器制御部１０４から現像バイアスが現像ローラ４１Ｙに印加されると、現像ローラ４１Ｙ上に担持されたトナーが感光体２Ｙの表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着する。その結果、感光体２Ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像として顕像化される。なお、現像ローラ４１Ｙに与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したもの等を用いることができるが、特に感光体２Ｙと現像ローラ４１Ｙとを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが好ましい。
【００８３】
現像ユニット４Ｙで現像されたイエロートナー像は、一次転写領域ＴＲy1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。また、イエロー以外の色成分についても、イエローと全く同様に構成されており、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ形成されるとともに、一次転写領域ＴＲm1、ＴＲc1、ＴＲk1でそれぞれ中間転写ベルト７１上に一次転写される。
【００８４】
この転写ユニット７は、２つのローラ７２、７３に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｒ2に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。また、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７４が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、一次転写タイミングを制御することで各トナー像を重ね合わせてカラー画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７４との間の二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラックトナー像のみを感光体２Ｋに形成するとともに、二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にモノクロ画像を二次転写する。また、こうして画像の２次転写を受けたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に向けて搬送される。
【００８５】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部により除去された後、帯電ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより次の帯電を受ける。
【００８６】
また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５、濃度センサ７６（図２）および垂直同期センサ７７（図２）が配置されている。これらのうち、クリーナ７５は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７２に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７２側に移動した状態でクリーナ７５のブレードがローラ７２に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、濃度センサ７６は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。さらに、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の副走査方向への回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色のトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。
【００８７】
図１８は図１７の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す副走査断面図である。また、図１９は図１７の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。この露光ユニット６は露光筐体６１を有している。そして、露光筐体６１に単一のレーザー光源６２が固着されており、レーザー光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２は、図９に示すように、露光制御部１０２の光源駆動部１０２ａと電気的に接続されている。このため、画像データに応じて光源駆動部１０２ａがレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御してレーザー光源６２から画像データに対応して変調された光ビームが射出される。このように本実施形態では、レーザー光源６２により本発明の「光源部」が構成されており、この光源部から単一の光ビームが射出される。
【００８８】
また、この露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２からの光ビームを感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査露光するために、コリメータレンズ６３、シリンドリカルレンズ６４、光走査素子６５、第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８（６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋ）が設けられている。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、コリメータレンズ６３により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、図５に示すように副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６４に入射される。そして、このコリメート光は副走査方向にのみ収束されて光走査素子６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像される。なお、光走査素子６５の構成は第１実施形態のそれと同一であるため、ここでは構成説明を省略し、光走査素子６５の動作を中心に説明する。
【００８９】
この実施形態では、第１軸駆動部１０２ｂと第２軸駆動部１０２ｃとからなるミラー駆動部を制御することによって偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ1回りに揺動させることで光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させている。一方、偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ2回りに揺動させることで光ビームを４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光して感光体のなかで走査光ビームが照射される感光体を選択的に切り替えるとともに、各感光体での副走査方向Ｙにおける走査光ビームの走査位置を微調整している。このように本実施形態では、第１軸ＡＸ1を主走査偏向軸として機能させるとともに、第２軸ＡＸ2を副走査偏向軸として機能させている。
【００９０】
図１８および図１９に戻って露光ユニット６の説明を続ける。上記のように光走査素子６５により走査された走査光ビームは選択された感光体に向けて光走査素子６５から射出されるが、その走査光ビームは第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８で構成された第２光学系を介して選択された感光体に照射される。例えば、光走査素子６５によりイエロー用の感光体２Ｙに切り替えられている際には、イエロー用の走査光ビームＬyは第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８Ｙを介して感光体２Ｙに照射されてライン状の潜像が形成される。なお、他の色成分についてもイエローと全く同様である。
【００９１】
次に、第７実施形態にかかる画像形成装置の動作について説明する。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置よりカラー印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データが画像メモリ１１３に記憶される。そして、メインコントローラ１１は色分解を実行して各色成分の１ライン画像データ群を得る。また、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分について色分解が完了すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出す。
【００９２】
そして、こうして読み出された１ライン画像データからなるシリアルデータに基づきレーザー光源６２をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。例えばＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋ→Ｙ…の順序でシリアルに１ライン画像データが画像メモリ１１３から読み出されると、各１ライン画像データに対応したＰＷＭデータがエンジンコントローラ１０に与えられる。
【００９３】
一方、このＰＷＭデータを受け取ったエンジンコントローラ１０では、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一定速度Ｖで回転させながら各タイミングでＰＷＭデータに対応する感光体のみに走査光ビームを走査させてライン潜像を形成していく。すなわち、上記ＰＷＭデータが与えられる場合には、まずイエローの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングでは、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を副走査偏向軸たる第２軸ＡＸ2回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｙに導光するように設定される。そして、第２軸ＡＸ2回りの揺動を停止させた後、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ1回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図２０（ａ）に示すように、走査光ビームＬyが感光体２Ｙのみに走査されてイエローの１ライン画像データに対応するライン潜像が形成される。
【００９４】
また、ライン潜像の形成が完了すると、次のタイミングでマゼンタの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングでは、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ2回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｍに導光するように設定される。そして、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて第１軸ＡＸ1回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図２０（ｂ）に示すように、走査光ビームが感光体２Ｍのみに走査されてマゼンタの１ライン画像データに対応するライン潜像が形成される。
【００９５】
さらに、上記と同様にして、各タイミングでシアンライン潜像、ブラックライン潜像、イエローライン潜像、…がそれぞれ対応する色成分の感光体２上に形成されていく。こうして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに画像データに対応する潜像が形成される。そして、これらの潜像は各現像ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって現像されて４色のトナー像が形成される。また、一次転写タイミングを制御することで各トナー像は中間転写ベルト７１上で重ね合わされてカラー画像が形成される。その後、このカラー画像はシートＳ上に二次転写され、さらにシートＳに定着される。
【００９６】
以上のように、この実施形態によれば、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出してＰＷＭデータを作成している。そして、このＰＷＭデータにしたがってレーザー光源６２を変調するとともに、そのレーザー光源６２からの光ビームを主走査方向Ｘに偏向して走査光ビームを形成している。しかも、１ライン画像データの読出順序に応じて、偏向ミラー面６５１からの走査光ビームが照射される感光体２を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた感光体２にライン潜像が形成される。このようにレーザー光源６２を１つしか有していないにもかかわらず、４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査光ビームＬy、Ｌm、Ｌc、Ｌkをそれぞれ走査させて各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにライン潜像を形成可能となっている。このため、４個の光源が必要となっていた従来装置に比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、光学的な調整作業性を簡素化することができる。
【００９７】
また、光走査素子６５は偏向走査動作と同時にレーザー光源６２からの光ビームを副走査方向Ｙに偏向することによって副走査方向Ｙにおける走査光ビームの位置を調整することで感光体の切替選択を行っているが、また同時に感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬを副走査方向Ｙに調整可能となっている。このため、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上での副走査方向Ｙにおける光ビームの走査位置を簡単に、しかも高精度に調整することができる。その結果、部品誤差や組立誤差などにより副走査方向Ｙにおいて走査光ビームが基準走査位置ＳＬ0からずれていたとしても該ずれを補正して高品質な画像を形成することができる。
【００９８】
ここで、その微調整処理の一例について図２０を参照しつつ説明する。例えば、製品組立後の最終調整段階で、各色成分について、走査光ビームの走査位置ＳＬが同図中の破線で示す基準走査位置ＳＬ0から副走査方向Ｙにずれ量Δｙｙ、Δｙｍ、Δｙｃ、Δｙｋだけずれていることが発見された場合、次のように調整することができる。すなわち、各色成分のずれ情報を求めて本発明の「記憶手段」として機能するＲＡＭ１０７に記憶しておけば、ＣＰＵ１０１がＲＡＭ１０７からずれ量を読出し、各値に対応して偏向ミラー面６５１を第２軸（副走査偏向軸）ＡＸ2回りに揺動させる。これにより、いずれに色成分についても副走査方向Ｙにおける感光体２上での走査光ビームの位置が調整されて走査光ビームの走査位置ＳＬが基準走査位置ＳＬ0に一致する。このように、副走査方向Ｙにおける光ビームＬの走査位置ＳＬを簡単に、しかも高精度に基準走査位置ＳＬ0に一致させることができ、その結果、高品質な画像を形成することができる。
【００９９】
なお、上記第７実施形態では、露光ユニット６の微調整機能によって基準走査位置ＳＬ0に対する走査光ビームのずれを補正しているが、露光ユニット６の微調整機能によってレジストズレを補正することも可能である。すなわち、レジストズレを補正するために必要な補正情報、例えばレジスト制御量に基づき走査光ビームの位置を調整することでレジストズレを低減することができる。
【０１００】
ここで、タンデム方式の画像形成装置におけるレジスト補正処理の一例について図２１を参照しつつ説明する。レジストズレを補正するために必要な補正情報、例えば同図中のレジスト制御量ΔＲy、ΔＲm、ΔＲc、ΔＲkは実際にカラー画像を形成する前、例えば電源投入時などに求められ、ＲＡＭ１０７などの記憶手段に記憶される。そして、印字指令が与えられてカラー画像を形成する場合には、各色の潜像形成位置をレジスト制御量ΔＲy、ΔＲm、ΔＲc、ΔＲkに基づいて副走査方向Ｙに調整している。すなわち、ブラックについては、そのトナー像を示す画像データに基づきレーザー光源６２が駆動されて感光体２上に潜像が形成される。このとき、ＣＰＵ１０１がＲＡＭ１０７からブラックのレジスト制御量ΔＲkを読出し、その値に対応して偏向ミラー面６５１を第２軸（副走査偏向軸）ＡＸ2回りに揺動させる。これにより、副走査方向Ｙにおける感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬkはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲkだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる。これによって、ブラックのトナー像は副走査方向ＹにΔＲkだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。
【０１０１】
また、他のトナー色についても、ブラックと同様にして潜像形成、トナー像形成および転写動作が行われて中間転写ベルト７１上で重ね合わされる。すなわち、シアンについては、感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬcはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲcだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる。これによって、シアンのトナー像は副走査方向ＹにΔＲcだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。マゼンタについては、感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬmはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲmだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる。これによって、マゼンタのトナー像は副走査方向ＹにΔＲmだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。イエローについては、感光体２上での走査光ビームの位置ＳＬyはレジスト基準位置ＳＬ00からΔＲyだけ副走査方向Ｙにシフトした位置となる。これによって、イエローのトナー像は副走査方向ＹにΔＲyだけ移動し、中間転写ベルト７１上に転写される。したがって、各色のトナー像は中間転写ベルト７１上でレジスト制御量ΔＲy、ΔＲm、ΔＲc、ΔＲkだけ基準位置に対して副走査方向Ｙにシフトして重ね合わされ、レジストズレが効果的に低減される。
【０１０２】
しかも、上記したように走査光ビームの走査位置ＳＬk、ＳＬc、ＳＬm、ＳＬyを調整することによってレジストズレを補正しているので、レジストズレを補正するために各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋや中間転写ベルト７１の回転速度を変更させる必要はなく、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋおよび中間転写ベルト７１を安定して走行させることができる。その結果、優れた品質で画像を形成することができる。
【０１０３】
なお、上記第７実施形態では、４色のトナーを用いたカラー画像形成装置に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、複数色のトナーを用いたタンデム方式の画像形成装置全般に対して適用可能である。
【０１０４】
Ｃ．その他
＜第８実施形態＞
ところで、画像形成装置の動作中においては、上述したように動作環境の変化などにより副走査方向Ｙにおける走査光ビームの走査位置ＳＬが基準走査位置ＳＬ0からずれてしまうことがある。そこで、このような問題を解消して画像品質を高めるためには、例えば図２２に示す位置ずれ検出器を設けて走査位置ＳＬの位置ずれをアクティブに補正するようにすればよい。以下、図２２を参照しつつ本発明にかかる第８実施形態について説明する。
【０１０５】
図２２は本発明にかかる画像形成装置に装備された位置ずれ検出器の構成を示す図である。この位置ずれ検出器２００は、センサ基台２０１に２つのフォトセンサ２０２、２０３を主走査方向Ｘに所定距離だけ離間して取り付けたものである。これらのフォトセンサ２０２、２０３は長方形の有効センシング領域を有している。そして、その一方のフォトセンサ２０２は、有効センシング領域２０２ａの長手方向が主走査方向Ｘとほぼ直交するように配置されている。また、他方のフォトセンサ２０３は、有効センシング領域２０３ａの長手方向が主走査方向Ｘに対して角度θだけ傾斜するように配置されている。このため、同図に示すように基準走査位置ＳＬ0に対して走査位置ＳＬが副走査方向Ｙにずれると、フォトセンサ２０３でのセンシング位置が主走査方向Ｘにずれる。例えば、基準走査位置ＳＬ0ではセンシング間隔ＳＤ0であり、光ビームが基準走査位置ＳＬ0上を走査するとき、その走査時間は基準時間ｔ0である。これに対し、走査位置が副走査方向ＹにΔｙだけずれると、該走査位置ＳＬではセンシング間隔ＳＤであり、光ビームが該走査位置ＳＬ上を走査するとき、その走査時間は測定時間ｔmとなる。したがって、その時間差（＝ｔm−ｔ0）に基づきずれ量Δｙを検出することができる。このように位置ずれ検出器２００が本発明の「第１検出手段」として機能する。
【０１０６】
この第８実施形態では、フォトセンサ２０２、２０３はＣＰＵ１０１に電気的に接続されている。そして、フォトセンサ２０２、２０３からの出力信号に基づきＣＰＵ１０１は次式、つまり
Δｙ＝Ｖs×（ｔm−ｔ0）×ｔａｎθ
（ただし、Ｖsは光ビームの走査速度）、
に基づき副走査方向Ｙにおける位置ずれ量Δｙを求める。また、走査位置の位置ずれ量Δｙに対応して微調整機構を走査光ビームの位置を調整する。
【０１０７】
以上のように第８実施形態によれば、位置ずれ検出器２００によって副走査方向Ｙにおける感光体上での基準走査位置ＳＬ0に対するずれ量Δｙを検出し、その検出結果に基づき微調整機構によって副走査方向Ｙにおける走査光ビームの位置ＳＬを調整することで走査光ビームを基準走査位置ＳＬ0に一致させることができる。すなわち、装置の動作中に副走査方向Ｙにおける走査光ビームの位置をアクティブ調整することによって、副走査方向Ｙにおける光ビームの走査位置ＳＬが基準走査位置ＳＬ0からずれるのを解消し、常に高品質な画像を形成することができる。
【０１０８】
＜第９実施形態＞
また、この種の画像形成装置では、垂直同期信号Ｖsyncに基づいて潜像形成、現像処理や転写処理などを制御している。しかしながら、光ビームの走査タイミング、つまり水平同期信号ＨSYNCが垂直同期信号Ｖsyncと非同期となっているため、垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差が最大１走査分のレジストズレが生じる。したがって、同期誤差に起因するレジストズレについても考慮するのが望ましい。
【０１０９】
そこで、この第９実施形態では、水平同期信号ＨSYNCと垂直同期信号Ｖsyncとの差を、本発明の「レジストズレに関する情報」として検出し、その検出結果をＲＡＭ１０７などの記憶手段から読み出した補正情報に加えてレジストズレの補正を行っている。したがって、レジストズレをさらに低減することができ、画像品質を高めることができる。また、同期誤差に起因するレジストズレを解消するためには優れたレスポンス性が要求されるが、微調整機構に基づくアクティブ制御を行うことで該要求を満足させることができ、優れた品質で画像を形成することができる。なお、ここでは、垂直同期センサ７７および同期センサ６０が本発明の「第２検出手段」に相当する。
【０１１０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、単一のレーザー光源６２により本発明の「光源部」を構成しているが、光源部に複数の光源を設けて該光源部から互いに平行な複数本の光ビームを射出するように構成するようにしてもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、４色のトナーを用いたカラー画像形成装置に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は複数色のトナー像を転写ベルト、転写シートや転写ドラムなどの転写媒体上に重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に対して適用可能である。
【０１１２】
また、上記実施形態では、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた印字指令に基づき該印字指令に含まれる画像を転写紙、複写紙などのシートＳに印字するプリンタを用いて説明しているが、本発明はこれに限られず、複写機やファクシミリ装置などを含む電子写真方式の画像形成装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる露光装置の第１実施形態を装備した画像形成装置を示す図である。
【図２】 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】 図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す副走査断面図である。
【図４】 図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。
【図５】 露光ユニットの光学構成を展開した副走査断面図である。
【図６】 露光ユニットの一構成要素たる光走査素子を示す斜視図である。
【図７】 図６の光走査素子の第１軸に沿った断面図である。
【図８】 図６の光走査素子の第２軸に沿った断面図である。
【図９】 露光ユニットおよび露光制御部の構成を示すブロック図である。
【図１０】 感光体上での走査光ビームの走査位置と基準走査位置との関係を模式的に示す図である。
【図１１】 本発明にかかる露光装置の第２実施形態を示す図である。
【図１２】 本発明にかかる露光装置の第３実施形態を示す図である。
【図１３】 本発明にかかる露光装置の第４実施形態を示す図である。
【図１４】 本発明にかかる露光装置の第５実施形態を示す図である。
【図１５】 本発明にかかる露光装置の第６実施形態を示す図である。
【図１６】 感光体上での走査光ビームの走査位置とレジスト基準位置との関係を模式的に示す図である。
【図１７】 本発明にかかる露光装置の第７実施形態を装備した画像形成装置を示す図である。
【図１８】 図１７の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。
【図１９】 図１７の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。
【図２０】 感光体上での走査光ビームの走査位置と基準走査位置との関係を模式的に示す図である。
【図２１】 感光体上での走査光ビームの走査位置とレジスト基準位置との関係を模式的に示す図である。
【図２２】 本発明にかかる画像形成装置に装備された位置ずれ検出器の構成を示す図である。
【符号の説明】
２，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体、 ４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…現像ユニット、 ６…露光ユニット（露光手段、露光装置）、 ７…転写ユニット（転写手段）、 ６０…同期センサ（第２検出手段）、 ６２…レーザー光源、 ６５…光走査素子（光走査手段）、 ７１…中間転写ベルト、 ７７…垂直同期センサ（第２検出手段）、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 １０２ｂ…第１軸駆動部（ミラー駆動部）、 １０２ｃ…第２軸駆動部（ミラー駆動部）、 １０７…ＲＡＭ（記憶手段）、 ２００…位置ずれ検出器（第１検出手段）、 ６５２…シリコン基板、 ６５３…外側可動板、 ６５６…内側可動板、 ６６１…単玉非球面レンズ（結像光学系）、 ＡＸ1...第１軸（主走査偏向軸）、 ＡＸ2...第２軸（副走査偏向軸）、 Ｌ，Ｌy，Ｌm，Ｌc，Ｌk...走査光ビーム、 Ｘ…主走査方向、 Ｙ…副走査方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus that scans a surface of a latent image carrier such as a photoreceptor in the main scanning direction and an image forming apparatus equipped with the exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimile machines that perform image formation by scanning a light beam on a latent image carrier such as a photoconductor according to image data are known. In the exposure unit of this image forming apparatus, a light beam modulated based on image data is scanned in the main scanning direction on the surface of a latent image carrier such as a photosensitive member by an optical scanning optical system, and a latent image corresponding to the image data is formed. It is formed on a latent image carrier. Further, after developing the latent image into a toner image, the toner image is transferred to a sheet such as transfer paper, paper, or copy paper. Here, as an optical scanning optical system, one using a polygon mirror as a deflector has been known (Patent Document 1).
[0003]
In the apparatus described in Patent Document 1, a photosensitive member as a latent image carrier rotates and moves at a constant speed in a predetermined direction (sub-scanning direction). A light beam emitted from a light source such as a semiconductor laser is shaped into collimated light of an appropriate size by a collimator lens and then incident on a polygon mirror. As a result, the light beam is deflected by the polygon mirror and scanned in the main scanning direction. Further, this scanning light beam is imaged on the photosensitive member through an f-θ lens composed of two scanning lenses. Thus, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-296531 (page 3, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is not possible to completely eliminate the shape error of a deflector such as a polygon mirror or a swing mirror. For example, the polygon mirror has a plurality of deflecting mirror surfaces, and each deflecting mirror surface reflects a light beam. When this deflecting mirror surface is inclined with respect to the rotation center axis of the polygon mirror, So-called troubles occur. As a result, the scanning position of the light beam on the photosensitive member is shifted from the reference scanning position in the sub-scanning direction, and image quality is deteriorated. In the invention described in Patent Document 1, sufficient consideration is not given to the shape error of the deflector, and an improvement in image quality is desired. The reference scanning position is a position where the light beam is scanned, and is set in advance by design.
[0006]
Here, in order to correct surface tilt, it is an effective measure to arrange a pair of cylindrical lenses having power only in the sub-scanning direction before and after the deflector, as is conventionally known. In other words, with this configuration, the deflection mirror surface and the surface of the photoconductor are in an optically conjugate relationship in the sub-scanning direction, and the imaging position on the photoconductor is the same even if the deflection mirror surface is tilted. It will not change.
[0007]
However, the addition of a cylindrical lens increases the number of parts and increases the device cost. In addition, an increase in the size of the optical scanning optical system is unavoidable due to an increase in optical components, and this is one of the major obstacles to downsizing the image forming apparatus. There is also a problem that optical adjustment becomes complicated.
[0008]
Even if the above-described surface tilt correction is performed, component errors and assembly errors are unavoidable, and sub-scans can be easily performed without reassembling and adjusting the optical scanning optical system at the final adjustment stage after product assembly. It is anxious to match the scanning position of the light beam in the direction to the reference scanning position.
[0009]
Further, during the operation of the image forming apparatus, the scanning environment of the light beam in the sub-scanning direction is changed due to changes in the operating environment such as temperature and humidity, the occurrence of displacement of optical components due to vibrations, and changes over time. In some cases, the position may deviate from the reference scanning position.
[0011]
This invention easily scan position of the light beam in the sub-scanning direction, moreover adjusted to high quality image scanning position of the light beam in the sub-scanning direction by using the exposure means can be adjusted with high precision and purpose thereof is to provide an image forming apparatus capable of forming a.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object , an image forming apparatus according to the present invention includes a latent image carrier, a light source unit for emitting a light beam, an inner movable member having a deflection mirror surface, and an inner movable member around a main scanning deflection axis. An outer movable member that is swingably supported, a support member that swings the outer movable member around a sub-scanning deflection axis different from the main scanning deflection axis, and an inner movable member that is pivoted around the main scanning deflection axis. A mirror driving unit for driving the outer movable member and swinging the outer movable member about the sub-scanning deflection axis, and an exposure unit for scanning the surface of the latent image carrier with a light beam in the main scanning direction; Control means for forming a latent image by irradiating the scanning light beam onto the latent image carrier while adjusting the position of the scanning light beam on the latent image carrier in the sub-scanning direction. The outer movable member is pivotally supported by the support member, The moving member is pivotally supported on the inner side of the outer movable member, and the inner movable member is swung in the resonance mode around the main scanning deflection axis by the mirror driving unit, and the light beam from the light source unit is scanned in the main scanning direction by the deflecting mirror surface. On the other hand, the outer movable member is oscillated and positioned in the non-resonant mode around the sub-scanning deflection axis, and the position of the scanning light beam in the sub-scanning direction is adjusted by the deflection mirror surface. The control means controls the mirror driving unit based on the error in the scanning position of the light beam in the sub-scanning direction generated by the tilt of the deflecting mirror surface, and controls in the sub-scanning direction. The position of the scanning light beam on the latent image carrier is adjusted .
[0013]
In the invention thus configured, the light beam reflected by the deflection mirror surface is not only deflected and scanned in the main scanning direction, but can also be deflected in the sub-scanning direction. That is, when the deflection mirror surface is swung around the sub-scanning deflection axis, the deflection of the scanning light beam in the sub-scanning direction can be controlled according to the swinging operation. Therefore, the scanning position of the light beam in the sub-scanning direction on the latent image carrier can be easily adjusted with high accuracy. For this reason, the deviation of the scanning light beam in the sub-scanning direction is corrected, and a high-quality image can be formed.
[0014]
Here, in order to deflect the scanning light beam in two directions of the main scanning direction and the sub-scanning direction, for example, a combination of a polygon mirror and a oscillating mirror or a combination of two oscillating mirrors independent of each other is considered. It is done. That is, it is conceivable that one of the two mirrors functions for main scanning and the other functions for sub-scanning. However, when two independent mirrors are provided in this way, an increase in the size of the apparatus and a complicated optical adjustment are inevitable. On the other hand, in the present invention, one deflection mirror surface is configured to be swingable around the main scanning deflection axis and the sub-scanning deflection axis, so that the proposed configuration (polygon mirror + swinging mirror, two independent mirrors) is provided. Compared to a oscillating mirror), the optical adjustment is simple.
[0017]
Further, when to drive the oscillating deflection mirror surface by the mirror driving unit, an inner movable member having a deflection mirror surface in a resonant mode are configured so as to swing driven in the main scanning deflection axis. With this configuration, the deflection mirror surface can be driven to swing around the main scanning deflection axis with less energy. In addition, the main scanning period of the scanning light beam can be stabilized. On the other hand, in order to swing and position the deflection mirror surface about the sub-scanning deflection axis, the outer movable member is driven to swing in the non-resonant mode. This is because the swing driving of the deflection mirror surface about the sub-scanning deflection axis changes the position of the scanning light beam on the latent image carrier in the sub-scanning direction, and then swings the deflection mirror surface about the sub-scanning deflection axis. This is because it is necessary to stop the movement. Therefore, in order to perform the swing drive and swing stop with high accuracy, it is desirable to drive the swing in the non-resonant mode.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. 4-cycle image forming apparatus <first embodiment>
FIG. 1 is a view showing an image forming apparatus equipped with a first embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This image forming apparatus is a so-called four-cycle color printer. In this image forming apparatus, when a print command is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer in response to an image formation request from the user, the engine controller 10 responds to the print command from the CPU 111 of the main controller 11. The engine unit EG is controlled to form an image corresponding to the print command on a sheet such as copy paper, transfer paper, paper, and OHP transparent sheet.
[0030]
In the engine unit EG, the photosensitive member 2 is provided so as to be rotatable in the arrow direction (sub-scanning direction) in FIG. Further, a charging unit 3, a rotary developing unit 4, and a cleaning unit (not shown) are arranged around the photoconductor 2 along the rotation direction. A charging controller 103 is electrically connected to the charging unit 3 and applies a predetermined charging bias. By applying this bias, the outer peripheral surface of the photoreceptor 2 is uniformly charged to a predetermined surface potential. Further, the photosensitive member 2, the charging unit 3, and the cleaning unit integrally constitute a photosensitive member cartridge, and the photosensitive member cartridge is integrally detachable from the apparatus main body 5.
[0031]
Then, the light beam L is irradiated from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photosensitive member 2 charged by the charging unit 3. The exposure unit 6 corresponds to the exposure apparatus (exposure means) according to the present invention, and responds to the image signal by exposing the photoconductor 2 with the light beam L in accordance with the image signal given from the external device. An electrostatic latent image is formed. The configuration and operation of the exposure unit 6 will be described in detail later.
[0032]
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 4. That is, in this embodiment, the developing unit 4 is configured as a support frame 40 that is rotatably provided around the axis, and a cartridge that is detachable with respect to the support frame 40, and for yellow that contains toner of each color. A developing unit 4Y, a magenta developing unit 4M, a cyan developing unit 4C, and a black developing unit 4K are provided. Then, based on a control command from the developing device controller 104 of the engine controller 10, the developing unit 4 is driven to rotate, and the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K are selectively brought into contact with the photoreceptor 2. Alternatively, when positioned at a predetermined developing position facing each other with a predetermined gap, toner is applied to the surface of the photoreceptor 2 from a developing roller 44 provided in the developing unit and carrying toner of a selected color. As a result, the electrostatic latent image on the photoreceptor 2 is visualized with the selected toner color.
[0033]
The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer region TR1. The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 that is stretched over a plurality of rollers 72, 73, and the like, and a drive unit (not shown) that rotates the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction by rotationally driving the roller 73. It has.
[0034]
In the vicinity of the roller 72, a transfer belt cleaner (not shown), a density sensor 76 (FIG. 2), and a vertical synchronization sensor 77 (FIG. 2) are arranged. Among these, the density sensor 76 is provided facing the surface of the intermediate transfer belt 71 and measures the optical density of the patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71. The vertical synchronization sensor 77 is a sensor for detecting the reference position of the intermediate transfer belt 71, and is a synchronization signal output in association with the rotational drive of the intermediate transfer belt 71 in the sub-scanning direction, that is, a vertical synchronization signal. It functions as a vertical sync sensor for obtaining Vsync. In this apparatus, the operation of each part of the apparatus is controlled based on the vertical synchronization signal Vsync in order to align the operation timing of each part and to superimpose toner images of each color accurately.
[0035]
When transferring a color image to a sheet, each color toner image formed on the photoreceptor 2 is superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image and taken out from the cassette 8 one by one. The color image is secondarily transferred onto the sheet conveyed along the conveyance path F to the secondary transfer region TR2.
[0036]
At this time, in order to correctly transfer the image on the intermediate transfer belt 71 to a predetermined position on the sheet, the timing of feeding the sheet to the secondary transfer region TR2 is managed. Specifically, a gate roller 81 is provided on the transport path F on the front side of the secondary transfer region TR2, and the gate roller 81 rotates in accordance with the timing of the circumferential movement of the intermediate transfer belt 71. Are sent to the secondary transfer region TR2 at a predetermined timing.
[0037]
Further, the sheet on which the color image is formed in this way is conveyed to the discharge tray portion 51 provided on the upper surface portion of the apparatus main body 5 via the fixing unit 9 and the discharge roller 82. When images are formed on both sides of the sheet, the sheet on which the image is formed on one side as described above is switched back by the discharge roller 82. As a result, the sheet is conveyed along the reverse conveyance path FR. Then, it is put again on the transport path F before the gate roller 81. At this time, the image is transferred to the surface of the sheet that is in contact with the intermediate transfer belt 71 and transfers the image in the secondary transfer region TR2. The surface is the opposite of the surface. In this way, images can be formed on both sides of the sheet.
[0038]
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing image data given from an external device such as a host computer via the interface 112, and reference numeral 106 is executed by the CPU 101. A ROM for storing calculation data, control data for controlling the engine unit EG, and the like, and a reference numeral 107 are RAMs for temporarily storing calculation results in the CPU 101 and other data.
[0039]
FIG. 3 is a sub-scan sectional view showing a configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG. FIG. 4 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG. FIG. 5 is a sub-scan sectional view in which the optical configuration of the exposure unit is developed. FIGS. 6 to 8 are views showing an optical scanning element as one component of the exposure unit. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the exposure unit and the exposure control unit. Hereinafter, the configuration and operation of the exposure unit will be described in detail with reference to these drawings. Further, FIG. 10 is a diagram schematically showing the operation of the image forming apparatus of FIG.
[0040]
The exposure unit 6 has an exposure housing 61. A single laser light source 62 is fixed to the exposure housing 61, and a light beam can be emitted from the laser light source 62. As shown in FIG. 9, the laser light source 62 is electrically connected to the light source driving unit 102a of the exposure control unit 102. For this reason, the light source driving unit 102a controls the laser light source 62 on / off according to the image data, and the laser light source 62 emits a light beam modulated according to the image data. Thus, in the present embodiment, the “light source unit” of the present invention is configured by the laser light source 62, and a single light beam is emitted from this light source unit.
[0041]
Further, in the exposure housing 61, a collimator lens 63, a cylindrical lens 64, an optical scanning element 65, and a first scanning lens 66 are used to scan and expose the light beam from the laser light source 62 onto the surface of the photoreceptor 2. A folding mirror 67 and a second scanning lens 68 are provided. That is, the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light of an appropriate size by the collimator lens 63 and then incident on the cylindrical lens 64 having power only in the sub-scanning direction as shown in FIG. . The collimated light is converged only in the sub-scanning direction and is linearly formed near the deflection mirror surface 651 of the optical scanning element 65. Thus, in this embodiment, the “first optical system” of the present invention is configured by the collimator lens 63 and the cylindrical lens 64.
[0042]
The optical scanning element 65 is formed by using a micromachining technique in which a micromachine is integrally formed on a semiconductor substrate by applying a semiconductor manufacturing technique, and the light beams reflected by the deflecting mirror surface 651 are orthogonal to each other. The light beam can be deflected in the direction, that is, the main scanning direction and the sub-scanning direction. More specifically, the optical scanning element 65 is configured as follows.
[0043]
In this optical scanning element 65, as shown in FIG. 6, a silicon single crystal substrate (hereinafter referred to as “silicon substrate”) 652 functions as a “support member” of the present invention, and a part of the silicon substrate 652 is processed. Thus, the outer movable plate 653 is provided. The outer movable plate 653 is formed in a frame shape, is elastically supported on the silicon substrate 652 by a torsion spring 654, and can swing around a second axis AX2 extending substantially parallel to the main scanning direction X. Further, a planar coil 655 electrically connected to a pair of outer electrode terminals (not shown) formed on the upper surface of the silicon substrate 652 via a torsion spring 654 is provided on the upper surface of the outer movable plate 653 as a “second axis driving coil. "Is provided by being coated with an insulating layer.
[0044]
A flat inner movable plate 656 is pivotally supported inside the outer movable plate 653. That is, the inner movable plate 656 is elastically supported on the inner side of the outer movable plate 653 by a torsion spring 657 whose axial direction is orthogonal to the torsion spring 654, and swings about a first axis AX1 extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y. It is free. An aluminum film or the like is formed as a deflection mirror surface 651 at the center of the inner movable plate 656.
[0045]
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the outer movable plate 653 and the inner movable plate 656 can swing around the second axis AX2 and the first axis AX1, respectively, in the substantially central portion of the silicon substrate 652. In addition, a recess 652a is provided. Electrodes 658a and 658b are fixed to positions on the inner bottom surface of the recess 652a that face both ends of the inner movable plate 656 (see FIG. 7). These two electrodes 658a and 658b function as “first axis electrodes” for swinging and driving the inner movable plate 656 around the first axis AX1. That is, these first-axis electrodes 658 a and 658 b are electrically connected to the first drive unit 102 b of the exposure control unit 102, and static electricity is applied between the electrodes and the deflection mirror surface 651 by applying a voltage to the electrodes. The electroadsorption force acts to pull one end of the deflecting mirror surface 651 toward the electrode. Therefore, when a predetermined voltage is alternately applied from the first drive unit 102b to the first axis electrodes 658a and 658b, the deflection mirror surface 651 can be reciprocally oscillated with the torsion spring 657 as the first axis AX1. When the driving frequency of this reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the deflecting mirror surface 651, the deflection width of the deflecting mirror surface 651 increases, and the end of the deflecting mirror surface 651 is displaced to a position close to the electrodes 658a and 658b. be able to. Further, when the end portion of the deflecting mirror surface 651 reaches a position close to the electrodes 658a and 658b by resonance, the electrodes 658a and 658b also contribute to driving the deflecting mirror surface 651, and vibration is maintained by both the end portion and the planar portion electrodes. Can be made more stable.
[0046]
As shown in FIG. 8, permanent magnets 659a and 659b are fixed to both ends of the outer movable plate 653 at outer positions on the inner bottom surface of the recess 652a in different orientations. Further, the second axis driving coil 655 is electrically connected to the second driving unit 102c of the exposure control unit 102, and the direction of the current flowing through the second axis driving coil 655 by the energization of the coil 655 is permanent. Lorentz force acts depending on the direction of magnetic flux generated by the magnets 659a and 659b, and a moment for rotating the outer movable plate 653 is generated. At this time, the inner movable plate 656 (deflection mirror surface 651) also swings around the torsion spring 654 as the second axis AX2 integrally with the outer movable plate 653. Here, if the current flowing through the second axis driving coil 655 is an alternating current and is continuously repeated, the deflection mirror surface 651 can be reciprocally oscillated with the torsion spring 654 as the second axis AX2.
[0047]
Thus, in the optical scanning element 65, the deflection mirror surface 651 can be driven to swing around the first axis AX1 and the second axis AX2 orthogonal to each other. Therefore, in this embodiment, the light beam is generated by swinging the deflecting mirror surface 651 about the first axis AX1 by controlling the mirror driving unit including the first axis driving unit 102b and the second axis driving unit 102c. The beam is deflected and scanned in the main scanning direction X. On the other hand, the position of the scanning light beam on the photosensitive member 2 in the sub-scanning direction Y is adjusted by swinging the deflection mirror surface 651 about the second axis AX2. Thus, in the present embodiment, the first axis AX1 is made to function as the main scanning deflection axis. Further, the second axis AX2 functions as a sub-scanning deflection axis.
[0048]
Returning to FIGS. 3 and 4, the description of the exposure unit 6 will be continued. The scanning light beam scanned by the optical scanning element 65 as described above is finely adjusted in the sub-scanning direction Y and is then emitted from the optical scanning element 65 toward the photosensitive member 2. The scanning light beam is the first light beam. The photosensitive member 2 is irradiated through a second optical system including a scanning lens 66, a folding mirror 67, and a second scanning lens 68. As a result, as shown in FIG. 10, the scanning beam scans in parallel with the main scanning direction X, and a line-like latent image extending in the main scanning direction X is formed on the photoreceptor 2.
[0049]
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the start or end of the scanning light beam from the optical scanning element 65 is imaged on the synchronization sensor 60 by the horizontal synchronization imaging lens 69. That is, in this embodiment, the synchronization sensor 60 functions as a horizontal synchronization reading sensor for obtaining a synchronization signal in the main scanning direction X, that is, a horizontal synchronization signal HSYNC.
[0050]
As described above, according to this embodiment, the exposure unit 6 corresponding to the exposure apparatus of the present invention not only performs scanning by deflecting the light beam in the main scanning direction X but also the light from the laser light source 62 simultaneously with the deflection scanning. By deflecting the beam in the sub-scanning direction Y, the position SL of the scanning light beam on the photosensitive member 2 can be adjusted in the sub-scanning direction Y. For this reason, the scanning position of the light beam in the sub-scanning direction Y on the photosensitive member 2 can be easily adjusted with high accuracy. As a result, even if the scanning light beam is deviated from the reference scanning position SL0 in the sub-scanning direction Y due to component error or assembly error, the deviation can be corrected and a high quality image can be formed. The “reference scanning position” is a planned position where the light beam is to be scanned, and is determined in advance at the design stage of the apparatus, and product assembly is performed so that the scanning light beam matches the reference scanning position.
[0051]
Here, a function of adjusting the scanning position of the light beam in the sub-scanning direction Y on the photosensitive member 2, that is, a fine adjustment function will be described with reference to FIG. For example, in the final adjustment stage after product assembly, when it is found that the scanning position SL of the scanning light beam is shifted by the shift amount Δy in the sub-scanning direction Y from the reference scanning position SL0 indicated by the broken line in FIG. Adjustments can be made as follows. That is, if the deviation amount Δy is obtained and stored in the RAM 107 functioning as the “storage means” of the present invention, the CPU 101 reads the deviation amount from the RAM 107, and the deflection mirror surface 651 is moved to the second axis AX2 corresponding to the value. Swing around. As a result, the position of the scanning light beam on the photosensitive member 2 in the sub-scanning direction Y is adjusted, and the scanning position SL of the scanning light beam coincides with the reference scanning position SL0. As described above, the scanning position SL of the light beam L in the sub-scanning direction Y can be easily matched with the reference scanning position SL0 with high accuracy, and as a result, a high-quality image can be formed.
[0052]
In this embodiment, the deviation amount Δy is stored in the RAM 107 as “deviation information” of the present invention. Instead of storing the deviation amount itself, a value or data related to the deviation amount is used as “deviation information”. You may make it memorize | store. In addition, it is desirable to employ a non-volatile memory in order to store deviation amounts and related values even when the power is turned off. Further, the shift information may be stored on the controller 11 side.
[0053]
Further, since the exposure unit 6 is configured and operated as described above, the following functions and effects can be obtained in addition to the functions and effects described above. This effect is the same in the embodiment after adopting the same configuration.
[0054]
(A) Since the optical scanning element 65 configured to swing the deflection mirror surface 651 about the first axis AX1 and the second axis AX2 is used, as described above, the polygon mirror, the swing mirror, The exposure unit 6 can be reduced in size compared to the case where an optical scanning optical system combining the above and an optical scanning optical system combining two oscillating mirrors are employed, which is advantageous in terms of downsizing the apparatus. .
[0055]
(B) Since the outer movable plate 653 and the inner movable plate 656 of the optical scanning element 65 are formed by applying a micromachining technique to the single crystal substrate 652 of silicon, these optical scanning elements 65 are It can be manufactured with high accuracy. Further, the inner movable plate 656 and the outer movable plate 653 can be swingably supported with the same spring characteristics as stainless steel, and the deflection mirror surface 651 can be swung stably and at high speed.
[0056]
(C) Further, when the deflection mirror surface 651 is driven to swing by the mirror drive unit including the drive units 102b and 102c, the deflection mirror surface 651 is swung around the first axis (main scanning deflection axis) AX1 in the resonance mode. Since it is configured to drive, the deflection mirror surface 651 can be driven to swing around the first axis AX1 with less energy. In addition, the main scanning period of the scanning light beam can be stabilized.
[0057]
(D) On the other hand, the deflection mirror surface 651 is oscillated and driven in the non-resonant mode in order to oscillate and position the deflection mirror surface 651 about the second axis (sub-scanning deflection axis) AX2. There is a working effect. That is, the swing drive of the deflection mirror surface 651 about the second axis AX2 changes and adjusts the scanning position SL of the scanning light beam in the sub-scanning direction Y. Therefore, after the change adjustment, the deflection mirror surface 651 swings about the second axis AX2. It is necessary to stop the movement. Therefore, in order to perform the swing drive and swing stop with high accuracy, it is desirable to drive the swing in the non-resonant mode.
[0058]
(E) Further, as a driving force for swinging and driving the deflection mirror surface 651, an electrostatic adsorption force, an electromagnetic force, or the like can be used. In particular, the deflection mirror surface 651 has a first axis (main scanning deflection axis). ) Since electrostatic attraction force is used to swing around AX1, there is no need to form a coil pattern on the inner movable plate 656, and the exposure unit 6 can be downsized, and the deflection scan can be performed at higher speed. can do.
[0059]
(F) Since the electromagnetic force is used to drive the deflection mirror surface 651 around the second axis (sub-scanning deflection axis) AX2, the driving voltage is lower than that in the case where the electrostatic attraction force is generated. Thus, the deflection mirror surface 651 can be driven to swing, voltage control is facilitated, and the positional accuracy of the scanning light beam can be increased.
[0060]
(G) Further, since the light beam from the laser light source 62 is converged only in the sub-scanning direction by the first optical system and is linearly imaged in the vicinity of the deflection mirror surface 651 of the optical scanning element 65, the deflection mirror surface 651 is This can be reduced, which is advantageous in terms of high-speed scanning.
[0061]
<Second Embodiment>
FIG. 11 is a view showing a second embodiment of the exposure apparatus according to the present invention. In the first embodiment, the surface of each photoconductor 2 and the deflection mirror surface 651 are configured to have an optically conjugate relationship, whereas in the second embodiment, the deflection mirror surface 651 is a photoconductor. The surface is displaced from the conjugate point CP by a distance Δz, which is a so-called non-conjugated optical system. Therefore, in the second embodiment, there is a possibility that a surface tilt error occurs. That is, in the second embodiment, the factors that cause the scanning light beam to deviate from the reference scanning position SL0 in the sub-scanning direction Y include a surface tilt error in addition to the component error and the assembly error.
[0062]
However, except for the above differences, all other configurations are the same as in the first embodiment, and the exposure unit 6 has a fine adjustment mechanism. Therefore, even if the scanning light beam is displaced from the reference scanning position SL0 in the sub-scanning direction Y, the displacement (deviation amount Δy) can be corrected to form a high-quality image.
[0063]
<Third Embodiment>
FIG. 12 is a view showing a third embodiment of the exposure apparatus according to the present invention. In the third embodiment, as shown in the figure, after the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light by the collimator lens 63, the collimated light is directly applied to the deflecting mirror surface 651 of the optical scanning element 65. Incident. The scanning light beam deflected by the deflecting mirror surface 651 is imaged on the surface of each photoconductor 2 by the second optical system including the first scanning lens 66 and the second scanning lens 68. Thus, the third embodiment is a non-conjugated optical system as in the second embodiment. Therefore, even in the third embodiment, there is a possibility that a surface tilt error occurs.
[0064]
However, except for the above differences, all other configurations are the same as in the first embodiment, and the exposure unit 6 has a fine adjustment mechanism. Therefore, even if the scanning light beam is displaced from the reference scanning position SL0 in the sub-scanning direction Y, the displacement (deviation amount Δy) can be corrected to form a high-quality image.
[0065]
In the third embodiment, it is not necessary to provide a cylindrical lens, and the number of parts can be reduced. Therefore, the apparatus cost can be reduced, and the exposure unit 6 can be downsized and the image forming apparatus can be downsized. Further, the optical adjustment is simple.
[0066]
Further, as can be seen from the first to third embodiments, the exposure unit 6 has a fine adjustment mechanism, so that the position adjustment of the scanning light beam can be easily performed with high accuracy regardless of the conjugate type or the non-conjugated type. It can be carried out. Therefore, the optical scanning optical system that deflects and scans the light beam from the light source unit (laser light source 62) can be configured in various modes, and the degree of freedom in designing the apparatus can be increased. In this regard, the same applies to the exposure apparatus according to a later embodiment.
[0067]
<Fourth to sixth embodiments>
FIG. 13 is a view showing a fourth embodiment of the exposure apparatus according to the present invention. The fourth embodiment is greatly different from the first embodiment in that the scanning light beam scanned in the main scanning direction X by the deflection mirror surface 651 is imaged on the photosensitive member 2. That is, in the first embodiment, the first scanning lens 66 and the second scanning lens 68 constitute an imaging optical system (second optical system), and the scanning light beams L are connected to the photosensitive member 2 by the scanning lenses 66 and 68. I am letting you image. On the other hand, in the fourth embodiment, the scanning light beam L is imaged on the photosensitive member 2 by the single aspherical lens 661 as shown in FIG.
[0068]
The single aspherical lens 661 has a distortion characteristic in which the scanning light beam deflected by the inherent oscillation characteristic of the deflecting mirror surface 651 moves at a constant speed on the surface of each photosensitive member 2, and each photosensitive element The shape of both surfaces in the meridian plane (main scanning plane) are different from each other so as to correct the field curvature aberration in the meridional direction (main scanning direction X) of the scanning light beam at an arbitrary position on the surface of the body 2. And a non-arc curve in the meridional plane of at least one of both surfaces so as to correct the field curvature aberration in the spherical missing direction (corresponding to the rotation direction of the photoconductor 2). The curvature in the sphere direction at the position along the axis is determined so as to change without correlation with the curvature in the meridional direction. Note that the configuration and operation of the single aspherical lens are described in detail in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-60221, and the description thereof is omitted here.
[0069]
When this single lens aspherical lens 661 is used to form an imaging optical system, even a single lens can obtain a very good imaging spot with almost no aberration, and a scanning lens with a wide optical deflection and a short optical axis length. Can be configured. Therefore, it is possible to effectively reduce the size and cost of the exposure unit 6, and thus to reduce the size and cost of the image forming apparatus.
[0070]
Of course, in the fourth embodiment as well, since the exposure unit 6 has a fine adjustment mechanism, the scanning light beam is deviated from the reference scanning position SL0 in the sub-scanning direction Y as in the first embodiment. In addition, the deviation can be corrected to form a high-quality image.
[0071]
Similarly to the second embodiment, a so-called non-conjugated optical system in which the deflection mirror surface 651 is shifted from the conjugate point CP on the surface of the photoreceptor by a distance Δz may be configured (the fifth embodiment shown in FIG. 14). ). Further, similarly to the third embodiment, an optical system in which the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light by the collimator lens 63 and then the collimated light is directly incident on the deflecting mirror surface 651 of the optical scanning element 65. (6th Embodiment shown in FIG. 15) may be comprised. Also in these cases, since the optical scanning element 65 has a fine adjustment mechanism, even if the scanning light beam is deviated from the reference scanning position SL0 in the sub-scanning direction Y, the deviation is corrected and a high quality image is obtained. Can be formed.
[0072]
As can be seen from the fourth to sixth embodiments, since the exposure unit 6 has the fine adjustment mechanism, the position adjustment of the scanning light beam can be easily performed with high accuracy regardless of the conjugate type or the non-conjugated type. Can be done. Therefore, even when the imaging optical system is formed by the single aspherical lens 661, the optical scanning optical system that deflects and scans the light beam from the laser light source 62 can be configured in various modes. Design freedom can be increased. Note that the same applies to the subsequent embodiments in that a single aspherical lens may be used as the imaging optical system.
[0073]
In the first to sixth embodiments, the exposure unit 6 according to the present invention is applied to a color image forming apparatus. However, the invention according to the first to sixth embodiments is also applicable to a monochrome image forming apparatus. Can be applied.
[0074]
In the first to sixth embodiments, the deviation of the scanning light beam with respect to the reference scanning position SL0 is corrected by the fine adjustment function of the exposure unit 6. However, the registration shift is corrected by the fine adjustment function of the exposure unit 6. It is also possible. That is, the registration error can be reduced by adjusting the position of the scanning light beam based on correction information necessary for correcting the registration error, for example, the registration control amount.
[0075]
Here, an example of the registration correction processing will be described with reference to FIG. The correction information necessary for correcting the registration error, for example, the registration control amounts ΔRy, ΔRm, ΔRc, and ΔRk in the figure are obtained before the color image is actually formed, for example, when the power is turned on, and stored in the RAM 107 or the like. Stored in the means. When a color command is formed by giving a print command, the latent image formation position of each color is adjusted in the sub-scanning direction Y based on the registration control amounts ΔRy, ΔRm, ΔRc, ΔRk. That is, first, the laser light source 62 is driven based on the image data indicating the first color black toner image to form a latent image on the photosensitive member 2. At this time, the CPU 101 reads the black registration control amount ΔRk from the RAM 107, and swings the deflection mirror surface 651 about the second axis (sub-scanning deflection axis) AX2 in accordance with the value. As a result, the position SLk of the scanning light beam on the photosensitive member 2 in the sub-scanning direction Y is a position shifted in the sub-scanning direction Y by ΔRk from the registration reference position SL00 ((a) in the figure). As a result, the black toner image moves by ΔRk in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71. The “registration reference position SL00” is a position virtually set for the purpose of understanding the contents of the invention, and means the scanning position of the light beam when the registration control amount is zero.
[0076]
For the second and subsequent colors, the latent image formation, the toner image formation and the transfer operation are performed in the same manner as black and are superimposed on the intermediate transfer belt 71. That is, for cyan, the position SLc of the scanning light beam on the photosensitive member 2 is a position shifted in the sub-scanning direction Y by ΔRc from the registration reference position SL00 ((b) in the figure). As a result, the cyan toner image moves by ΔRc in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71. As for magenta, the position SLm of the scanning light beam on the photosensitive member 2 is a position shifted in the sub-scanning direction Y by ΔRm from the registration reference position SL00 ((c) in the figure). As a result, the magenta toner image moves by ΔRm in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71. For yellow, the position SLy of the scanning light beam on the photosensitive member 2 is a position shifted in the sub-scanning direction Y by ΔRy from the registration reference position SL00 ((d) in the figure). As a result, the yellow toner image moves by ΔRy in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71. Therefore, the toner images of the respective colors are superimposed on the intermediate transfer belt 71 while being shifted by the registration control amounts ΔRy, ΔRm, ΔRc, and ΔRk in the sub-scanning direction Y with respect to the reference position, thereby effectively reducing the registration error.
[0077]
In addition, as described above, the registration deviation is corrected by adjusting the scanning positions SLk, SLc, SLm, and SLy of the scanning light beam. Therefore, the rotation of the photosensitive member 2 and the intermediate transfer belt 71 is performed to correct the registration deviation. It is not necessary to change the speed, and the photosensitive member 2 and the intermediate transfer belt 71 can be run stably. As a result, an image can be formed with excellent quality.
[0078]
In this embodiment, the registration control amount is stored in the RAM 107 as “correction information” of the present invention. Instead of storing the registration control amount itself, values and data related to the registration control amount are stored in the “correction information”. May be stored. In addition, it is desirable to employ a non-volatile memory in order to store correction information such as registration control amounts and related values even when the power is turned off. Further, the correction information may be stored on the controller 11 side. The same applies to the embodiments described later.
[0079]
B. Tandem Image Forming Apparatus <Seventh Embodiment>
FIG. 17 is a view showing an image forming apparatus equipped with the seventh embodiment of the exposure apparatus according to the present invention. This image forming apparatus is a so-called tandem type color printer, and yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) four-color photoconductors 2Y, 2M, and 2C as latent image carriers. 2K are arranged in the apparatus main body 5 side by side. The apparatus forms a full-color image by superimposing the toner images on the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K, or forms a monochrome image using only the black (K) toner image. That is, in this image forming apparatus, when a print command is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer in response to an image formation request from the user, an engine controller is responded to the print command from the CPU 111 of the main controller 11. 10 controls each part of the engine unit EG to form an image corresponding to a print command on a sheet S such as copy paper, transfer paper, paper, and an OHP transparent sheet. The electrical configuration is substantially the same as that of the first embodiment, and will be described with reference to FIGS. 2 and 9 as appropriate.
[0080]
In the engine unit EG, a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit are provided for each of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Since the structure of the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit is the same for all color components, the structure related to yellow will be described here, and the other color components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. .
[0081]
The photoreceptor 2Y is rotatably provided in the direction of the arrow in FIG. A charging unit 3Y, a developing unit 4Y, and a cleaning unit (not shown) are arranged around the photoreceptor 2Y along the rotation direction. The charging unit 3Y is composed of, for example, a scorotron charger, and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoreceptor 2Y to a predetermined surface potential by applying a charging bias from the charging control unit 103. Then, a scanning light beam Ly is emitted from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photoreceptor 2Y charged by the charging unit 3Y. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the yellow image data included in the print command is formed on the photoreceptor 2Y. The exposure unit 6 is not exclusively for yellow, but is provided in common for each color component, and operates in accordance with a control command from the exposure control unit 102. The configuration and operation of the exposure unit 6 will be described in detail later.
[0082]
The electrostatic latent image formed in this way is developed with toner by the developing unit 4Y. The developing unit 4Y contains yellow toner. When a developing bias is applied from the developing device controller 104 to the developing roller 41Y, the toner carried on the developing roller 41Y partially adheres to each surface portion of the photoreceptor 2Y according to the surface potential. As a result, the electrostatic latent image on the photoreceptor 2Y is visualized as a yellow toner image. As the developing bias applied to the developing roller 41Y, a DC voltage or a voltage obtained by superimposing an AC voltage on the DC voltage can be used. In particular, the photosensitive member 2Y and the developing roller 41Y are spaced apart from each other. In a non-contact development type image forming apparatus that develops toner by flying toner with a voltage waveform in which an alternating voltage such as a sine wave, a triangular wave, or a rectangular wave is superimposed on a direct current voltage in order to efficiently fly the toner It is preferable that
[0083]
The yellow toner image developed by the developing unit 4Y is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer region TRy1. The color components other than yellow are also configured in exactly the same way as yellow, and a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed on the photoreceptors 2M, 2C, and 2K, respectively, and a primary transfer region. Primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 71 by TRm1, TRc1, and TRk1, respectively.
[0084]
The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched between two rollers 72 and 73, and a belt driving unit (not shown) that rotates the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction R2 by driving the roller 72 to rotate. ). Further, a secondary transfer roller 74 is provided at a position facing the roller 73 with the intermediate transfer belt 71 interposed therebetween, and is configured to be able to contact and separate with respect to the surface of the belt 71 by an electromagnetic clutch (not shown). Yes. When transferring a color image to the sheet S, the primary transfer timing is controlled to superimpose the toner images to form a color image on the intermediate transfer belt 71, and the color image is taken out from the cassette 8 and transferred to the intermediate transfer belt 71. The color image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer region TR2 between the belt 71 and the secondary transfer roller 74. On the other hand, when a monochrome image is transferred to the sheet S, only the black toner image is formed on the photoreceptor 2K, and the monochrome image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer region TR2. In addition, the sheet S that has received the secondary transfer of the image in this way is conveyed toward the discharge tray portion provided on the upper surface portion of the apparatus main body via the fixing unit 9.
[0085]
The surface potential of each of the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K after the toner image is primarily transferred to the intermediate transfer belt 71 is reset by a neutralizing unit (not shown), and the toner remaining on the surface is cleaned. Then, the next charging is performed by the charging units 3Y, 3M, 3C, and 3K.
[0086]
In the vicinity of the roller 72, a transfer belt cleaner 75, a density sensor 76 (FIG. 2), and a vertical synchronization sensor 77 (FIG. 2) are arranged. Among these, the cleaner 75 can be moved toward and away from the roller 72 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, the blade of the cleaner 75 abuts on the surface of the intermediate transfer belt 71 that is stretched over the roller 72 while moving to the roller 72 side, and the toner that remains on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Remove. The density sensor 76 is provided to face the surface of the intermediate transfer belt 71 and measures the optical density of the patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71. Further, the vertical synchronization sensor 77 is a sensor for detecting the reference position of the intermediate transfer belt 71, and is a synchronization signal output in association with the rotational drive of the intermediate transfer belt 71 in the sub-scanning direction, that is, a vertical synchronization signal. It functions as a vertical sync sensor for obtaining Vsync. In this apparatus, the operation of each part of the apparatus is controlled based on the vertical synchronization signal Vsync in order to align the operation timing of each part and to superimpose toner images of each color accurately.
[0087]
18 is a sub-scan sectional view showing the structure of an exposure unit equipped in the image forming apparatus of FIG. FIG. 19 is a main scanning sectional view showing the structure of the exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG. The exposure unit 6 has an exposure housing 61. A single laser light source 62 is fixed to the exposure housing 61, and a light beam can be emitted from the laser light source 62. As shown in FIG. 9, the laser light source 62 is electrically connected to the light source driving unit 102a of the exposure control unit 102. For this reason, the light source driving unit 102a controls the laser light source 62 on / off according to the image data, and the laser light source 62 emits a light beam modulated according to the image data. Thus, in the present embodiment, the “light source unit” of the present invention is configured by the laser light source 62, and a single light beam is emitted from this light source unit.
[0088]
In the exposure housing 61, a collimator lens 63, a cylindrical lens 64, and an optical scanning element 65 are used to scan and expose the light beam from the laser light source 62 onto the surfaces of the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K. A first scanning lens 66, a folding mirror group 67, and a second scanning lens 68 (68Y, 68M, 68C, 68K) are provided. That is, the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light of an appropriate size by the collimator lens 63 and then incident on the cylindrical lens 64 having power only in the sub-scanning direction as shown in FIG. . The collimated light is converged only in the sub-scanning direction and is linearly formed near the deflection mirror surface 651 of the optical scanning element 65. Since the configuration of the optical scanning element 65 is the same as that of the first embodiment, the description of the configuration is omitted here, and the operation of the optical scanning element 65 will be mainly described.
[0089]
In this embodiment, the light beam is deflected by swinging the deflecting mirror surface 651 about the first axis AX1 by controlling the mirror driving unit composed of the first axis driving unit 102b and the second axis driving unit 102c. Scanning in the main scanning direction X. On the other hand, by swinging the deflection mirror surface 651 about the second axis AX2, the light beam is guided to any one of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K to scan the light beam in the photoconductor. Are selectively switched, and the scanning position of the scanning light beam in the sub-scanning direction Y on each photosensitive member is finely adjusted. Thus, in the present embodiment, the first axis AX1 functions as the main scanning deflection axis, and the second axis AX2 functions as the sub scanning deflection axis.
[0090]
Returning to FIGS. 18 and 19, the description of the exposure unit 6 will be continued. The scanning light beam scanned by the optical scanning element 65 as described above is emitted from the optical scanning element 65 toward the selected photoconductor, and the scanning light beam is emitted from the first scanning lens 66, the folding mirror group 67, and The selected photosensitive member is irradiated through a second optical system constituted by the second scanning lens 68. For example, when the optical scanning element 65 is switched to the yellow photoreceptor 2Y, the yellow scanning light beam Ly is photosensitized through the first scanning lens 66, the folding mirror group 67, and the second scanning lens 68Y. A line-shaped latent image is formed by irradiating the body 2Y. The other color components are exactly the same as yellow.
[0091]
Next, the operation of the image forming apparatus according to the seventh embodiment will be described. In this image forming apparatus, when a color print command is given from an external device such as a host computer, the image data included in the print command is stored in the image memory 113. Then, the main controller 11 performs color separation to obtain a one-line image data group for each color component. When the main controller 11 completes the color separation for one page or a predetermined block of the image data D, the main controller 11 outputs one-line image data from the image memory 113 at a timing corresponding to the latent image writing timing to each photoconductor 2. Read in order.
[0092]
Then, laser modulation data (PWM data) for pulse width modulation of the laser light source 62 is created based on the serial data consisting of the one-line image data read out in this way, and the engine controller 10 is connected via a video IF (not shown). Output to. For example, when one line image data is read from the image memory 113 serially in the order of Y → M → C → K → Y..., PWM data corresponding to each one line image data is given to the engine controller 10.
[0093]
On the other hand, the engine controller 10 that has received the PWM data scans the scanning light beam only on the photoconductor corresponding to the PWM data at each timing while rotating the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K at a constant speed V. A line latent image is formed. That is, when the PWM data is given, first, a light beam is emitted from the laser light source 62 to the optical scanning element 65 while the laser light source 62 is ON / OFF controlled corresponding to one line image data of yellow. At this timing, the deflection mirror surface 651 is rotated and positioned around the second axis AX2 which is the sub-scanning deflection axis by energizing the coil 655 from the second axis driving unit 102c, and the light beam is guided to the photoreceptor 2Y. Is set as follows. Then, after the oscillation around the second axis AX2 is stopped, a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b in the set state, thereby serving as the main scanning deflection axis. The deflecting mirror surface 651 is reciprocally oscillated around the first axis AX1 to deflect the light beam and scan it in the main scanning direction X. As a result, as shown in FIG. 20A, the scanning light beam Ly is scanned only on the photoreceptor 2Y to form a line latent image corresponding to yellow one-line image data.
[0094]
When the formation of the line latent image is completed, a light beam is emitted from the laser light source 62 to the optical scanning element 65 while the laser light source 62 is ON / OFF controlled corresponding to the magenta one-line image data at the next timing. . At this timing, the deflection mirror surface 651 is rotated and positioned about the second axis AX2 by energizing the coil 655 from the second axis driving unit 102c, and the light beam is guided to the photosensitive member 2M. . Then, a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b in the set state, and the deflection mirror surface 651 is reciprocally oscillated around the first axis AX1, thereby deflecting the light beam. Thus, scanning is performed in the main scanning direction X. As a result, as shown in FIG. 20B, the scanning light beam is scanned only on the photosensitive member 2M, and a line latent image corresponding to one line image data of magenta is formed.
[0095]
Further, in the same manner as described above, at each timing, a cyan line latent image, a black line latent image, a yellow line latent image,... Are formed on the photoreceptor 2 having the corresponding color components. Thus, latent images corresponding to the image data are formed on the respective photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K. These latent images are developed by the developing units 4Y, 4M, 4C, and 4K to form toner images of four colors. Also, by controlling the primary transfer timing, the toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image. Thereafter, the color image is secondarily transferred onto the sheet S and further fixed onto the sheet S.
[0096]
As described above, according to this embodiment, one line image data is sequentially read from the image memory 113 at a timing according to the latent image writing timing to each photoconductor 2 to create PWM data. The laser light source 62 is modulated in accordance with the PWM data, and the light beam from the laser light source 62 is deflected in the main scanning direction X to form a scanning light beam. Moreover, since the photosensitive member 2 irradiated with the scanning light beam from the deflection mirror surface 651 is selectively switched according to the reading order of the one-line image data, a line latent image is formed on the photosensitive member 2 according to the switching operation. It is formed. As described above, the scanning light beams Ly, Lm, Lc, and Lk are respectively scanned on the surfaces of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K in spite of having only one laser light source 62. Line latent images can be formed on the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Therefore, the apparatus can be reduced in size and cost as compared with the conventional apparatus that requires four light sources. Moreover, optical adjustment workability can be simplified.
[0097]
In addition, the optical scanning element 65 adjusts the position of the scanning light beam in the sub-scanning direction Y by deflecting the light beam from the laser light source 62 in the sub-scanning direction Y at the same time as the deflection scanning operation, thereby selecting the photoconductor switching. At the same time, the position SL of the scanning light beam on the photosensitive member 2 can be adjusted in the sub-scanning direction Y. Therefore, the scanning position of the light beam in the sub-scanning direction Y on each photoconductor 2Y, 2M, 2C, 2K can be easily adjusted with high accuracy. As a result, even if the scanning light beam is deviated from the reference scanning position SL0 in the sub-scanning direction Y due to component error or assembly error, the deviation can be corrected and a high quality image can be formed.
[0098]
Here, an example of the fine adjustment process will be described with reference to FIG. For example, in the final adjustment stage after the product assembly, for each color component, the scanning position SL of the scanning light beam is shifted in the sub-scanning direction Y from the reference scanning position SL0 indicated by the broken line in the figure by the amounts Δyy, Δym, Δyc, Δyk. If a deviation is found, it can be adjusted as follows. That is, if the deviation information of each color component is obtained and stored in the RAM 107 functioning as the “storage unit” of the present invention, the CPU 101 reads out the deviation amount from the RAM 107, and the second mirror surface 651 is set in correspondence with each value. It is swung around an axis (sub-scanning deflection axis) AX2. As a result, for any color component, the position of the scanning light beam on the photosensitive member 2 in the sub-scanning direction Y is adjusted, and the scanning position SL of the scanning light beam matches the reference scanning position SL0. As described above, the scanning position SL of the light beam L in the sub-scanning direction Y can be easily matched with the reference scanning position SL0 with high accuracy, and as a result, a high-quality image can be formed.
[0099]
In the seventh embodiment, the deviation of the scanning light beam with respect to the reference scanning position SL0 is corrected by the fine adjustment function of the exposure unit 6. However, the registration shift can be corrected by the fine adjustment function of the exposure unit 6. It is. That is, the registration error can be reduced by adjusting the position of the scanning light beam based on correction information necessary for correcting the registration error, for example, the registration control amount.
[0100]
Here, an example of registration correction processing in the tandem image forming apparatus will be described with reference to FIG. The correction information necessary for correcting the registration error, for example, the registration control amounts ΔRy, ΔRm, ΔRc, and ΔRk in the figure are obtained before the color image is actually formed, for example, when the power is turned on, and stored in the RAM 107 or the like. Stored in the means. When a color command is formed by giving a print command, the latent image formation position of each color is adjusted in the sub-scanning direction Y based on the registration control amounts ΔRy, ΔRm, ΔRc, ΔRk. That is, for black, the laser light source 62 is driven based on the image data indicating the toner image, and a latent image is formed on the photoreceptor 2. At this time, the CPU 101 reads the black registration control amount ΔRk from the RAM 107, and swings the deflection mirror surface 651 about the second axis (sub-scanning deflection axis) AX2 in accordance with the value. As a result, the position SLk of the scanning light beam on the photoconductor 2 in the sub-scanning direction Y is a position shifted in the sub-scanning direction Y by ΔRk from the registration reference position SL00. As a result, the black toner image moves by ΔRk in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71.
[0101]
For other toner colors, latent image formation, toner image formation, and transfer operation are performed in the same manner as black, and are superimposed on the intermediate transfer belt 71. That is, for cyan, the position SLc of the scanning light beam on the photoreceptor 2 is a position shifted in the sub-scanning direction Y from the registration reference position SL00 by ΔRc. As a result, the cyan toner image moves by ΔRc in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71. For magenta, the position SLm of the scanning light beam on the photosensitive member 2 is a position shifted in the sub-scanning direction Y by ΔRm from the registration reference position SL00. As a result, the magenta toner image moves by ΔRm in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71. For yellow, the position SLy of the scanning light beam on the photosensitive member 2 is a position shifted in the sub-scanning direction Y by ΔRy from the registration reference position SL00. As a result, the yellow toner image moves by ΔRy in the sub-scanning direction Y and is transferred onto the intermediate transfer belt 71. Therefore, the toner images of the respective colors are superimposed on the intermediate transfer belt 71 while being shifted by the registration control amounts ΔRy, ΔRm, ΔRc, and ΔRk in the sub-scanning direction Y with respect to the reference position, thereby effectively reducing the registration error.
[0102]
In addition, as described above, since the registration shift is corrected by adjusting the scanning positions SLk, SLc, SLm, and SLy of the scanning light beam, each of the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K is corrected to correct the registration shift. In addition, it is not necessary to change the rotation speed of the intermediate transfer belt 71, and the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K and the intermediate transfer belt 71 can be stably driven. As a result, an image can be formed with excellent quality.
[0103]
In the seventh embodiment, the present invention is applied to a color image forming apparatus using four color toners, but the application target of the present invention is not limited to this. In other words, the present invention is applicable to all tandem image forming apparatuses using a plurality of colors of toner.
[0104]
C. Others <Eighth Embodiment>
Incidentally, during the operation of the image forming apparatus, the scanning position SL of the scanning light beam in the sub-scanning direction Y may deviate from the reference scanning position SL0 due to a change in the operating environment as described above. Therefore, in order to solve such problems and improve the image quality, for example, a misalignment detector shown in FIG. 22 may be provided to actively correct misalignment of the scanning position SL. The eighth embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG.
[0105]
FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a misalignment detector provided in the image forming apparatus according to the present invention. This misalignment detector 200 is obtained by attaching two photosensors 202 and 203 to a sensor base 201 at a predetermined distance in the main scanning direction X. These photosensors 202 and 203 have a rectangular effective sensing area. One photosensor 202 is arranged so that the longitudinal direction of the effective sensing region 202a is substantially orthogonal to the main scanning direction X. The other photosensor 203 is arranged so that the longitudinal direction of the effective sensing region 203a is inclined with respect to the main scanning direction X by an angle θ. For this reason, when the scanning position SL is shifted in the sub-scanning direction Y with respect to the reference scanning position SL0, the sensing position in the photo sensor 203 is shifted in the main scanning direction X as shown in FIG. For example, the sensing interval SD0 is at the reference scanning position SL0, and when the light beam scans on the reference scanning position SL0, the scanning time is the reference time t0. On the other hand, when the scanning position is shifted by Δy in the sub-scanning direction Y, the scanning position SL has the sensing interval SD, and when the light beam scans over the scanning position SL, the scanning time becomes the measurement time tm. . Therefore, the shift amount Δy can be detected based on the time difference (= tm−t0). In this way, the misalignment detector 200 functions as the “first detection means” of the present invention.
[0106]
In the eighth embodiment, the photosensors 202 and 203 are electrically connected to the CPU 101. Based on the output signals from the photosensors 202 and 203, the CPU 101 calculates the following equation, that is, Δy = Vs × (tm−t0) × tan θ.
(Where Vs is the scanning speed of the light beam),
Based on this, a positional deviation amount Δy in the sub-scanning direction Y is obtained. Further, the fine adjustment mechanism adjusts the position of the scanning light beam in accordance with the positional deviation amount Δy of the scanning position.
[0107]
As described above, according to the eighth embodiment, the positional deviation detector 200 detects the deviation amount Δy with respect to the reference scanning position SL0 on the photoconductor in the sub-scanning direction Y, and the sub-adjustment mechanism uses the sub-adjustment mechanism based on the detection result. By adjusting the position SL of the scanning light beam in the scanning direction Y, the scanning light beam can be matched with the reference scanning position SL0. That is, the active adjustment of the position of the scanning light beam in the sub-scanning direction Y during the operation of the apparatus eliminates the deviation of the scanning position SL of the light beam in the sub-scanning direction Y from the reference scanning position SL0. An image can be formed.
[0108]
<Ninth Embodiment>
In this type of image forming apparatus, latent image formation, development processing, transfer processing, and the like are controlled based on the vertical synchronization signal Vsync. However, since the scanning timing of the light beam, that is, the horizontal synchronization signal HSYNC is asynchronous with the vertical synchronization signal Vsync, a registration error corresponding to the maximum synchronization error of the vertical synchronization signal and the scanning timing occurs. Therefore, it is desirable to consider the registration error caused by the synchronization error.
[0109]
Therefore, in the ninth embodiment, the difference between the horizontal synchronization signal HSYNC and the vertical synchronization signal Vsync is detected as “information on registration error” of the present invention, and the detection result is read from the storage means such as the RAM 107. In addition to the above, the registration deviation is corrected. Therefore, the registration error can be further reduced, and the image quality can be improved. In addition, excellent response is required to eliminate the registration error caused by the synchronization error, but this requirement can be satisfied by performing active control based on the fine adjustment mechanism, and the image with excellent quality. Can be formed. Here, the vertical synchronization sensor 77 and the synchronization sensor 60 correspond to the “second detection means” of the present invention.
[0110]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the “light source unit” of the present invention is configured by a single laser light source 62, but a plurality of light sources are provided in the light source unit and a plurality of light beams parallel to each other are emitted from the light source unit. You may make it do.
[0111]
In the above embodiment, the present invention is applied to a color image forming apparatus using four colors of toner, but the application target of the present invention is not limited to this. In other words, the present invention is applicable to all image forming apparatuses that form a color image by superimposing a plurality of color toner images on a transfer medium such as a transfer belt, a transfer sheet, or a transfer drum.
[0112]
In the above embodiment, the description is given using a printer that prints an image included in the print command on a sheet S such as transfer paper or copy paper based on a print command given from an external device such as a host computer. The present invention is not limited to this, and can be applied to all electrophotographic image forming apparatuses including a copying machine and a facsimile apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an image forming apparatus equipped with a first embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG.
3 is a sub-scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit equipped in the image forming apparatus of FIG. 1. FIG.
4 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a sub-scan sectional view in which the optical configuration of the exposure unit is developed.
FIG. 6 is a perspective view showing an optical scanning element as one component of the exposure unit.
7 is a cross-sectional view taken along a first axis of the optical scanning element of FIG.
8 is a cross-sectional view taken along a second axis of the optical scanning element of FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an exposure unit and an exposure control unit.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a relationship between a scanning position of a scanning light beam on a photosensitive member and a reference scanning position.
FIG. 11 is a view showing a second embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 12 is a view showing a third embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 13 is a view showing a fourth embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 14 shows a fifth embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 15 is a drawing showing a sixth embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 16 is a diagram schematically showing a relationship between a scanning position of a scanning light beam on a photosensitive member and a resist reference position.
FIG. 17 is a view showing an image forming apparatus equipped with a seventh embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.
18 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG. 17;
19 is a main scanning sectional view showing the structure of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG.
FIG. 20 is a diagram schematically illustrating a relationship between a scanning position of a scanning light beam on a photosensitive member and a reference scanning position.
FIG. 21 is a diagram schematically illustrating a relationship between a scanning position of a scanning light beam on a photosensitive member and a resist reference position.
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a misregistration detector provided in the image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2, 2Y, 2M, 2C, 2K ... photosensitive member, 4,4Y, 4M, 4C, 4K ... developing unit, 6 ... exposure unit (exposure means, exposure device), 7 ... transfer unit (transfer means), 60 ... synchronization Sensor (second detection means), 62 ... Laser light source, 65 ... Optical scanning element (optical scanning means), 71 ... Intermediate transfer belt, 77 ... Vertical synchronization sensor (second detection means), 101 ... CPU (control means), 102b ... 1st axis drive part (mirror drive part), 102c ... 2nd axis drive part (mirror drive part), 107 ... RAM (storage means), 200 ... Misalignment detector (first detection means), 652 ... Silicone Substrate, 653 ... outer movable plate, 656 ... inner movable plate, 661 ... single aspherical lens (imaging optical system), AX1 ... first axis (main scanning deflection axis), AX2 ... second axis ( Sub-scanning deflection axis), L, Ly, Lm, Lc, L k ... Scanning light beam, X ... Main scanning direction, Y ... Sub scanning direction

Claims (1)

潜像担持体と、
光ビームを射出する光源部と、偏向ミラー面を有する内側可動部材と、前記内側可動部材を主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、前記外側可動部材を前記主走査偏向軸とは異なる副走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、前記内側可動部材を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動し、また前記外側可動部材を前記副走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを有し、前記潜像担持体の表面に前記光ビームを主走査方向に走査させる露光手段と、
前記露光手段を制御して副走査方向における前記潜像担持体上での走査光ビームの位置を調整しながら、前記潜像担持体上に走査光ビームを照射して潜像を形成する制御手段と
を備え、
枠状の前記外側可動部材が前記支持部材に軸支され、平板状の前記内側可動部材が前記外側可動部材の内側に軸支され、
前記ミラー駆動部によって前記内側可動部材を前記主走査偏向軸回りに共振モードで揺動させて前記光源部からの光ビームを前記偏向ミラー面により前記主走査方向に走査させる一方、前記副走査偏向軸回りに前記外側可動部材を非共振モードで揺動位置決めして前記副走査方向における前記走査光ビームの位置を前記偏向ミラー面により調整し、
前記潜像担持体と前記偏向ミラー面とが光学的に非共役な関係となるように構成され、
前記制御手段は、前記偏向ミラー面の傾きにより発生する前記副走査方向における光ビームの走査位置の誤差に基づき前記ミラー駆動部を制御して、前記副走査方向における前記潜像担持体上での走査光ビームの位置を調整することを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier;
A light source that emits a light beam, an inner movable member having a deflection mirror surface, an outer movable member that swingably supports the inner movable member about a main scanning deflection axis, and the outer movable member for the main scanning deflection. A support member that is swingably supported around a sub-scanning deflection axis different from the shaft, the inner movable member is driven to swing around the main scanning deflection axis, and the outer movable member is moved around the sub-scanning deflection axis. An exposure unit that scans the surface of the latent image carrier in the main scanning direction with a mirror driving unit that swings.
Control means for controlling the exposure means to adjust the position of the scanning light beam on the latent image carrier in the sub-scanning direction to form a latent image by irradiating the latent image carrier with the scanning light beam. When
With
The frame-shaped outer movable member is pivotally supported by the support member, and the plate-shaped inner movable member is pivotally supported by the inner side of the outer movable member.
While the inner movable member is swung in the resonance mode around the main scanning deflection axis by the mirror driving unit, the light beam from the light source unit is scanned in the main scanning direction by the deflection mirror surface, while the sub-scanning deflection is performed. Adjusting the position of the scanning light beam in the sub-scanning direction by the deflection mirror surface by oscillating and positioning the outer movable member around the axis in a non-resonant mode;
The latent image carrier and the deflection mirror surface are configured to be in an optically non-conjugated relationship,
The control means controls the mirror driving unit based on an error in the scanning position of the light beam in the sub-scanning direction generated by the tilt of the deflecting mirror surface, and controls the latent image carrier on the latent image carrier in the sub-scanning direction. An image forming apparatus for adjusting a position of a scanning light beam.
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