JP2007199142A - 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 折り返しミラーによる光ビームの折り返しによって生じるカラー画像の色ムラを低減できるようにした光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色に対応する４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋのうち、最も明度が高く視認性の低いイエローの画像に対応する光ビーム２１Ｙの光路に配置される折り返しミラー２３Ｙの枚数が最も多くなるように構成し、更に、最も明度が低く視認性の高いブラックの画像に対応する光ビーム２１Ｋの光路に配置される折り返しミラー２３Ｋの枚数が最も少なくなるように構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等の画像形成装置に用いられる光ビームを走査して画像を書き込み形成する光走査装置に関するものであり、特にカラーレーザプリンタ及びデジタルカラー複写機等のカラー画像形成装置に好適に用いられる光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いる画像形成装置では、帯電手段によって均一に帯電された感光体ドラムの表面に、入力された画像データに基づいて変調した光ビームを走査させる光走査装置が備えられており、この光走査装置によって形成された静電潜像が、現像手段によってトナー像に現像され、そして、このトナー像を記録用紙等に転写することによって画像形成が行われている。

ところで、カラー画像形成装置の高速化に伴い、例えば、４つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体ドラムに対応した複数の光走査装置で同時に露光して静電潜像をつくり、これらの静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等の各々異なる色の現像剤を使用する現像手段で現像した後、これらのトナー像を同一の記録用紙に順次重ね合わせて転写し、カラー画像を得るデジタル複写機やレーザープリンタが実用化されている（所謂、４ドラムタンデム方式）。

このような４ドラムタンデム方式では、カラーもモノクロも同じ速度で出力できるため、高速プリントに有利であるが、その反面、４つの感光体ドラムに対応して、４つの光走査装置を有し、露光をするため装置が大型化する傾向があった。しかし、近年、画像形成装置の小型化の要請により各色ごとに設けられた光源から射出された複数の光ビームを、１つの偏向器で偏向させ、それぞれを異なる感光体に導いて露光走査することにより、小型化を図った光走査装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）

しかし、特許文献１に提案されているような光走査装置では、偏向された複数の光ビームの光路分離を容易にするために、光ビームが偏向器に対して副走査方向にそれぞれ異なる角度で入射するように構成されている。そのため、偏向器により偏向された光ビームには、それぞれ異なる量のボウが発生してしまい、ボウの量が各光ビームで異なるためカラー画像に色ズレが発生してしまう。

そこで、特許文献２には、異なる色の現像剤に対応した複数の光ビームのうち、視認性の高い、明度の低い現像剤に対応した光ビームの偏向器への入射角を小さく設定し、視認性の低い、明度の高い現像剤に対応した光ビームの偏向器への入射角を大きく設定することにより、光ビームに発生したボウに起因する、カラー画像における色ずれや像湾曲が認識され難くした光走査装置が提案されている。
特開２０００−１８０７５０号公報 特開２００５−２８８８２５号広報

しかしながら、特許文献２に提案されているような光走査装置では、それぞれの感光体に光ビームを導くために光走査装置内に反射手段として複数の折り返しミラーを配置する必要がある。この折り返しミラーの反射率には入射角依存性があり、反射された光ビームの像高中央部と端部には強度に差が生じることとなる。そのため、折り返し回数が増加するにつれ像高中央部と端部の光ビーム強度の差は大きなものとなり、色ムラのないカラー画像を形成することが困難であった。

本発明においては上述の事情に鑑み、折り返しミラーによる光ビームの折り返しによって生じるカラー画像の色ムラを低減できるようにした光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、複数の独立した光源から射出された、異なる明度の現像剤の画像に対応した光ビームを、偏向器の同一の反射面に副走査方向に異なる入射角で入射させ偏向した後、偏向された複数の光ビームを複数の反射手段によって折り返し、各々異なる感光体の表面へと配光する光走査装置において、前記複数の光ビームの光路のうち、最も明度の高い現像剤の画像に対応した光ビームの光路が、折り返し回数が最も多く構成されることを特徴としている。

また本発明は、複数の独立した光源から射出された、異なる明度の現像剤の画像に対応した光ビームを、偏向器の同一の反射面に副走査方向に異なる入射角で入射させ偏向した後、偏向された複数の光ビームを複数の反射手段によって折り返し、各々異なる感光体の表面へと配光する光走査装置において、前記複数の光ビームの光路のうち、最も明度の低い現像剤の画像に対応した光ビームの光路が、折り返し回数が最も少なく構成されることを特徴としている。

また本発明は、カラー画像形成装置において、上記第１又は第２の構成の光走査装置を備えたことを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、最も明度の高い現像剤の画像に対応した光ビームの光路を、折り返し回数が最も多く構成することにより、最も折り返し回数が多い光ビームは、像高中央部と端部の光ビーム強度の差が最も大きなものとなり、形成される画像に生じる色ムラも最も大きなものとなるが、現像剤の明度が高く視認性が低いため、カラー画像における色ムラが認識され難くなる。

また、本発明の第２の構成によれば、最も明度の低い現像剤の画像に対応した光ビームの光路を、折り返し回数が最も少なく構成することにより、視認性の高い明度の低い現像剤の画像の色ムラを最も小さくできるため、カラー画像における色ムラが認識され難くなる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の光走査装置をカラー画像形成装置に用いることにより、光ビームの折り返しによって生じるカラー画像の色ムラが認識され難くなる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の光走査装置を備えた画像形成装置の概略構成図であり、ここでは４ドラムタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。

カラー画像形成装置１の下部には、積載された用紙束を収容する給紙カセット等の給紙部２が設けられている。この給紙部２の一端部には、積載された用紙Ｐを最上位紙から１枚ずつ給紙するための分離給送手段３が設けられている。そして分離給送手段３の上部には、上方へ延びて本体上面に形成された排出トレイ４に至る用紙搬送路５が形成されている。この用紙搬送路５に沿って、用紙搬送方向上流から順に、分離給送手段３、搬送ローラ対６、レジストローラ対７、転写ローラ８、定着ローラ対９及び排紙ローラ対１０が配置されている。

転写ローラ８の右側には、中間転写ベルト１１が回転自在に配設されている。中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３とに掛け渡されており、駆動ローラ１２が回転駆動することにより、時計回りに回転されるようになっている。また、駆動ローラ１２は中間転写ベルト１１を介して上記転写ローラ８と当接している。なお、中間転写ベルト１１には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが好適に用いられる。

中間転写ベルト１１の下方には、回転方向に沿って、図１においては右側から順に、４つの画像形成部１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ及び１４Ｋが配設されている。これらの画像形成部１４Ｃ〜１４Ｋは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これら画像形成部１４Ｃ〜１４Ｋには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ及び１５Ｋが配設されており、回転自在に配設された各感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋの周囲には、感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋを帯電させる帯電器１６と、感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋ上にトナー像を形成する現像ユニット１７と、感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋ上に残留した現像剤を除去するクリーニング部１８と、中間転写ベルト１１を介して感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋと当接する中間転写ローラ１９がそれぞれ配置されており、更に感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋの下方には各感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋに画像情報を露光する光走査装置２０が配置されている。

次に、上記のように構成されたカラー画像形成装置１による画像形成動作について説明する。ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、各感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋが回転駆動されることにより、帯電器１６によって感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋの表面が一様に帯電される。次いで入力された画像信号に基づいて光走査装置２０によって光ビームが照射され、各感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋ上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。

そして、現像ユニット１７に図示しない補給装置から充填されたシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色の現像剤が、感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋに供給され、静電潜像に応じたトナー像が形成される。中間転写ベルト１１に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ１９によって、感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト１１上に転写される。

これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋの表面に残留した現像剤はクリーニング部１８により除去される。

また、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１２の回転に伴い中間転写ベルト１１が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ対７から所定のタイミングで中間転写ベルト１１に隣接して設けられた転写ローラ８へ搬送され、フルカラー画像が用紙Ｐへ転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは定着ローラ対９へと搬送され、定着ローラ対９により加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、排出ローラ対１０によって排出トレイ４に排出される。

図２を参照して、光走査装置２０についてさらに説明する。図２は光走査装置の構成を示す概略構成図であり、説明の便宜上、各画像形成部に配設された感光体ドラム１５Ｃ〜１５Ｋを図示している。光走査装置２０は、画像信号に基づいて変調した光ビーム２１を射出する図示しない４つの光源、ポリゴンミラー２２及び複数の折り返しミラー２３を備えている。

図示しない４つの光源は、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像信号に基づいて変調した光ビーム２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ及び２１Ｋを射出し、これら４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋはポリゴンミラー２２の反射面へと入射される。この時、ポリゴンミラー２２によって偏向された４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋの光路分離を容易にするために、４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋはポリゴンミラー２２に対して副走査方向にそれぞれ異なる角度で入射するように構成されている。

そして、光ビームの偏向手段であるポリゴンミラー２２は、光走査装置２０内に回転自在に配設されており、回転軸２２ａを中心に回転することによって、反射面に入射された４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋを等角速度偏向する。偏向された４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋはそれぞれの光路に配置された反射手段である折り返しミラー２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ及び２３Ｋによって数回折り返され、各感光体ドラム１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ，１５Ｋの表面へと配光される。

ここで、光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋの光路に配置される折り返しミラー２３Ｃ〜２３Ｋは、光路の設定やレイアウトの都合上、それぞれの光路ごとに配置される枚数が異なるが、本発明に係る光走査装置２０においては、図２に示すように、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色に対応する４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋのうち、最も明度が高く視認性の低いイエローの画像に対応する光ビーム２１Ｙの光路に配置される折り返しミラー２３Ｙの枚数が最も多くなるように構成されている。

このように構成することにより、最も折り返し回数が多い光ビームは、像高中央部と端部の光ビーム強度の差が最も大きなものとなり、形成される画像に生じる色ムラも最も大きなものとなるが、これを視認性の低いイエローの画像に対応する光ビーム２１Ｙとすることにより、カラー画像における色ムラが認識され難くなる。

更に、本発明に係る光走査装置２０においては、図２に示すように、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色に対応する４つの光ビーム２１Ｃ〜２１Ｋのうち、最も明度が低く視認性の高いブラックの画像に対応する光ビーム２１Ｋの光路に配置される折り返しミラー２３Ｋの枚数が最も少なくなるように構成されている。

このように構成することにより、視認性の高いブラックの画像に対応した光ビーム２１Ｋの折り返し回数は最も少なくなり、像高中央部と端部の光ビーム強度の差は最も小さなものとなり、形成される画像の色ムラは最も小さくなるため、カラー画像における色ムラが認識され難くなる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、中間転写ベルトを用いた画像形成装置を用いて説明しているが、転写ベルトに用紙を担持させて複数の感光体ドラムに形成された画像を直接用紙に重ねて転写することによりカラー画像形成を行う画像形成装置にも利用することができ、また、フルカラー画像を得るためにイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の現像剤を用いた画像形成装置について説明を行ったが、別の色相の色材を備えた画像形成装置や、色数が異なる画像形成装置にも利用することができる。

また、ここでは１つのポリゴンミラー２２を備えた光走査装置内についてのみ説明したが、例えば装置内に２つのポリゴンミラー２２を備え、一方のポリゴンミラーでシアン及びマゼンタの光ビーム２１Ｃ、２１Ｍを偏向し、他方のポリゴンミラーでイエロー及びブラックの光ビーム２１Ｙ、２１Ｋを偏向する構成の光走査装置についても全く同様に適用できる。

本発明は、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等の画像形成装置に備えられる光ビームを走査して画像を書き込み形成する光走査装置に利用することができ、特にカラーレーザプリンタ及びデジタルカラー複写機等のカラー画像形成装置に備えられる光走査装置に好適に利用することができる。

は、本発明の光走査装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 は、光走査装置の構成を示す概略構成図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ，１５Ｋ 感光体ドラム
２０ 光走査装置
２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ，２１Ｋ 光ビーム
２２ ポリゴンミラー
２２ａ 回転軸
２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ，２３Ｋ 折り返しミラー

Claims (3)

1. 複数の独立した光源から射出された、異なる明度の現像剤の画像に対応した光ビームを、偏向器の同一の反射面に副走査方向に異なる入射角で入射させ偏向した後、偏向された複数の光ビームを複数の反射手段によって折り返し、各々異なる感光体の表面へと配光する光走査装置において、
   前記複数の光ビームの光路のうち、最も明度の高い現像剤の画像に対応した光ビームの光路に、前記反射手段が最も多く配置されることを特徴とする光走査装置。
2. 複数の独立した光源から射出された、異なる明度の現像剤の画像に対応した光ビームを、偏向器の同一の反射面に副走査方向に異なる入射角で入射させ偏向した後、偏向された複数の光ビームを複数の反射手段によって折り返し、各々異なる感光体の表面へと配光する光走査装置において、
   前記複数の光ビームの光路のうち、最も明度の低い現像剤の画像に対応した光ビームの光路に、前記反射手段が最も少なく配置されることを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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