JP2002174792A - 電子写真装置の光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真装置の光走査装置における印刷密度
や印刷速度の変更に伴って、回転多面鏡の面数やレーザ
ビームの本数を変えることなく同一の回転多面鏡を使用
できるようにして、変更に必要な開発費用や期間を抑制
し、装置コストを抑えることである。 【解決手段】 本発明によれば、電子写真方式印刷装置
の光走査機構において、回転多面鏡の回転角検出周期
を、回転多面鏡走査周期の２以上の整数倍とすることに
より、回転多面鏡の隣接する少なくともひとつの反射面
が光走査に関与しないようにし、回転多面鏡の回転数を
一定の範囲内に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、複写機などの、静電潜像を形成する感光体とレー
ザ光源と回転多面鏡とを有する電子写真装置の光走査装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の潜像形成装置には、ＬＥ
Ｄアレイを光源として感光体上に露光する方式と、レー
ザを光源として回転多面鏡で感光体上に光走査する方式
のものがある。後者方式は、印刷速度、印刷密度などに
対する汎用性や印刷品質、信頼性など多くの点で優れ、
広く普及している。回転多面鏡は、電子写真方式印刷装
置の印刷精度や印刷品質を決定づける重要な装置のひと
つで、一般的には６〜１２程度の反射面を有する正多角
形の反射鏡で、鏡面の角度、面精度は精密に加工されて
いる。また、回転軸受けは使用する回転数に応じてボー
ルベアリングやエアベアリングなどが用いられ、回転ム
ラや回転軸の振れは高精度に制御、調整されている。所
定のスポット形状に結像されたレーザ光は、回転多面鏡
に入射し回転する反射面で反射されながら走査され、感
光体上に所望のスポット形状で結像する。回転多面鏡に
よる主走査と感光体の回転による副走査とをしながらレ
ーザ出力を制御することにより、感光体上に二次元潜像
を形成する。

【０００３】以下に従来の光走査機構を、一例として図
１に図示しながら、動作原理を説明する。

【０００４】まず、上記主走査の過程について、装置お
よび動作の説明をする。レーザ１から発振された光２
は、コリメータレンズ３、シリンドリカルレンズ４を通
り、所定の形状に結像されて回転多面鏡５に入射する。
回転多面鏡５は図示時計周り方向に回転し、反射光６は
矢印７方向に走査される。反射光６はＦθレンズ８や長
尺シリンドリカルレンズ９などにより、感光体１０上で
結像する。回転多面鏡５により走査された反射光７の一
部は反射鏡１１により反射され、感光体１０上を走査す
る直前に光センサ１２に導かれるように構成される。印
刷装置が印刷可能な状態になると、光センサ１２は反射
光６の入射を待機して、入射を検知するとレーザ光２は
一旦オフし所定の時間後、印刷データに応じてレーザ１
の出力を変えながら回転多面鏡５により感光体１０上を
走査(主走査)する。このように回転多面鏡５の１面での
走査が、感光体１０上での１回の主走査(ラスタ)に対応
し、一次元の潜像が形成される。

【０００５】次に、感光体１０の回転による副走査の過
程について説明する。上記のように１回目の主走査によ
る一次元潜像が形成された後、再び光センサ１２は待機
状態となり次の入射を検出すると上記動作を繰り返し、
２回目の主走査が完了する。この間、感光体１０は印刷
速度に応じた所定の回転数で回転しており、１回目と２
回目との主走査位置はわずかにずれることになる。この
動作を繰り返すことにより副走査が完了し、感光体１０
上に二次元潜像が形成される。

【０００６】上記の主走査、副走査による二次元潜像の
形成過程を、タイミングチャートで示した図が図２であ
る。回転多面鏡５の回転数をＮ(-sec.)とし面数をｎと
した時、回転多面鏡の回転角検出周期（上記光センサ１
２の入射検出周期＝ＢＤ周期）Ｒ(sec.)は、

【０００７】

【式１】Ｒ＝１／ｎＮ となり、回転多面鏡走査周期と同じである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】回転多面鏡の回転数
は、印刷装置の仕様（印刷密度と印刷速度）と、印刷装
置の諸元（回転多面鏡の面数とレーザビームの本数）と
で決定され、回転多面鏡の回転数Ｎ(-sec.)は、印刷密
度をｄ(dpi、dot/inch)、印刷速度をｓ(ips、inch/se
c.)、回転多面鏡の面数をｎ、レーザビームの本数をＬ
とすると、

【０００９】

【式２】Ｎ＝（ｄｘｓ）／（ｎｘＬ） となる。従来技術によれば、多様な要求仕様（印刷密度
と印刷速度）に対して、回転多面鏡の回転数を変えた
り、回転多面鏡の面数やレーザビームの本数を変えて対
応してきた。

【００１０】例えば、印刷密度240dpi・印刷速度3.55ip
sの低速仕様を、同600dpi・7.1ipsの高速仕様に変更す
る場合には下記の方法がある。

【００１１】第一に、８面の回転多面鏡と１本のレーザ
ビームとを変えないで対応する場合である。この場合、
回転多面鏡の回転数は、6,390rpmから31,950rpmまでカ
バーする必要がある。一般的に、回転多面鏡の回転軸受
けは、回転数が10,000rpm未満の低回転域ではボールベ
アリングなどの接触式軸受け、10,000〜40,000rpm程度
の高回転域ではエアベアリングなどの非接触式軸受けが
用いられ、それぞれの回転域に最適な制御・調整がされ
ている。従って、上記例のように、回転多面鏡の回転数
を6,390rpmの低速域から31,950rpmの高速域まで変える
ことは、軸受け部の構造を変えた２種類の回転多面鏡を
必要とすることを意味しており、多大な開発費と開発時
間とを要することになる。

【００１２】別の対応策としては、回転多面鏡の面数を
変えることである。すなわち、印刷密度240dpi・印刷速
度3.55ipsの低速仕様から、同600dpi・7.1ipsの高速仕
様に対応するため、低速仕様では４面の回転多面鏡を用
いて12,780rpmとし、高速仕様では８面の回転多面鏡を
用いて31,950rpmとする方法がある。この方法によれ
ば、回転多面鏡の軸受け部の構造は変えずに済むが、回
転多面鏡自体を４面から８面に変える必要があり、結局
２種類の回転多面鏡を必要とすることとなる。

【００１３】第三の対応策は、レーザビームの本数を変
える方法である。つまり、印刷密度240dpi・印刷速度3.
55ipsの低速仕様から、同600dpi・7.1ipsの高速仕様に
対応するため、回転多面鏡の面数は８面のままとし、低
速仕様では１本のレーザビームを用いて6、390rpmとし、
高速仕様では４本のレーザビームを用いてを用いて7,98
8rpmとする方法である。この方法によれば、回転多面鏡
は８面で回転域も低速域で済むため、回転多面鏡自体に
変更は必要ないが、レーザ部に多大な変更を要し、印刷
装置のコストが高くなる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では、回転多面鏡
の回転数をＮとし面数をｎとした時、回転多面鏡の回転
角検出周期（ＢＤ周期）Ｒを、回転多面鏡走査周期１／
ｎＮの２以上の整数倍とすることで、回転多面鏡の隣接
する少なくともひとつの反射面が、光走査に寄与しない
ようにすることにより、印刷密度や印刷速度の多様な要
求仕様に対して、回転多面鏡の面数やレーザビームの本
数を変えず、かつ回転多面鏡の回転数を高速域の範囲内
でのみ変えることで（すなわち、回転多面鏡の軸受け部
の構造を変えることなく）対応できるため、仕様変更に
対する開発費や開発期間を抑え、また印刷装置のコスト
を抑えることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明による光走査装置の構成
は、従来技術によるものと同様であるので、上記従来技
術の説明で用いた図１を代用して、以下に本発明の光走
査機構の動作について、一実施例を説明する。

【００１６】まず、主走査の過程については、従来技術
と同様に回転多面鏡５の１面での走査が、感光体１０上
での１回の主走査(ラスタ)に対応し、一次元の潜像が形
成される。

【００１７】次に、感光体１０の回転による副走査の過
程について説明する。上記のように１回目の主走査によ
る一次元潜像が形成された後、再び光センサ１２は待機
状態となり次の入射を検出すると上記動作を繰り返し、
２回目の主走査が完了する。但し、本発明では、回転多
面鏡５の１面による主走査が完了したのち、次の隣接す
る１面以上を主走査に供しない。換言すると、回転多面
鏡の回転数をＮ(-sec.)とし面数をｎとした時、回転多
面鏡５の回転角検出周期（上記光センサ１２の入射検出
周期＝ＢＤ周期）Ｒ(sec.)は、

【００１８】

【式３】Ｒ＝（１／ｎＮ）ｘ（ｋ＋１） となる。ここで、ｋは１回目の主走査から２回目の主走
査までに、主走査に供しない回転多面鏡５の面数であ
り、０を含む任意の正の整数である。従来例では、総て
の面を連続的に主走査に供し、すなわちｋ＝０となる。
本発明の一実施例では、回転多面鏡５を１面おきに主走
査に供し、すなわち８面中４面を主走査に供しており、
Ｋ＝１となる。

【００１９】この間、感光体１０は印刷速度に応じた所
定の回転数で回転しており、１回目と２回目との主走査
位置はわずかにずれることになる。この動作を繰り返す
ことにより副走査が完了し、感光体１０上に二次元潜像
が形成されることは、従来技術と同様である。

【００２０】本発明の一実施例による主走査、副走査の
二次元潜像の形成過程を、タイミングチャートで示した
図が図３である。

【００２１】回転多面鏡１０の回転数が、印刷装置の仕
様（印刷密度と印刷速度）と、印刷装置の諸元（回転多
面鏡５の面数とレーザビームの本数）とで決定され、す
なわち回転多面鏡５の回転数Ｎ(-sec.)が、印刷密度を
ｄ(dpi、dot/inch)、印刷速度をｓ(ips、inch/sec.)、
回転多面鏡５の面数をｎ、レーザビームの本数をＬとす
ると、Ｎ＝（ｄｘｓ）／（ｎｘＬ）となることは従来技
術で上述したが、本式中のｎは、より一般的には回転多
面鏡１０の主走査に供する面数ｎeであり（従来技術で
は、ｎ＝ｎe）、

【００２２】

【式４】Ｎ＝（ｄｘｓ）／（ｎeｘＬ）

【００２３】

【式５】ｎe＝ｎ／（ｋ＋１） となる。最後に、具体例を挙げて本発明の効果を説明す
る。

【００２４】印刷密度ｄ＝600dpi・印刷速度ｓ＝7.1ips
の仕様を、１本のレーザビームと８面の回転多面鏡を用
いて実現する場合、回転多面鏡の回転数Ｎ(-sec.)は、

【００２５】

【式６】 N=(600x7.1)/(8x1)=532.5(-sec.)=31,950(rpm,-min.) となる。次に、同条件で印刷密度ｄ＝240dpi・印刷速度
ｓ＝3.55ipsの仕様を実現する場合、回転多面鏡の回転
数Ｎ(-sec.)は、

【００２６】

【式７】 N=(240x3.55)/(8x1)=106.5(-sec.)=6,390(rpm,-min.) となる。つまり回転多面鏡の回転数Ｎ(-sec.)は、31、95
0rpmから6,390rpmまで低減させる必要があり、同一の軸
受け機構では対応できないことになる。

【００２７】そこで、本発明の技術により、

【００２８】

【式８】k=1 すなわち回転多面鏡を１面おきに主走査に供すれば、

【００２９】

【式９】N=(240x3.55)/((8/(1+1))x1=213(-sec.)=12,78
0(rpm,-min.) となり、10,000rpmを超えるため同一の軸受け機構では
対応できるようになる。ｋは上述のように、０を含む正
の整数で任意に選ぶことができる。例えば、主走査した
あとの隣接する２面を主走査に供しないようにすると、
ｋ＝２となり上記例の場合、Ｎ＝25,560rpmとなる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば印刷密度や印刷速度を大
きく変える場合でも、ｋを自由に選ぶことで回転多面体
の回転数をあまり変えずに済み、同一の回転多面鏡を使
用することができるようになるため、開発にかかる費用
や時間を短縮でき、また印刷装置のコストを下げること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電子写真装置の光走査装置の模式図である。

【図２】 従来技術による主走査、副走査過程を示すタ
イミングチャートである。

【図３】 本発明による主走査、副走査過程の一例を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１はレーザ、２はレーザ光、３はコリメータレンズ、４
はシリンドリカルレンズ、５は回転多面鏡、６は反射
光、７は反射光の走査方向、８はＦθレンズ、９は長尺
シリンドリカルレンズ、１０は感光体、１１は反射鏡、
１２は光センサ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 BA04 BA33 2H045 AA03 CA88 DA24 2H076 AB12 AB16 5C072 AA03 HA02 HA13 HB16 XA01 XA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を形成する感光体と、レーザ光
   源と、レーザを走査する回転多面鏡とを有する電子写真
   装置において、 隣接する少なくともひとつの反射面に光走査しない面を
   有する回転多面鏡を設けたことを特徴とする光走査装
   置。
2. 【請求項２】 静電潜像を形成する感光体と、レーザ光
   源と、レーザを走査する回転多面鏡とを有する電子写真
   装置において、 回転多面鏡の回転数をＮとし面数をｎとした時、回転多
   面鏡の回転角検出周期（ＢＤ周期）Ｒが、回転多面鏡走
   査周期１／ｎＮの２以上の整数倍であることを特徴とす
   る光走査装置。