JP2004325599A

JP2004325599A - 走査光学装置

Info

Publication number: JP2004325599A
Application number: JP2003117574A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tamura; 嘉章田村
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】画像形成装置の大型化、高価格化、制御の複雑化を招かず、また画像形成スピードも落とすことなく、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する回転反射ミラーを用いた走査光学装置を提供することが課題である。
【解決手段】回転反射ミラーを、回転方向長さが長い反射面と短い反射面を組み合わせて構成した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いられる走査光学装置に関し、特にポリゴンミラーを用い、小サイズにおいて高画質を得られるようにした走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における露光装置としては、複数の反射面を有したポリゴンミラーを用い、画像データで変調したレーザ光を偏向して感光体で構成した像担持体を走査するようにしたものや、発光ダイオードアレイとレンズアレイを用い、発光ダイオードを画像データに対応させて発光させ、その光をレンズアレイによって像担持体（感光体）に結像させるようにしたものなどが用いられている。
【０００３】
一方、画像形成装置のパーソナル化に伴い、小型化、低価格化、高解像度化が望まれ、特に、例えば年賀状などにおいて写真を印字するため、サービス版や葉書サイズなどの小サイズのみ高解像度化したいといった要望も出ている。しかしながら、発光ダイオードアレイとレンズアレイを組み合わせた露光装置では、例え小サイズといえども解像度を変化させるということはできないから、こういった用途にはポリゴンミラーを用いた露光装置が向いている。
【０００４】
すなわち、ポリゴンミラーを用いた走査光学装置を有する画像形成装置においては、サブスキャン方向の解像度はポリゴンミラーの面数とポリゴンモータの回転数で決定されるから、画像形成速度を変えずに解像度を上げるには、走査光学系はそのままにポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータの回転数を上げる、ポリゴンミラーの面数を増やすなどの方法があり、また、スピードが要求されない画像形成装置の場合、ポリゴンモータの回転数はそのままで、感光体等の回転数を落としてプリントスピードを遅くし、それによって高解像度を得る方法も採用されている。また、こういったポリゴンモータの回転数に頼らず、レーザ光をマルチビーム化し、２ライン以上のスキャンを同時に行うことで解像度を高める方法や、データ処理技術によって擬似的に解像度を上げる方法もある。
【０００５】
また特許文献１乃至６には、複数枚のポリゴンミラーを重ね、それぞれのポリゴンミラーにレーザ光を与えて同一点に結像させ、ポリゴンミラーの走査効率の向上、高速化、高解像度化、記録媒体の大きさに応じた走査幅の選択などができるようにした走査光学装置が示され、また特許文献７には、タンデム型画像形成装置において、単一のポリゴンミラーの軸方向に反射角を異ならせて複数段の反射面を形成し、複数の感光体（像担持体）のそれぞれにこのポリゴンミラーの各面からの反射光を導く光学系を設け、単一ポリゴンミラーでタンデム型画像形成装置における複数感光体の露光が可能なようにした走査光学装置が示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−６９７３号公報
【特許文献２】
特開平９−４３５２４号公報
【特許文献３】
特開２００１−８３４５２公報
【特許文献４】
特開平１１−３２６８１０号公報
【特許文献５】
特許第３２４２４１１号公報
【特許文献６】
特許第２９００５３６号公報
【特許文献７】
特開２００２−１７４７９１公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリゴンモータの回転数を上げる方法は回転数に比例してサブスキャン方向の解像度を上げることが可能になるが、そのためには制御回路や軸受構成部材の改良で大幅なコストアップが必要になると共に高速回転に伴う騒音問題、熱対策の必要があり、走査光学装置の構造まで大幅な対策を必要とする場合がある。また、コストアップしない範囲でポリゴンモータの回転数を上げる方法もあるが、通常の解像度と高解像度という２速制御は、２速の状態での電気回路的なバランス取り、および物理的なバランス取りが難しく、回転不良や回転振動による機械的なジッタが発生する可能性がある。
【０００８】
また、ポリゴンミラーの面数を増やす方法は、ポリゴンミラーの一面当たりの走査幅が狭くなるから、走査幅を確保するために光学系の焦点距離を大きく延ばす必要があり、物理的に大きな空間が必要となって、画像形成装置そのものが大型化する。また、ポリゴンユニットの大型化、ポリゴンミラーの多面化によるコストアップと、モータの負荷のアップによるモータの大型化とコストアップが生じる。
【０００９】
また、ポリゴンモータの回転数はそのままで、感光体等の回転数を落とす方法は、プリントスピードが落ちるためにユーザからの不満が多く、改善を必要とする。また、レーザ光をマルチビーム化して解像度を上げる方法は、現時点では大幅なコストアップになり、かつ、２ビーム間の調整等の工数に課題が残る。また、使用する光学部品の精度も要求され、コスト高になると共に製造面での負担も大きいなものになる。さらにデータ処理技術によって擬似高解像度化する方法は、擬似的に解像度を上げる技術であるため諧調性を見た目で改善しているが、本来の画質向上がなされていないため、インクジェットプリンタ等の画質に劣る場合もある。
【００１０】
また、特許文献１乃至６に示された複数のポリゴンミラーを用いる方法は、高価なポリゴンミラーを複数枚使用せねばならず、制御が複雑になると共に制御回路や周辺回路もそれだけ必要になって、画像形成装置そのものが高価になってしまう。また特許文献７に示された装置は、複数の感光体を有するタンデム型の画像形成装置においては有効だが、単一の像担持体（感光体）を有する画像形成装置における小サイズの高解像度化などの用途には使うことができない。
【００１１】
上記事情に鑑み本発明は、画像形成装置の大型化、高価格化、制御の複雑化を招かず、また画像形成スピードも落とすことなく、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することが課題である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明においては、
回転反射ミラーで光源からの光を反射し、主走査面上を走査するよう構成した走査光学装置において、
前記回転反射ミラーは、回転方向長さが複数種の反射面を組み合わせて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、回転反射ミラーの反射面の回転方向長さを複数の異なった長さとすることにより、回転方向長さが長い反射面によって通常の解像度の走査を行い、高解像度とするときに反射面長さの短い反射面も併用するといったことが可能になるから、回転反射ミラーの回転速度を上げる、あるいは回転反射ミラーの回転速度はそのままで、感光体等の回転数を下げる、または反射面の数を増やすという、コストアップや騒音問題、熱対策、印字スピードの低下、装置の大型化などを招く方法を取る必要がなく、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することができる。
【００１４】
そして、前記回転反射ミラーの各反射面による走査幅を、それぞれの反射面の長さに対応させることにより、通常解像度の時は長い走査幅を、高解像度の時は短い反射面を併用して短い走査幅とすることが可能となる。
【００１５】
また前記回転反射ミラーは、正多角形のミラーの角部に反射面長さが短い反射面を形成することにより、反射面長さの長い反射面の走査幅を確保した後反射面長さの短い反射面を形成することができるから、反射面数を増やしたにもかかわらず画像形成装置を大型化するのを防ぐことができる。
【００１６】
さらに、前記回転反射ミラーの各反射面による走査始点位置が、同一となるよう回転方向長さの短い反射面の反射角を設定することにより、センター通紙の画像形成装置のみでなく、片寄せ通紙の画像形成装置においても、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１８】
図１は本発明に係る走査光学装置の一実施例の平面図（ａ）と側面図（ｂ）、図２は本発明の走査光学装置の一実施例における回転反射ミラーの考え方を示した図、図３は本発明の走査光学装置における回転反射ミラーの第２実施形態の平面図である。図中１は本発明の走査光学装置の一実施例における回転反射ミラー、２は光源、３は光源２からの光ビームを所定の形状に整形する整形レンズ、４は回転反射ミラー１で偏向された光ビームを主走査面５上で等速に走査させて結像させるためのｆθレンズ、６は回転反射ミラー１における反射面の回転方向長さが長い面、７は回転反射ミラー１における反射面の回転方向長さが短い面、８（８_１、８_２）は回転反射ミラー１における反射面の回転方向長さが長い面６で反射された光源２からの光の走査範囲、９（９_１、９_２）は同じく短い面７で反射された光源２からの光の走査範囲、図２において２０は正多面体における反射面、２１はその頂角、２２は頂角２１の部分に設ける反射面の回転方向長さが短い反射面、図３において３０は本発明の走査光学装置における第２実施形態の回転反射ミラー、３１は反射面の回転方向長さが長い反射面、３２はその頂角部分、３３は頂角部分３２に設ける反射面の回転方向長さが短い反射面である。
【００１９】
本発明における走査光学装置の回転反射ミラー１は、図２の（ａ）に示したように、例えば正四角形としてその４つの反射面２０のそれぞれがＡ４の長さの印字幅を６００ｄｐｉの解像度で印字できるように設計し、次にその正四角形における印字に使用しない頂角部分２１に、反射面の回転方向長さが反射面２０より短く、例えば年賀状などの写真やサービス版、または葉書サイズなどの小サイズに対応した走査幅とした反射面２２を設け、図２（ｂ）のように図１に１で示した回転反射ミラーとしたものである。
【００２０】
そのため、例えばＡ４サイズを６００ｄｐｉの解像度で印字するときは、反射面の回転方向長さが長い反射面２０のみを用いて印字し、年賀状などの写真やサービス版、または葉書サイズなどの小サイズだが高解像度が望まれる場合は、反射面２０と反射面２２を併用することで、サブスキャン方向を１２００ｄｐｉで印字することが可能となる。このようにすることにより、反射面長さの短い反射面２２（７）が走査できる範囲で高解像度化が可能となり、回転反射ミラー１の回転速度を上げる、あるいは下げる、または反射面の数を増やすという、コストアップや騒音問題、熱対策、印字スピードの低下、装置の大型化などを招く方法を取る必要がなく、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することができる。
【００２１】
以下本発明を図１に従って詳細に説明する。図１において、以上説明してきた回転反射ミラー１は、図示していないポリゴンモータで矢印１０方向に回転し、レーザダイオードなどの光源２から発せられて整形レンズ３によって整形された光は、この回転反射ミラー１で偏向されてｆθレンズ４によって主走査面５上で等速となり、矢印１１方向にこの主走査面５上を走査する。そして、図１における走査幅Ｌ_１がＡ４に対応した幅とした場合、回転反射ミラー１における反射面の回転方向長さが長い面６により、前記したように６００ｄｐｉの解像度で８_１〜８_２の走査範囲が走査される。また、例えば年賀状などの写真やサービス版、又は葉書サイズなどに対応した図１に走査幅Ｌ_２で示した短い範囲を、例えば１２００ｄｐｉのような高解像度で走査する場合、この反射面の回転方向長さが短い面７と長い面６を併用し、かつ、反射面が長い面６の走査範囲を９_１〜９_２で示したＬ_２として走査する。
【００２２】
するとこの９_１〜９_２の走査範囲の幅Ｌ_２は、回転方向長さが長い面６と短い面７の両方で走査されるから、紙面に垂直な副走査方向（サブスキャン方向）の解像度が図示していないポリゴンモータの回転速度を変えずに２倍になり、主走査方向１１の解像度を上げるだけで主走査方向と副走査方向共に倍の解像度が得られる。従って、前記したように回転反射ミラーの回転速度を上げる、あるいは下げる、または反射面の数を増やすという、コストアップや騒音問題、熱対策、印字スピードの低下、装置の大型化などを招く方法を取る必要がなく、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することができる。
【００２３】
なお以上の説明では、高解像度とする範囲を図１における９_１〜９_２のＬ_２のように主走査面５の中央の範囲としたが、図３に示したように、回転反射ミラー３０における頂角３２の部分に設ける回転方向長さが反射面３１より短い面３３の走査始点位置を、回転方向長さが長い反射面３１における走査始点位置と同一となるよう傾けると、解像度の高い走査範囲を片側、すなわち例えば８_１の方に寄せて走査させることができる。そのためこのようにすれば、センター通紙の画像形成装置のみでなく、片寄せ通紙の画像形成装置においても、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することができる。
【００２４】
また以上の説明では、正多面体を正四角形の場合を例に説明してきたが、正四角形だけでなく、正三角形、正五角形、正六角形など、もっと多くの面を有した正多角形の場合も全く同様に構成できることはあきらかである。また、走査幅もＡ４を例に説明したが、Ｂ４、Ａ３など、もっと大きなサイズの場合でも全く同様に構成できることも自明である。又以上の説明では、本発明を画像形成装置に用いられる走査光学装置を例に説明してきたが、本発明は画像形成装置のみでなく、スキャナなど、回転反射ミラーを用いる各種の装置に適用できることもあきらかである。
【００２５】
【発明の効果】
以上種々述べてきたように本発明によれば、回転反射ミラーの反射面の回転方向長さを複数の異なった長さとすることにより、回転方向長さが長い反射面によって通常の解像度の走査を行い、高解像度とするときに反射面長さの短い反射面も併用するといったことが可能になるから、回転反射ミラーの回転速度を上げる、あるいは回転反射ミラーの回転速度はそのままで、感光体等の回転数を下げる、または反射面の数を増やすという、コストアップや騒音問題、熱対策、印字スピードの低下、装置の大型化などを招く方法を取る必要がなく、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することができる。
【００２６】
そして、前記回転反射ミラーの各反射面による走査幅を、それぞれの反射面の長さに対応させることにより、通常解像度の時は長い走査幅を、高解像度の時は短い反射面を併用して短い走査幅とすることが可能となる。
【００２７】
また前記回転反射ミラーは、正多角形のミラーの角部に反射面長さが短い反射面を形成することにより、反射面長さの長い反射面の走査幅を確保した後反射面長さの短い反射面を形成することができるから、反射面数を増やしたにもかかわらず画像形成装置を大型化するのを防ぐことができる。
【００２８】
さらに、前記回転反射ミラーの各反射面による走査始点位置が、同一となるよう回転方向長さの短い反射面の反射角を設定することにより、センター通紙の画像形成装置のみでなく、片寄せ通紙の画像形成装置においても、簡単、安価な構成で小サイズの高解像度化を実現する走査光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走査光学装置の一実施例の平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図２】本発明の走査光学装置の一実施例における回転反射ミラーの考え方を示した図である。
【図３】本発明の走査光学装置における回転反射ミラーの第２実施形態の平面図である。
【符号の説明】
１回転反射ミラー
２光源
３整形レンズ
４ｆθレンズ
５主走査面
６反射面の回転方向長さが長い面
７反射面の回転方向長さが短い面
８反射面の回転方向長さが長い面６による走査範囲
９反射面の回転方向長さが短い面７による走査範囲

Claims

回転反射ミラーで光源からの光を反射し、主走査面上を走査するよう構成した走査光学装置において、
前記回転反射ミラーは、回転方向長さが複数種の反射面を組み合わせて構成されていることを特徴とする走査光学装置。
前記回転反射ミラーの各反射面による走査幅を、それぞれの反射面の長さに対応させたことを特徴とする請求項１に記載した走査光学装置。
前記回転反射ミラーは、正多角形のミラーの角部に反射面長さが短い反射面を形成してなることを特徴とする請求項１に記載した走査光学装置。
前記回転反射ミラーの各反射面による走査始点位置が、同一となるよう回転方向長さの短い反射面の反射角を設定したことを特徴とする請求項１に記載した走査光学装置。