JP2005262555A - 画像形成装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 色ずれの少ない高速印字が可能で、かつ簡易な構成で高精細な画像を得ることができる画像形成装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を得ること。
【解決手段】 複数の光源1a,1bから放射された複数の光束を、複数の偏向面をもつ共通の偏向器5の異なる偏向面5a,5bで偏向させ、光束毎に設けた各々の走査光学系6a,6bを介して対応する記録媒体7a,7b面上に導光し、該記録媒体面上に画像を形成する画像形成装置において、該画像形成装置は、該画像の解像度を切り替える解像度切り替え手段8a、8b、8eと、該記録媒体面上における走査線の傾きを調整する走査線傾き調整手段と、を有していること。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置及びそれを用いたカラー画像形成装置に関し、特に複数の光源から光変調され出射した複数の光束を回転多面鏡等より成る共通の偏向器で反射偏向させた後、ｆθ特性を有する走査光学系を介してそれぞれ対応する被走査面としての記録媒体面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。

従来、レーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に用いられている光走査装置は、光源から射出された光束を入射光学手段により偏向器に導光し、該偏向器により偏向された光束を走査光学系により被走査面である感光ドラム面上にスポット状に結像させ、該光束で感光ドラム面上を光走査している。

このような光走査装置においては、光源から射出した光束をコリメータレンズ等で略平行光束に変換し、倒れ補正を行うために略平行光束に変換された光束をシリンドリカルレンズで偏向面近傍に線像を形成する。そして偏向器の偏向面で偏向された光束は走査光学系で感光ドラム面上を略等速で走査し、スポットを形成する。

図１２は従来のカラー画像形成装置の要部概略図である。

同図において、9１a、91b、91c、91dは各々光源であり、例えば半導体レーザーより成っている。92は偏向素子としての偏向器であり、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。不図示のｆθ特性を有する走査光学系は副走査断面内において偏向器92の偏向面92ａ、92b近傍と被走査面としての感光ドラム面100a、100b、100c、100d近傍との間を共役関係にすることにより倒れ補正機能を有している。感光ドラム面100a、100b、100c、100dに形成された潜像は、中間転写ベルト90上で、4色が重ね合わされた画像となり、不図示の転写紙へ転写される。

また２色以上のカラー画像を形成するために、共通の偏向器の異なる偏向面に光束を入射させ、該偏向器で偏向された複数の光束をそれぞれ異なる被走査面としての感光ドラム面へ導光することで、該偏向器の数を増加させることなく多色の画像を形成することが可能となっている。

このような異なる偏向面からの光束を色ごとに設けられた感光ドラムへ導く画像形成装置は、例えば特許文献１に開示されているように走査方向が異なることに起因する走査線の傾きにより、色ずれが発生することが知られている。

しかしながら特許文献１には画像の解像度を切り替えた時に発生する色ずれの課題については開示されておらず、そのため解像度切り替えにより発生する色ずれを防止又は低減することができなかった。
特開２００２−８２２９９号公報

近年、画像形成装置の高速化及び高精細化の両者を同時に満足させるものとして、例えば画像の解像度を切り替え可能な画像形成装置が増加しつつある。この種の画像形成装置は、例えば文字のみの文書を印刷する場合は600dpiの解像度で速度優先の処理を行い、写真等の高画質が要求される場合は1200dpiの解像度で画質優先の処理を行うというように高速機でありながら、かつ高精細な印字も可能である。

上記のような解像度切り替え可能な画像形成装置において、画像の解像度を切り替える際は、
（1）偏向器の回転速度を変化させる、
（2）感光ドラムの回転速度を変化させる、
のうち少なくとも一方もしくは両方を組み合わせて行うのが一般的である。

特許文献１記載のような従来のカラー画像形成装置に搭載する画像形成装置において解像度の切り替えを行った場合は、被走査面（記録媒体面）上の走査方向が異なるため、被走査面毎の走査線の傾き方向が異なり、この結果、色ずれが発生するという問題点があった。

本発明は色ずれの少ない高速印字が可能で、かつ簡易な構成で高精細な画像を得ることができる画像形成装置及びそれを用いたカラー画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１の発明の画像形成装置は、
複数の光源から放射された複数の光束を、複数の偏向面をもつ共通の偏向器の異なる偏向面で偏向させ、光束毎に設けた各々の走査光学系を介して対応する記録媒体面上に導光し、該記録媒体面上に画像を形成する画像形成装置において、
該画像形成装置は、該画像の解像度を切り替える解像度切り替え手段と、該記録媒体面上における走査線の傾きを調整する走査線傾き調整手段と、を有していることを特徴としている。

請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記解像度切り替え手段は、前記偏向器又は／及び前記記録媒体の回転速度を変更することにより、前記画像の解像度を切り替えることを特徴としている。

請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記走査線傾き調整手段は、前記解像度切り替え手段からの情報に連動して前記画像形成装置を構成する少なくとも１つの光学素子を前記走査光学系の光軸に対して非対称に傾けることにより、前記記録媒体面上における走査線の傾きを調整することを特徴としている。

請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記走査線傾き調整手段は、前記解像度切り替え手段が画像の解像度を切り替えるのと略同時に、前記記録媒体面上における走査線の傾きを調整することを特徴としている。

請求項５の発明の画像形成装置は、
複数の光源から放射された複数の光束を、複数の偏向面をもつ共通の偏向器の異なる偏向面で偏向させ、光束毎に設けた各々の走査光学系を介して対応する記録媒体面上に導光し、該記録媒体面上に画像を形成する画像形成装置において、
該画像形成装置は、該画像の解像度を切り替える解像度切り替え手段を有し、
最も低解像度時の解像度をＲ_１（dpi）、(1/mm)、
走査光学系の主走査方向の焦点距離をｆ（mm）
記録媒体面上における有効画像半幅をＹ（mm）、
偏向器の偏向面数をＮ、
同一の記録媒体面へ向かうビーム本数をＭ、
とするとき、
該複数の記録媒体面上における走査線の傾き量の相対差Ａは、
Ａ＜（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_１）
なる条件を満足するように設定されていることを特徴としている。

請求項６の発明は請求項５の発明において、
前記解像度切り替え手段は、前記偏向器又は／及び前記記録媒体の回転速度を変更することにより、前記画像の解像度を切り替えることを特徴としている。

請求項７の発明は請求項６の発明において、
前記記録媒体面上における走査線の傾き調整は、前記画像形成装置を構成する少なくとも１つの光学素子を変位させて行われていることを特徴としている。

請求項８の発明は請求項７の発明において、
前記記録媒体面上における走査線の傾き調整後に、前記少なくとも１つの光学素子の位置を固定したことを特徴としている。

請求項９の発明は請求項５の発明において、
前記複数の記録媒体面上における走査線の傾き相対差Ａは、
最も高解像度時の解像度（dpi）、(1/mm)をＲ_２とするとき、
（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_２）≦Ａ＜（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_１）
なる条件を満足するように設定されていることを特徴としている。

請求項１０の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置の記録媒体面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体を有することを特徴としている。

請求項１１の発明は請求項１０の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の画像形成装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。

請求項１２の発明のレーザービームプリンタは、
請求項１乃至９の何れか１項の画像形成装置を用いて、前記記録媒体面上に設けた感光ドラムに光束を導光することを特徴としている。

本発明によれば複数の光束を共通の偏向器で異なる記録媒体査面へ導光する画像形成装置において、解像度切り替え時に発生する色ずれを低減又は防止するために走査線傾き量を初期調整又は／及び傾き調整手段により最適化し、高解像度時も低解像度時も双方において、色ずれの少ない高速印字が可能で、かつ簡易な構成で高精細な画像を得ることができる画像形成装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を達成することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は本発明の実施例１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。

ここで、主走査方向とは偏向器の回転軸及び走査光学系の光軸に垂直な方向（偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向器の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。

図中、Ｓ１，Ｓ２は各々第１、第２の走査ユニット（以下、「ステーション」とも称す。）である。第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、各々光源（１ａ，１ｂ）からの光束を規制する開口絞り４と、該開口絞り４を通過した光束を他の光束に変換する第１の光学素子（２ａ，２ｂ）と、主走査方向に長い線像として結像させる第２の光学素子（３ａ，３ｂ）と、偏向手段としての偏向器５と、該偏向器５からの光束を被走査面としての感光ドラム面７ａ，７ｂ（記録媒体面）にスポットに形成するfθレンズ系としての走査光学系（６ａ，６ｂ）と、を有している。１０ａ，１０ｂは各々光路折り曲げミラー、１８は中間搬送ベルトである。

本実施例においては第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２が同一の偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該偏向器５の異なった偏向面５ａ，５ｂで反射偏向した光束を用いている。

尚、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２において、光源１ａ，１ｂは各々半導体レーザ（光源）より成っている。尚、光源１ａと光源１ｂを同一の平面基板に配置しても良い。開口絞り４は光源１ａ，１ｂから出射された光束を所望の最適なビーム形状に成形している。第１の光学素子２ａ，２ｂは各々コリメータレンズより成り、開口絞り４で成形された光束を略平行光束もしくは発散光束もしくは収束光束に変換している。第２の光学素子３ａ，３ｂは各々シリンドリカルレンズより成り、副走査方向のみに所定の屈折力を有している。

尚、光源（１ａ，１ｂ）、開口絞り４、コリメータレンズ（２ａ，２ｂ）、シリンドリカルレンズ（３ａ，３ｂ）等の各要素は入射光学手段の一要素を構成している。

偏向器５は、例えば偏向面数Ｎが４面より成るポリゴンミラーより成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。本実施例においては上記の如く第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２がこの偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該偏向器５の異なった偏向面５ａ，５ｂで反射偏向した光束を用いている。

走査光学系６ａ，６ｂは各々第１、第２の走査レンズ（ｆθレンズ）6a1,6a2・6b1,6b2を有し、偏向器５により反射偏向された光束を感光ドラム面７ａ，７ｂ上にスポット状に結像させている。また走査光学系６ａ，６ｂは副走査断面内において偏向器５の偏向面５ａ，５ｂ近傍と感光ドラム面７ａ，７ｂ近傍との間を共役関係にすることにより倒れ補正機能を有している。

本実施例における走査光学系６ａ，６ｂは共に同一の光学特性を有しており、第１、第２の走査レンズ6a1,6a2・6b1,6b2が共に主走査面内で非球面形状のアナモフィックレンズより成っている。

記録媒体７ａ，７ｂは各々感光ドラムより成っている。

７１は書き出し位置検知手段（ＢＤ光学系）であり、同期検出用の同期検知レンズ７１ａと、同期検出素子７１ｂとを有し、各走査ユニットＳ１，Ｓ２の感光ドラム面７ａ，７ｂへの書き出しタイミングを決定している。

８ａ，８ｂ、８ｃは各々画像の解像度を切り替える解像度切り替え手段である。解像度切り替え手段８ａ，８ｂは各々対応する感光ドラム７ａ，７ｂの回転速度(モータのスピード)を変更することにより画像の解像度を切り替えており、解像度切り替え手段８ｃは偏向器５の回転速度(モータのスピード)を変更することにより画像の解像度を切り替えている。

尚、本実施例では画像の解像度を切り替える際は、感光ドラム７ａ，７ｂの回転速度を変更しているが、これに限らず、偏向器５の回転速度を変更してもよく、もしくは双方の回転速度を変更して行っても良い。

本実施例においては、まず第１のステーションＳ１において、画像情報に応じて光源１ａから光変調され出射した光束が開口絞り４を通過し、コリメータレンズ２ａにより略平行光束もしくは収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ３ａに入射する。シリンドリカルレンズ３ａに入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射する。また副走査断面内においては収束して偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は走査光学系６ａと折り返しミラー１０ａにより感光ドラム面７ａ上にスポット状に結像され、該偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面７ａ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面７ａ上に画像記録を行っている
第２のステーションＳ２においては，光源１ｂから出射した光束が第１の走査ユニットＳ１の入射方向と同一方向から偏向器５の偏向面５ｂに入射し、該偏向面５ｂで反射偏向された光束が走査光学系６ｂと折り返しミラー１０ｂにより感光ドラム面７ｂ上にスポット状に結像され、光走査される。

次に本実施例の感光ドラム面上における走査線の傾きについて図３から図５を用いて説明する。

本実施例においては図３に示すように偏向器５の一方の側にある感光ドラム７ａに書き込まれた走査線７ａ１の走査方向と、他方の側にある感光ドラム７ｂに書き込まれた走査線７ｂ１の走査方向が、互いに逆方向のため傾きの方向も逆になる。

従って図４に示すように中間転写ベルト１８上での走査線は傾きの方向が逆のために走査線を画像中心で重ねた場合、走査線の傾き量（色ずれ量）が画像の周辺部で最大量｜ａ｜となる。ここで複数の感光ドラム面７ａ、７ｂ上における走査線の傾き量の相対差をＡとしたとき
Ａ＝ａ−（−ａ）＝２ａ
と表わせる。尚、図４において５は光偏向器、１８は中間転写ベルト、Ｌ１，Ｌ２は各々走査線、ａは画像の周辺部での走査線の傾き量の最大量である。

図５は走査線の傾き量aを説明する図である。同図において、
走査線の走査速度をＶ_Ｓ（mm/s）、
感光ドラム面上における有効画像半幅をＹ（mm）、
感光ドラムの回転速度をＶ_Ｄ（mm/s）
とするとき、１ライン（１走査線）を描くのに要する時間ｔ_１は、
ｔ_１＝２Ｙ／Ｖ_Ｓ ‥‥（1）
ａ＝Ｖ_Ｄ×ｔ_１ ‥‥（2）
ここで
Ｖｓ＝４π×ｆ×ω
＝４π×ｆ×（Ｒ×Ｖ_Ｄ）／（25.4×Ｎ×Ｍ） ‥‥（3）
但し、ωは偏向器の回転角速度（rad/s）
Ｒは解像度（dpi）、(1/mm)、
Ｍは同一の感光ドラム面へ向かうビーム本数（本）
Ｎは偏向器の偏向面数（面）
ｆは走査光学系の主走査方向の焦点距離（mm）
上記（1）,（2）,（3）式より
ａ＝Ｖ_Ｄ×２Ｙ×（25.4×Ｎ×Ｍ）／（４π×ｆ×Ｒ×Ｖ_Ｄ）
＝（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（２π×ｆ×Ｒ） ‥‥（4）
と表される。

条件式（4）より解像度Ｒを変化させると、走査線の傾き量、つまり最大の色ずれ量が変化することがわかる。

そこで本実施例においては、
最も低解像度時の解像度をＲ_１（dpi）、(1/mm)とするとき、
複数の感光ドラム7a,7b面上における走査線の傾き量の相対差Ａを、
Ａ＜（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_１） ‥‥（5）
なる条件を満足するように設定することにより、走査線の傾きを調整している。

条件式（5）は複数の感光ドラム7a,7b面上における走査線の傾き量の相対差Ａを規定するものであり、条件式（5）を外れると色ずれの発生が増大してくるので良くない。

本実施例の画像形成装置は、例えば600dpiと1200dpiの解像度の切り替えを解像度切り替え手段８ａ，８ｂにより感光ドラム７ａ、７ｂの回転速度を変更することで行っており、下記のパラメータから構成されている。

走査線の傾きは上記表−１より解像度が600dpiのときは｜a｜＝18.9μm、1200dpiのときは｜a｜＝9.4μmであり、解像度を切り替えた時の差が9.5μmであることから、解像度切り替えを行った場合の走査線の傾き量（色ずれ量）の最大値は9.5μmとなる。例えば600dpiで印字するときの色ずれ量｜a｜が0になるように調整されている場合、解像度を1200dpiに変更したときは9.5μmの色ずれが発生する。

本実施例では解像度切り替えの前後（600dpi⇔1200dpi）で発生する色ずれ量が高解像度（1200dpi）時に色ずれが少なくなるように画像形成装置の組み立て時（出荷時）に傾き量が｜a｜＝18.9μmになるように、即ち条件式（5）を満たすように第２の走査レンズ6a2,6b2を副走査断面内で変位させて(傾けて)配置している。

このように本実施例では写真等の高解像度時に色ずれを低減させることにより、画像データが文書等の低解像度時は高速で、かつ写真等の高解像が要求される場合は非常に高精細な画像が得られる画像形成装置を達成している。

上記のように本実施例の画像形成装置は走査線の傾き調整を出荷時にのみ行うことにより、低価格で且つシンプルな構成の画像形成装置を提供し、さらに調整時の傾き量aが高解像度時に色ずれが最小になるように調整している。

つまり本実施例では感光ドラム面の相当位置に、例えばエリアセンサー等の受光素子を複数配置し、該複数の受光素子からの出力信号を元に、第２の走査レンズ6a2,6b2を副走査断面内でチルトさせて所望の走査線の傾き量aを得ている。そして調整後に第２の走査レンズ6a2,6b2を紫外線硬化型樹脂で保持部材に接着固定する。

本実施例のように走査線の傾き調整を出荷時にのみ行い、その後自動の傾き調整を行わない画像形成装置においては、最も高解像度時の解像度（dpi）、(1/mm)をＲ_２とするとき、複数の感光ドラム7a,7b面上における走査線の傾き量の相対差Ａ（A＝2a＝37.8μm）を、さらに
（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_２）≦Ａ＜（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_１）
‥‥（6）
なる条件を満たすように設定するのが良い。

本実施例における第１、第２の走査レンズ6a1,6a2・6b1,6b2は次式の関数を用いて表している。それぞれ走査レンズと光軸との交点を原点とし、図１に示すように光軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をX軸、主走査面内において光軸と直交する方向をY軸、副走査面内で光軸と直交する方向をz軸とし、以下の連続関数で表せる。

走査開始側

走査終了側

Rは曲率半径、K、B₄、B₆、B₈、B₁₀は非球面係数である。

本実施例では主走査方向の形状を光軸に対し、対称に構成している、即ち走査開始側と走査終了側の非球面係数を一致させている。

また副走査方向は光軸に対して走査開始側と走査終了側で、第１、第２の走査レンズのうち、少なくとも１面の副走査面（光軸を含み主走査面と直交する面）内の曲率を、該レンズの有効部内において連続的に変化させており、主走査方向形状を光軸に対して対称に構成している。

副走査方向の形状は、光軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をX軸、主走査面内において光軸と直交する方向をY軸、副走査面内で光軸と直交する方向をz軸とし、
以下の連続関数で表せる。

走査開始側

走査終了側

（ｒ’は副走査方向曲率半径、D₂、D₄、D₆、D₈D₁₀は係数）
係数のサフィックスsは走査開始側、eは走査終了側を表している。

本実施例における第１、第２の走査レンズのレンズデータを表に示す。

副走査方向曲率半径とは主走査方向の形状（母線）に直交する断面内における曲率半径である。

本実施例では副走査方向のピント補正（像面湾曲補正）と走査光学系6a、6bにおける副走査方向の倍率の一様性（スポット径の像高による変動）を補正するために、最も被走査側の第２の走査レンズ6a2,6b2（G2）の被走査面側の面（ｒ4面）の副走査曲率半径を連続的に変化させている。

通常、副走査曲率半径を少なくとも２面変化させて、両者を補正しているが、本実施例では主走査方向の形状で倍率の一様性が補正されるように構成しているため、一面のみ変化させることで像面湾曲を補正している。

本実施例の走査光学系6a、6bは成形上有利になるように主走査方向の形状を感光ドラム面７ａ，７ｂの垂直二等分線に対して対称に構成し、最も偏向器５側の第１の走査レンズ6a1,6b1は、副走査方向の曲率半径が略平面であり、副走査方向のパワーをほとんど有していない。副走査方向の結像性能は最も被走査面側の第２の走査レンズ6a2,6b2の最も感光ドラム７ａ，７ｂ側の面のみで補正している。

尚、本実施例の走査線の傾き補正は、第２の走査レンズを副走査断面内でチルト（変位）させることで行っているが、これに限らず、例えば第１の走査レンズや折り返しミラー等の他の光学素子（光学部材）を変位させてもよく、もしくは複数の光学素子を変位させてもよく、また感光ドラムとの相対傾きが調整可能な構成ならば、その他の方法を用いても良い。

また本実施例では走査光学系６ａ，６ｂを２枚のレンズで構成したが、これに限らず、例えば１枚もしくは３枚以上であってもよく、また回折光学素子等の光学素子を用いても全く同様の効果を得ることができる。また本実施例では光源に単一の発光点を有するシングルビームレーザーを用いたが、これに限らず、複数の発光点を有するマルチビームレーザーを用いても同様の効果が得られる。

このように本実施例では上記の如く複数の光束を共通の偏向器で異なる感光ドラム面へ導光する画像形成装置において、解像度切り替え時に発生する色ずれを傾き調整時の走査線傾き量を最適化することにより目立たなくし、高解像度時は色ずれが低減でき、かつ低解像度時はより高速印字が可能と成る、簡易な構成で高精細な画像が得られる画像形成装置を達成できる。

図６は本発明の実施例２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。

本実施例において前述の実施例１と異なる点は、画像形成装置を４つの走査ユニット（ステーション）S1,S2,S3,S4より構成した点と、解像度切り替え前後の走査線の傾き量（色ずれ量）が略等しくなるように構成した点である。その他の構成及び光学的作用は実施例1と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。

即ち、本実施例では画像形成装置を４つの走査ユニットS1,S2,S3,S4より構成し、各々の走査ユニットS1,S2,S3,S4からの4本の光束を副走査断面内で角度を成して偏向器５の異なる偏向面5a,5bに入射させ、該偏向器５で偏向させた後、第１、第２の走査レンズ6a1,6a2・6b1,6b2及び光路折り曲げミラー10a1,10a2,10a3・10b1,10b2,10b3を通過及び反射させて、それぞれ異なる感光ドラム7a、7b、7c、7d面上に導光している。そして該光束で感光ドラム7a、7b、7c、7d面上にスポットを形成し、不図示の画像信号により該感光ドラム7a、7b、7c、7d面上に各々潜像を形成している。

本実施例においては図７に示すように偏向器５の一方の側にある感光ドラム7a、7bに書き込まれた走査線7a1,7b1の走査方向と、他方の側にある感光ドラム7ｃ、7dに書き込まれた走査線7c1,7d1の走査方向が、互いに逆方向のため傾きの方向が逆になる。

従って図８に示すように中間転写ベルト18上での走査線は傾きの方向が逆のために走査線を画像中心で重ねた場合、色ずれ量（走査線の傾き量）は画像の周辺部で最大量｜a｜となる。また複数の感光ドラム7a,7b,7c,7d面上における走査線の傾き量の相対差Ａは
Ａ＝ａ−（−ａ）＝２ａ
と表わせる。

本実施例においては走査線の傾き量の相対差Aを前記条件式（5）を満足するように設定することにより走査線の傾きを調整している。

本実施例の画像形成装置は、例えば1200dpiと2400dpiの解像度の切り替えを解像度切り替え手段8a,8b,8c,8d,8eにより感光ドラム7a、7b、7c、7dとポリゴンミラー5の双方の回転速度を変更することで行っている。

本実施例では感光ドラム7a、7b、7c、7dの回転速度を実施例１に比して2/3に、ポリゴンモーターの回転速度を実施例１に比して1/2に変更することで1200dpiの印字速度に対して2400dpi時は1/3の速度で行うことが可能となり、かつビーム間隔も不図示のビーム間隔調整手段により調整可能と成っている。

本実施例の画像形成装置は、下記のパラメータから構成されている。

走査線の傾きは、上記表−２により解像度が1200dpiのときは｜a｜＝59.1μm、2400dpiのときは｜a｜＝29.6μmであり、解像度切り替えの前後（1200dpi⇒2400dpi）で発生する色ずれ量が振り分けになるように、画像形成装置の組み立て時（出荷時）に傾き量｜a｜＝44.3μmを設定している。このとき傾き量の相対差Ａ（A＝2a＝88.6μm）が、上記条件式（5）更には条件式（6）を満たすように設定して走査線の傾きを調整している。

本実施例も前述の実施例１と同様、画像形成装置の簡素化と低価格化のために、走査線の傾きは出荷時の初期調整のみ行い、画像形成装置では行わない。従って解像度切り替え前後の走査線の傾き量（色ずれ量）が略等しくなるように構成することにより低解像度時、高解像度時ともに高精細な画像を得ている。

このように本実施例では上記の如く複数の光束を共通の偏向器で異なる被走査面へ導光する画像形成装置において、解像度切り替え時に発生する色ずれを、傾き調整時の走査線傾き量を最適化することにより目立たなくし、高解像度時、低解像度時ともに簡易な構成で高精細な画像が得られる画像形成装置を達成できる。

次に本発明の実施例３について説明する。

本実施例において前述の実施例１と異なる点は、装置内に感光ドラム面上における走査線の傾きを調整する走査線傾き調整手段９ａを設けたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。

本実施例では解像度切り替え手段で感光ドラム7aの回転速度の切り替えが行われるのとほぼ同時に走査線傾き調整手段9aで第２の走査レンズ6a2を副走査断面内で走査光学系の光軸Laに対して非対称に傾けることにより、感光ドラム面7a上での走査線の傾きをアクティブに調整可能としている。

図９は走査線の傾き調整方法を示した模式図である。同図は前記図２において第２の走査レンズ6a2を感光ドラム7a側（下方向）から見たときの図である。

同図において9aは走査線傾き調整手段であり、感光ドラム7a側の第２の走査レンズ6a2に設けられている。走査線傾き調整手段9aはレンズ保持部材20、調整ねじ21a、21b、そして光学箱30の各要素を有しており、解像度切り替え手段（不図示）からの情報に連動して第２の走査レンズ6a2を走査光学系6aの光軸Laに対して非対称に傾けることにより、感光ドラム7a面上における走査線の傾きを調整している。

本実施例においては第２の走査レンズ6a2が副走査断面（Y-Z平面）内でチルト可能なようにレンズ保持部材20に保持されている。レンズ保持部材20は、調整ねじ21a、21bを介して光学箱30に取り付けられており、傾き調整は一方の調整ねじ21bを不図示のパルスモーターで回動させ、第２の走査レンズ6a2を所望の角度だけ傾けることにより調整可能となる。これにより本実施例では解像度切り替え時に発生する色ずれを解像度切り替えとほぼ同時にアクティブに補正することができる。

本実施例の画像形成装置は、例えば600dpiと1200dpiの解像度切り替えを解像度切り替え手段により感光ドラムの回転速度を変更することで行っており、下記のパラメータから構成されている。

走査線の傾きは上記表−３より解像度が600dpiのときは｜a｜=18.9μm、1200dpiのときは｜a｜＝9.4μmであり、解像度を切り替えた時の差が9.5μmであることから、600dpi、1200dpiの両方で色ずれが無いようにするために、解像度切り替えを行った際に感光ドラム面で走査線傾きが9.5μm変化するように予め記憶されている情報を元に第２の走査レンズ6a2を副走査断面内で所望の量だけ傾け可能な構成になっている。

尚、本実施例の画像形成装置は解像度切り替えにより発生する色ずれのみを補正しているが、従来から知られている色ずれ検知センサを有する画像形成装置においては、温度や湿度等の環境変化により発生する色ずれや中間転写ベルトの走査方向の速度差により発生する色ずれ等も同時に補正することができる。

また本実施例では感光ドラム7a側にのみ走査線傾き調整手段9ａを有する構成としたが、これに限らず、両方（感光ドラム7a、7b側）に設けてもよく、また前記図６に示すように4色（４つの走査ユニット）の画像形成装置の場合は、1〜4個任意に走査線傾き調整手段を具備することができる。

さらに本実施例では走査線傾き調整手段を第２の走査レンズに設けたが、これに限らず、例えば第１の走査レンズや折り返しミラー等の傾き調整可能な光学素子（光学部材）に設けても良く、もしくは複数の光学素子に設けても良く、また走査線傾き調整を電気的な手法で行っても良い。

このように本実施例においては上記の如く複数の光束を共通の偏向器で異なる被走査面へ導光する画像形成装置において、解像度切り替え時に発生する色ずれを走査線傾き調整手段により防止することにより、高解像度時、低解像度時ともにおいて色ずれのない高速印字が可能な簡易な構成の画像形成装置を達成できる。

尚、本実施例と前述した実施例１、もしくは実施例２と組合わせて構成しても良い。

［カラー画像形成装置］
図１０は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、像担持体である複数の感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１０において、３６０はカラー画像形成装置、（３１１，３１２），（３１３，３１４）は図２に記載したような、同一ポリゴンミラーの異なる面で２本のビームを走査する画像形成装置（光走査装置）、３４１，３４２，３４３，３４４は各々像担持体としての感光ドラム、３２１，３２２，３２３，３２４は各々現像器、３５１は搬送ベルトである。

図１０において、カラー画像形成装置３６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器３５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ３５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ画像形成装置（３１１，３１２），（３１３，３１４）に入力される。そして、これらの画像形成装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム３３１，３３２，３３３，３３４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム３４１，３４２，３４３，３４４の感光面が主走査方向に走査される。

本実施態様におけるカラー画像形成装置は画像形成装置（３１１，３１２），（３１３，３１４）を２個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム３４１，３４２，３４３，３４４面上に画像信号（画像情報）を記録し、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を高速に印字するものである。

前記外部機器３５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置３６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

［カラー画像形成装置］
図１１は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、複数の光束に対し１つの光偏向器を共用する画像形成装置で像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。

図１１において、６０はカラー画像形成装置、１１は実施形態２に示した構成を有する画像形成装置（光走査装置）、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。

図１１において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、画像形成装置１１に入力される。そして、画像形成装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。

本実施態様におけるカラー画像形成装置は画像形成装置１１からの複数の光束、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。

本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く１つの画像形成装置１１により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。

前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

本発明の実施例１の画像形成装置における主走査断面図 本発明の実施例１の画像形成装置における副走査断面図 本発明の実施例１の画像形成装置における走査線傾きを説明する図 本発明の実施例１の画像形成装置における色ずれを説明する図 本発明の実施例１の走査線の傾き量を説明する図 本発明の実施例２の画像形成装置における副走査断面図 本発明の実施例２の画像形成装置における走査線傾きを説明する図 本発明の実施例２の画像形成装置における色ずれを説明する図 本発明の実施例３の走査線傾き調整を説明する図 本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図 本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図 従来の画像形成装置の要部概略図

符号の説明

１a、１ｂ 光源
２a、２ｂ コリメータレンズ
３a、３b シリンドリカルレンズ
４ 絞り
５ 偏向器
６ａ、６ｂ 走査光学系
６ａ１，６ｂ１ 第１の走査レンズ
６ａ２，６ｂ２ 第２の走査レンズ
７ａ、７ｂ 記録媒体
８ａ，８ｂ，８ｃ 解像度切り替え手段
９ａ，９ｂ 走査線傾き調整手段
１０ａ、１０ｂ 折り返しミラー
１１ 画像形成装置
２１、２２、２３、２４ 像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４ 現像器
４１、４２、４３、４４ 光束
５１ 搬送ベルト
５２ 外部機器
５３ プリンタコントローラ
６０ カラー画像形成装置
３１１、３１２、３１３、３１４ 画像形成装置
３２１、３２２、３２３、３２４ 現像器
３３１、３３２、３３３、３３４ 光束
３４１、３４２、３４３、３４４ 像担持体（感光ドラム）
３５１ 搬送ベルト
３５２ 外部機器
３５３ プリンタコントローラ
３６０ カラー画像形成装置

Claims (12)

1. 複数の光源から放射された複数の光束を、複数の偏向面をもつ共通の偏向器の異なる偏向面で偏向させ、光束毎に設けた各々の走査光学系を介して対応する記録媒体面上に導光し、該記録媒体面上に画像を形成する画像形成装置において、
   該画像形成装置は、該画像の解像度を切り替える解像度切り替え手段と、該記録媒体面上における走査線の傾きを調整する走査線傾き調整手段と、を有していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記解像度切り替え手段は、前記偏向器又は／及び前記記録媒体の回転速度を変更することにより、前記画像の解像度を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記走査線傾き調整手段は、前記解像度切り替え手段からの情報に連動して前記画像形成装置を構成する少なくとも１つの光学素子を前記走査光学系の光軸に対して非対称に傾けることにより、前記記録媒体面上における走査線の傾きを調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記走査線傾き調整手段は、前記解像度切り替え手段が画像の解像度を切り替えるのと略同時に、前記記録媒体面上における走査線の傾きを調整することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像形成装置。
5. 複数の光源から放射された複数の光束を、複数の偏向面をもつ共通の偏向器の異なる偏向面で偏向させ、光束毎に設けた各々の走査光学系を介して対応する記録媒体面上に導光し、該記録媒体面上に画像を形成する画像形成装置において、
   該画像形成装置は、該画像の解像度を切り替える解像度切り替え手段を有し、
   最も低解像度時の解像度をＲ_１（dpi）、(1/mm)、
   走査光学系の主走査方向の焦点距離をｆ（mm）
   記録媒体面上における有効画像半幅をＹ（mm）、
   偏向器の偏向面数をＮ、
   同一の記録媒体面へ向かうビーム本数をＭ、
   とするとき、
   該複数の記録媒体面上における走査線の傾き量の相対差Ａは、
   Ａ＜（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_１）
   なる条件を満足するように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記解像度切り替え手段は、前記偏向器又は／及び前記記録媒体の回転速度を変更することにより、前記画像の解像度を切り替えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記記録媒体面上における走査線の傾き調整は、前記画像形成装置を構成する少なくとも１つの光学素子を変位させて行われていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記記録媒体面上における走査線の傾き調整後に、前記少なくとも１つの光学素子の位置を固定したことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記複数の記録媒体面上における走査線の傾き相対差Ａは、
   最も高解像度時の解像度（dpi）、(1/mm)をＲ_２とするとき、
   （25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_２）≦Ａ＜（25.4×Ｙ×Ｎ×Ｍ）／（π×ｆ×Ｒ_１）
   なる条件を満足するように設定されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
10. 各々が請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置の記録媒体面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
11. 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の画像形成装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項１０記載のカラー画像形成装置。
12. 請求項１乃至９の何れか１項の画像形成装置を用いて、前記記録媒体面上に設けた感光ドラムに光束を導光することを特徴とするレーザービームプリンタ。

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