JP2006137200A - Image forming apparatus - Google Patents

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Kazuyuki Shimada
和之 島田
Tomohiro Nakajima
智宏 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of improving the recording speed and/or the recording density in a monochromatic mode without including a mechanically or electrically movable part in a tandem type. <P>SOLUTION: By providing the number of optical beams to be outputted from an optical scanning device 5K for forming an image based on a monochromatic image signal larger than the number of optical beams to be outputted from the other optical scanning devices 5Y, 5M, 5C among optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, 5K, and executing the optical scan in the optical scanning device 5K in a monochromatic mode using a larger number of, for example, two optical beams 32K, a higher speed can be achieved. At the time, the other optical scanning device 5Y, 5M, 5C side can be realized independently without including a mechanically or electrically movable part. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の光走査装置を備えたいわゆるタンデム型構成のデジタルカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a digital color copying machine, a color printer, and a color facsimile apparatus having a so-called tandem type structure having a plurality of optical scanning devices.

一般に、この種のカラー画像形成装置では、カラーモードと単色モードとが選択自在であり、1台の機械でカラー画像と例えば黒色による単色画像とを任意に出力させ得るように構成されている。   Generally, in this type of color image forming apparatus, a color mode and a monochrome mode can be freely selected, and a color image and a monochrome image of, for example, black can be arbitrarily output by one machine.

このようなカラー画像形成装置において、単色モード時には大量の出力画像を迅速に処理できるようにその記録速度を向上させ得ることが要求される。ここに、1つの感光体を用いた1ドラム型のカラー画像形成装置の場合であれば、フルカラーモード時の場合にY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)用の4回の書込みが必要で感光体を4回転させるのに対して単色モード時であれば感光体を1回転させるだけで画像を作成し得るので、実質的に4倍の記録速度となる。ところが、例えば4個の感光体を用い、各々の感光体上にY,M,C,K用の各色画像を形成し、これらの各色画像を共用されるシート搬送ベルトにより搬送される同一の転写紙上に重ね合わせるタンデム型のカラー画像形成装置の場合には、何の対策を講じない場合には、フルカラーモード時に対して単色モード時の記録速度を向上させることはできない。   In such a color image forming apparatus, it is required that the recording speed can be improved so that a large amount of output images can be quickly processed in the monochrome mode. Here, in the case of a one-drum type color image forming apparatus using one photoconductor, in the full color mode, for Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). However, in the monochrome mode, an image can be created by rotating the photosensitive member only once, so that the recording speed is substantially four times higher. However, for example, four photoconductors are used, and color images for Y, M, C, and K are formed on the respective photoconductors, and these color images are transported by a common sheet transport belt. In the case of a tandem type color image forming apparatus that is superimposed on paper, if no measures are taken, the recording speed in the monochromatic mode cannot be improved compared to the full color mode.

このようなことから、単色モード時の記録速度をカラーモード時よりも上げるために、単色モード時の回転多面鏡(ポリゴンミラー=偏向器)の回転速度や画素クロック周波数をカラーモード時よりも上げるようにした提案例がある(例えば、特開平4−284468号公報参照)。ところが、元々、カラーモード時においてもその記録速度をできるだけ向上させるため回転多面鏡の回転速度や画素クロック周波数が限界値近くに設定されているのが通例であり、単色モード時にこれらの回転速度や画素クロック周波数をこれ以上上げることは事実上不可能であり、現実的には、単色モード時の記録速度の向上が望めない。   For this reason, in order to increase the recording speed in the monochromatic mode than in the color mode, the rotational speed and pixel clock frequency of the rotating polygon mirror (polygon mirror = deflector) in the monochromatic mode are increased than in the color mode. There is a proposed example as described above (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 4-284468). However, in order to improve the recording speed as much as possible in the color mode, the rotation speed of the rotary polygon mirror and the pixel clock frequency are usually set close to the limit values. It is practically impossible to increase the pixel clock frequency any more, and in reality, it is not possible to improve the recording speed in the monochrome mode.

このようなことから、例えば、特開平10−307443号公報によれば、タンデム型画像形成装置において、単色モード時に使用する光ビーム数をカラーモード時に使用する光ビーム数よりも増やすことにより、走査速度を向上させることなく記録速度を向上させることが提案されている。この提案例によれば、シート搬送手段と、シート搬送路に沿って配設された複数の感光体と、各感光体に対して1対1の関係で設けられ、各感光体表面を光ビームで光走査する光ユニットと、各光ユニットから感光体に至る光路の少なくとも一つに設けられ、当該光ユニットから発した光ビームを他の感光体に達するように光路変更を行う光路変更手段と、を備えて構成される。これによれば、例えばフルカラーモード時に対して、ブラック単色モード時には黒色用感光体に対して4本の光ビームを同時に光走査させ得るので、単純に考えても、4倍に高速化し得る。   For this reason, for example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-307443, in a tandem type image forming apparatus, scanning is performed by increasing the number of light beams used in the monochrome mode than the number of light beams used in the color mode. It has been proposed to increase the recording speed without increasing the speed. According to this proposed example, the sheet conveying means, the plurality of photosensitive members arranged along the sheet conveying path, and the photosensitive members are provided in a one-to-one relationship, and the surface of each photosensitive member is irradiated with the light beam. An optical unit that performs optical scanning, and an optical path changing unit that is provided in at least one of optical paths from each optical unit to the photosensitive member and changes the optical path so that the light beam emitted from the optical unit reaches the other photosensitive member. , And is configured. According to this, for example, four light beams can be simultaneously scanned with respect to the black photosensitive member in the black single color mode as compared with the full color mode.

ところが、この特開平10−307443号公報方式による場合、以下のような不具合がある。   However, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-307443 has the following problems.

第1に、カラーモードと単色モードとの切替えに伴い、光路変更手段としてミラーの角度や位置に関する移動を必要とする機械的な可動部分を含む構成である。これは、光ビームが光走査する感光体を切替えるためと、切替えた場合の光路長を調整するために必要である。この結果、構成が複雑化しやすい。ちなみに、光路変更手段として液晶シャッタ等の機械的可動を伴わない電気的な可動を利用することも可能ではあるが、光の無駄が多く、その利用効率の悪いものとなる。   First, the optical path changing means includes a mechanical movable part that needs to move with respect to the angle and position of the mirror in accordance with switching between the color mode and the monochrome mode. This is necessary for switching the photoconductor that the light beam performs optical scanning and for adjusting the optical path length in the case of switching. As a result, the configuration tends to be complicated. Incidentally, although it is possible to use electrical movement without mechanical movement, such as a liquid crystal shutter, as the optical path changing means, there is a lot of waste of light and the use efficiency is poor.

第2に、複数の光ユニットの光ビームを利用して単色モード時用の複数本の光ビームを生成するため、同一の光ビームにより光走査すべき感光体を切替える方式であるので、感光体への光ビームの入射角を大きく変更する必要があり、本来であれば全ての感光体に対してほぼ垂直に近いビーム入射角を採りたいが、そのようなビーム入射角の設定が困難或いは不可能である。この結果、感光体面上における光ビームに太り、ぼけ等を生じやすく、画質が劣化しやすい。   Second, since a plurality of light beams for a single color mode are generated using light beams of a plurality of light units, the photosensitive member to be optically scanned is switched by the same light beam. It is necessary to greatly change the incident angle of the light beam to the light source. Originally, it is desired to adopt a beam incident angle that is almost perpendicular to all the photoconductors. However, it is difficult or impossible to set such a beam incident angle. Is possible. As a result, the light beam on the surface of the photoconductor is likely to become thick and blurred, and the image quality is likely to deteriorate.

第3に、複数の光ユニットの光ビームを利用して単色モード時用の複数本の光ビームを生成するものであり、一般に、各光ユニット毎の光ビームの走査線の曲がり特性が異なる上に、異なる方向からの合成となり走査線の曲がりの方向も光ビーム間で異なるため、走査線の曲がりの修正が困難で、画質が低下しやすい。この走査線の曲がりは上記のビーム入射角が大きくなる点においても比較的大きくなってしまう。   Thirdly, a plurality of light beams for the monochromatic mode are generated by using the light beams of the plurality of light units. Generally, the bending characteristic of the scanning line of the light beam for each light unit is different. In addition, since the directions of bending of the scanning lines are different from each other in the light beams, it is difficult to correct the bending of the scanning lines, and the image quality is likely to deteriorate. The bending of the scanning line becomes relatively large even at the point where the beam incident angle becomes large.

第4に、複数の光ユニットの光ビームを利用して単色モード時用の複数本の光ビームを生成するものであり、可動的な光路変更手段を必須とするため、既存のカラー画像形成装置への適用は事実上不可能であり、大幅な設計変更を要し、新規に製造しなければならないものである。   Fourth, since a plurality of light beams for a single color mode are generated using light beams of a plurality of light units, and a movable optical path changing unit is essential, an existing color image forming apparatus Is practically impossible, requires significant design changes and must be newly manufactured.

第5に、カラーモードと単色モードとの切替えに伴い、光路変更手段を可動させなければならないため、例えば、単色ブラックモード→カラーモード→単色ブラックモード→…のような混在モード時には、その都度、光路変更部材が切替わるのを待つ必要があり、タイムラグを生じてしまい、全体的な処理速度が低下してしまう。   Fifth, since the optical path changing means must be moved in accordance with the switching between the color mode and the monochrome mode, for example, in the mixed mode such as the monochrome black mode → the color mode → the monochrome black mode →. It is necessary to wait for the optical path changing member to switch, resulting in a time lag and a decrease in the overall processing speed.

第6に、単色モード時の信号処理・制御が複雑となる。即ち、ブラック用感光体に対応して設けられたブラックK用の光ユニットと他のY,M,C用の光ユニットとに対して、単色モード用の画像信号を画像データ分配手段により分配することになるが、本来であればY,M,C専用の光ユニットに対して単色ブラック用の画像信号を送らなくてはならず、かつ、書込み順序も制御しなければならず、複雑化する。   Sixth, signal processing / control in the monochrome mode is complicated. That is, the image data distribution unit distributes the monochrome mode image signal to the black K optical unit and the other Y, M, and C optical units provided corresponding to the black photosensitive member. Actually, however, it is necessary to send an image signal for monochromatic black to the Y, M, and C dedicated optical units, and the writing order must be controlled, which complicates. .

そこで、本発明は、タンデム型構成の画像形成装置において、特に機械的或いは電気的な可動部分を含むことなく、単色モード時の記録速度及び/又は記録密度を向上させ得る画像形成装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an image forming apparatus that can improve the recording speed and / or recording density in the monochromatic mode without including any mechanical or electrical movable part, in an image forming apparatus having a tandem configuration. For the purpose.

また、被照射面に対する光ビームの入射角の設定が有利な画像形成装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which the setting of the incident angle of the light beam with respect to the irradiated surface is advantageous.

また、被照射面における光ビームの走査線の曲がりの小さい画像形成装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus in which the bending of the scanning line of the light beam on the irradiated surface is small.

また、既存機への適用も容易な画像形成装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus that can be easily applied to existing machines.

また、複数色モードと単色モードとの混在モードにおいてもタイムラグを生ずることなく、モード切替えに伴う処理速度の低下を回避できる画像形成装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of avoiding a decrease in processing speed due to mode switching without causing a time lag even in a mixed mode of a plurality of color modes and a single color mode.

また、単色モード時の信号処理・制御が比較的容易な画像形成装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which signal processing and control in the monochrome mode is relatively easy.

請求項1記載の発明は、複数色の画像信号に基づき光走査する光走査装置を備えた画像形成装置において、前記光走査装置の内、単色の画像信号に基づき画像形成する一の光走査装置の出力可能な光ビーム数をそれ以外の色の画像信号に基づき画像形成する他の光走査装置の出力可能な光ビーム数より多くした。請求項2記載の発明は、各色毎に設定された複数の被照射面と、各被照射面に対し1対1の関係で設けられ、各被照射面を対応する色の画像信号に応じた光ビームにより光走査する光走査装置とを備えた画像形成装置において、前記光走査装置の内、単色の画像信号に基づき画像形成する一の光走査装置の出力可能な光ビーム数をそれ以外の色の画像信号に基づき画像形成する他の光走査装置の出力可能な光ビーム数より多くした。請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の画像形成装置において、複数色の画像信号に基づく画像を出力させる複数色モードと、単色の画像信号に基づく画像を出力させる単色モードとを選択自在に有し、単色モード選択時には、前記一の光走査装置により前記他の光走査装置の出力可能な光ビーム数より多い光ビーム数の光ビームを用いて対応する被照射面を光走査する。請求項4記載の発明は、請求項1,2又は3記載の画像形成装置において、複数色の画像信号に基づく画像を出力させる複数色モードと、単色の画像信号に基づく画像を出力させる単色モードとを選択自在に有し、複数色モード選択時には、前記一の光走査装置により前記他の光走査装置が出力する光ビーム数と同じ光ビーム数の光ビームを用いて対応する被照射面を光走査する。請求項5記載の発明は、請求項1,2,3又は4記載の画像形成装置において、複数色の画像信号に基づく画像を出力させる複数色モードと、単色の画像信号に基づく画像を出力させる単色モードとを選択自在に有し、複数色モードと単色モードとの選択に応じて前記一の光走査装置で光走査に用いる光ビーム数を切替えるビーム数切替手段を備える。請求項6記載の発明は、請求項5記載の画像形成装置において、前記ビーム数切替手段は、画像形成する画像信号の属性に応じたモード切替信号に基づき光ビーム数を切替える。   According to the first aspect of the present invention, in the image forming apparatus provided with the optical scanning device that performs optical scanning based on the image signals of a plurality of colors, one of the optical scanning devices that forms an image based on the single color image signal. The number of light beams that can be output is made larger than the number of light beams that can be output by other optical scanning devices that form images based on image signals of other colors. The invention according to claim 2 is provided in a one-to-one relationship with each of the plurality of irradiated surfaces set for each color and each irradiated surface, and each of the irradiated surfaces is in accordance with an image signal of a corresponding color. In an image forming apparatus including an optical scanning device that performs optical scanning with a light beam, the number of light beams that can be output by one optical scanning device that forms an image based on a single-color image signal is calculated. The number of light beams that can be output by another optical scanning device that forms an image based on the color image signal is increased. According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, a multiple color mode for outputting an image based on a plurality of color image signals and a single color mode for outputting an image based on a single color image signal are provided. When the single color mode is selected, the corresponding irradiated surface is optically scanned by using one light beam with a number of light beams larger than the number of light beams that can be output by the other light scanning device. To do. According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, or third aspect, a multicolor mode for outputting an image based on a plurality of color image signals and a single color mode for outputting an image based on a single color image signal When a plurality of color modes are selected, a corresponding irradiated surface is formed using a light beam having the same number of light beams as the number of light beams output from the other light scanning device by the one light scanning device. Light scan. According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, or fourth aspect, a multiple color mode for outputting an image based on a plurality of color image signals and an image based on a single color image signal are output. A monochromatic mode is selectable, and beam number switching means is provided for switching the number of light beams used for optical scanning by the one optical scanning device in accordance with the selection between the multi-color mode and the monochromatic mode. According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, the beam number switching means switches the number of light beams based on a mode switching signal corresponding to an attribute of an image signal to be image-formed.

従って、光走査装置の内、単色の画像信号に基づき画像形成する一の光走査装置自身の出力可能な光ビーム数が他の光走査装置の出力可能な光ビーム数よりも多いので、単色モード時には一の光走査装置においてより多くの光ビームを用いて光走査を行うことで高速化或いは高密度化を図れるが、この際、他の光走査装置側は全く関係なく機械的或いは電気的な可動部分を含むことなく実現できる。この結果、複数色モードと単色モードとの混在モードにおいても、可動部分を含まないため、タイムラグを生ずることなく、モード切替えに伴う速度低下を回避できる。また、光走査装置と被照射面とが常に1対1の対応関係にあるため、被照射面に対する光ビームの入射角の設定が有利であり、被照射面における光ビームの走査線の曲がりも小さなものとなる。同時に、複数色モード時でも単色モード時でも、各々、専用の色用の画像信号のみを扱えばよく、信号処理・制御が比較的容易となる。さらに、基本的には、各光走査装置の光ビーム数、従って、光源ユニットのみを変更すればよく、既存機への適用も容易に可能となる。   Therefore, the number of light beams that can be output by one optical scanning device itself that forms an image based on a single color image signal is larger than the number of light beams that can be output by another optical scanning device. Sometimes it is possible to increase the speed or density by performing optical scanning using more light beams in one optical scanning device, but at this time the other optical scanning device side is mechanically or electrically unrelated at all. This can be realized without including moving parts. As a result, even in the mixed mode of the multi-color mode and the single-color mode, since no movable part is included, a speed reduction due to mode switching can be avoided without causing a time lag. Further, since the optical scanning device and the irradiated surface always have a one-to-one correspondence, it is advantageous to set the incident angle of the light beam with respect to the irradiated surface, and the bending of the scanning line of the light beam on the irradiated surface is also advantageous. It will be small. At the same time, it is sufficient to handle only the dedicated color image signals in both the multi-color mode and the single-color mode, and signal processing and control are relatively easy. Furthermore, basically, it is only necessary to change the number of light beams of each optical scanning device, and therefore only the light source unit, and it can be easily applied to existing machines.

請求項7記載の発明は、請求項3,4,5又は6記載の画像形成装置において、画素クロックに応じて変調された光ビームを被走査面に対して回転駆動により偏向走査させる偏向器を備え、複数色モードと単色モードとの選択に応じたモード切替え時に、前記偏向器の回転数と前記画素クロックの周波数との少なくとも一方を変更切替えするようにした。従って、単色モード時の記録速度を一層高速化できる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third, fourth, fifth, or sixth aspect, the deflector that scans and deflects the light beam modulated according to the pixel clock with respect to the surface to be scanned by rotational driving. In addition, at the time of mode switching according to the selection between the multi-color mode and the single-color mode, at least one of the rotation speed of the deflector and the frequency of the pixel clock is changed and switched. Therefore, the recording speed in the monochrome mode can be further increased.

請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の何れか一に記載の画像形成装置において、回転駆動されて光ビームを被走査面に対して偏向走査させる偏向器を各光走査装置毎に備える。従って、各光走査装置毎に独立した構成とすることができる。   According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, a deflector that is rotationally driven to deflect and scan the light beam with respect to the surface to be scanned is provided for each optical scanning device. Prepare. Accordingly, an independent configuration can be provided for each optical scanning device.

請求項9記載の発明は、請求項1ないし7の何れか一に記載の画像形成装置において、回転駆動されて光ビームを被走査面に対して偏向走査させる偏向器の数が光走査装置の数より少ない。従って、偏向器を共用した部品点数の少ない構成とすることができる。   According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the number of deflectors that are rotationally driven to deflect and scan the light beam with respect to the surface to be scanned is the same as that of the optical scanning apparatus. Less than the number. Therefore, a configuration with a small number of parts sharing the deflector can be achieved.

請求項10記載の発明は、請求項1ないし9の何れか一に記載の画像形成装置において、単色用の一の光走査装置が黒色用である。従って、文書情報等の場合の大半を占める黒色画像の場合の画像形成を高速化或いは高密度化できる。   According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, one optical scanning device for a single color is for black. Therefore, it is possible to speed up or increase the density of image formation in the case of a black image that occupies most of document information and the like.

本発明によれば、光走査装置の内、単色の画像信号に基づき画像形成する一の光走査装置自身の出力可能な光ビーム数が他の光走査装置の出力可能な光ビーム数よりも多くしたので、単色モード時には一の光走査装置においてより多くの光ビームを用いて光走査を行うことで高速化或いは高密度化を図ることができ、この際、他の光走査装置側は全く関係なく機械的或いは電気的な可動部分を含むことなく実現できる。この結果、複数色モードと単色モードとの混在モードにおいても、可動部分を含まないため、タイムラグを生ずることなく、モード切替えに伴う速度低下を回避できる。また、光走査装置と被照射面とが常に1対1の対応関係にあるため、被照射面に対する光ビームの入射角の設定が有利であり、被照射面における光ビームの走査線の曲がりも小さくすることができる。同時に、複数色モード時でも単色モード時でも、各々、専用の色用の画像信号のみを扱えばよく、信号処理・制御を比較的容易にすることができる。さらに、基本的には、各光走査装置の光ビーム数、従って、光源ユニットのみを変更すればよく、既存機への適用も容易に可能となる。   According to the present invention, among the optical scanning devices, the number of light beams that can be output by one optical scanning device itself that forms an image based on a monochromatic image signal is greater than the number of light beams that can be output by another optical scanning device. Therefore, in the monochromatic mode, it is possible to achieve high speed or high density by performing optical scanning using more light beams in one optical scanning device. At this time, the other optical scanning device side has nothing to do with it. And can be realized without including mechanical or electrical movable parts. As a result, even in the mixed mode of the multi-color mode and the single-color mode, since no movable part is included, a speed reduction due to mode switching can be avoided without causing a time lag. Further, since the optical scanning device and the irradiated surface always have a one-to-one correspondence, it is advantageous to set the incident angle of the light beam with respect to the irradiated surface, and the bending of the scanning line of the light beam on the irradiated surface is also advantageous. Can be small. At the same time, it is sufficient to handle only dedicated color image signals in both the multi-color mode and the single-color mode, and signal processing and control can be made relatively easy. Furthermore, basically, it is only necessary to change the number of light beams of each optical scanning device, and therefore only the light source unit, and it can be easily applied to existing machines.

また、請求項7記載の発明によれば、画素クロックに応じて変調された光ビームを被走査面に対して回転駆動により偏向走査させる偏向器を備え、複数色モードと単色モードとの選択に応じたモード切替え時に、偏向器の回転数と画素クロックの周波数との少なくとも一方を変更切替えするようにしたので、単色モード時の搬送速度や記録密度の切替えに応じて自在に対処できる。   According to the seventh aspect of the invention, the deflector for deflecting and scanning the light beam modulated in accordance with the pixel clock with respect to the surface to be scanned by rotational driving is provided, and the multicolor mode and the single color mode are selected. Since at least one of the number of rotations of the deflector and the frequency of the pixel clock is changed and switched at the time of switching the corresponding mode, it is possible to deal with it freely according to the switching of the conveyance speed and the recording density in the monochrome mode.

請求項8記載の発明によれば、回転駆動されて光ビームを被走査面に対して偏向走査させる偏向器を各光走査装置毎に備えるので、各光走査装置毎に独立した構成とすることができる。   According to the eighth aspect of the invention, since each optical scanning device is provided with a deflector that is rotationally driven and deflects and scans the light beam with respect to the surface to be scanned, the optical scanning device has an independent configuration. Can do.

請求項9記載の発明によれば、回転駆動されて光ビームを被走査面に対して偏向走査させる偏向器の数が光走査装置の数より少ないので、偏向器を共用した部品点数の少ない構成とすることができる。   According to the ninth aspect of the present invention, since the number of deflectors that are driven to rotate and deflect and scan the light beam with respect to the surface to be scanned is smaller than the number of optical scanning devices, the number of components sharing the deflectors is small. It can be.

請求項10記載の発明によれば、単色用の一の光走査装置が黒色用であるので、文書情報等の場合の大半を占める黒色画像の場合の画像形成を高速化或いは高密度化できる。   According to the tenth aspect of the present invention, since one optical scanning device for a single color is for black, image formation in the case of a black image that occupies most of document information or the like can be speeded up or densified.

本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、タンデム型フルカラーレーザプリンタへの適用例を示す。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment shows an application example to a tandem type full color laser printer.

[全体的な概略構成及び作用]
概略構成を図1により説明する。まず、装置内の下部側には水平方向に配設されて給紙カセット1から給紙される転写紙(図示せず)を搬送する搬送ベルト2が設けられている。この搬送ベルト2上にはイエローY用の感光体3Y,マゼンタM用の感光体3M,シアンC用の感光体3C及びブラックK用の感光体3Kが上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Y,M,C,Kを適宜付けて区別するものとする。これらの感光体3Y,3M,3C,3Kは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスに従いプロセス部材が順に配設されている。感光体3Yを例に採れば、帯電チャージャ4Y、光走査装置5Y、現像装置6Y、転写チャージャ7Y、クリーニング装置8Y等が順に配設されている。他の感光体3M,3C,3Kに対しても同様である。即ち、本実施の形態では、感光体3Y,3M,3C,3Kを各色毎に設定された被照射面とするものであり、各々に対して光走査装置5Y,5M,5C,5Kが1対1の対応関係で設けられている。
[Overall schematic configuration and action]
A schematic configuration will be described with reference to FIG. First, on the lower side in the apparatus, a conveying belt 2 is provided that conveys transfer paper (not shown) that is disposed in the horizontal direction and is fed from the sheet feeding cassette 1. On the conveying belt 2, a photosensitive body 3Y for yellow Y, a photosensitive body 3M for magenta M, a photosensitive body 3C for cyan C, and a photosensitive body 3K for black K are sequentially arranged at equal intervals from the upstream side. Yes. Hereinafter, subscripts Y, M, C, and K are appropriately added to the reference numerals for distinction. These photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K are all formed to have the same diameter, and process members are sequentially disposed around the photoreceptors in accordance with an electrophotographic process. Taking the photoconductor 3Y as an example, a charging charger 4Y, an optical scanning device 5Y, a developing device 6Y, a transfer charger 7Y, a cleaning device 8Y, and the like are sequentially arranged. The same applies to the other photoconductors 3M, 3C, 3K. That is, in the present embodiment, the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K are irradiated surfaces set for the respective colors, and a pair of optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K is provided for each. 1 correspondence relationship.

また、搬送ベルト2の周囲には、感光体5Yよりも上流側に位置させてレジストローラ9と、ベルト帯電チャージャ10が設けられ、感光体5Kよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ11、除電チャージャ12、クリーニング装置13等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ11よりも搬送方向下流側には定着装置14が設けられ、排紙トレイ15に向けて排紙ローラ16で結ばれている。   In addition, a registration roller 9 and a belt charging charger 10 are provided around the transport belt 2 on the upstream side of the photoconductor 5Y, and a belt separation charger 11 is provided on the downstream side of the photoconductor 5K. A static elimination charger 12, a cleaning device 13, and the like are provided in this order. Further, a fixing device 14 is provided on the downstream side of the belt separating charger 11 in the transport direction, and is connected to a paper discharge tray 15 by a paper discharge roller 16.

このような概略構成において、例えば、フルカラーモード(複数色モード)時であれば、各感光体3Y,3M,3C,3Kに対してY,M,C,K用の各色の画像信号に基づき各々の光走査装置5Y,5M,5C,5Kによる光ビームの光走査で静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト2上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、フルカラー画像として定着された後、排紙される。また、黒色モード(単色モード)時であれば、感光体3Y,3M,3C及びそのプロセス部材は非動作状態とされ、感光体3Kに対してのみ黒色用の画像信号に基づき光走査装置(一の光走査装置)5Kによる光ビームの光走査で静電潜像が形成される。この静電潜像は黒色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト2上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に転写されることにより、黒色なるモノクロ画像として定着された後、排紙される。   In such a schematic configuration, for example, in the case of the full color mode (multiple color mode), each of the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K is based on the image signals of the colors Y, M, C, and K, respectively. An electrostatic latent image is formed by optical scanning of the light beam by the optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K. These electrostatic latent images are developed with the corresponding color toners to form toner images, which are superposed by being sequentially transferred onto transfer paper that is electrostatically attracted onto the transport belt 2 and transported. After being fixed as an image, it is discharged. In the black mode (monochromatic mode), the photoconductors 3Y, 3M, 3C and their process members are inactive, and only the photoconductor 3K is based on a black image signal (one scanning device). The electrostatic latent image is formed by optical scanning of the light beam by 5K. This electrostatic latent image is developed with black toner to become a toner image, and is transferred onto a transfer sheet that is electrostatically attracted onto the transport belt 2 and then transferred onto a transfer sheet, thereby being fixed as a black and white image. The paper is ejected.

[光走査装置の構成]
光走査装置5(5Y,5M,5C,5K)は、基本的には、図2に示すように、画像信号に応じて変調駆動される光書込み用のレーザ光による光ビームを発する光源ユニット21と、その光ビームを略平行光に整形するコリメートレンズ22と、感光体3面上を主走査方向に偏向走査させるよう高速回転される偏向器としてのポリゴンミラー23と、感光体3上で光ビームに走査線曲がりを生じないように調整されて光ビームを集光させるfθレンズ24と、光ビームを適宜折り返す折り返しミラー25,26と、fθレンズ24と同様に光ビームの結像状態を修正しながら感光体3上に照射させる走査レンズ27との組合せとして構成されている。28は有効画像域外においてミラー29を介して光ビームを受光する同期検知用センサである。
[Configuration of optical scanning device]
As shown in FIG. 2, the optical scanning device 5 (5Y, 5M, 5C, 5K) basically has a light source unit 21 that emits a light beam by a laser beam for optical writing that is modulated and driven in accordance with an image signal. A collimating lens 22 for shaping the light beam into substantially parallel light, a polygon mirror 23 as a deflector rotated at high speed so as to deflect and scan the surface of the photosensitive member 3 in the main scanning direction, and light on the photosensitive member 3. The fθ lens 24 that is adjusted so as not to bend the scanning line in the beam and condenses the light beam, the folding mirrors 25 and 26 that appropriately fold the light beam, and the imaging state of the light beam are corrected in the same manner as the fθ lens 24. However, it is configured as a combination with a scanning lens 27 that irradiates the photosensitive member 3. Reference numeral 28 denotes a synchronization detection sensor that receives a light beam via a mirror 29 outside the effective image area.

現実的には、これらの4つの光走査装置5Y,5M,5C,5Kを、1つのポリゴンミラー23を共用し、かつ、各感光体3Y,3M,3C,3Kに対する走査光路長が全て同一となるように(図1参照)、各折り返しミラー25,26等の配置が工夫され、かつ、最終段に折り返しミラー30が付加されて各感光体3Y,3M,3C,3Kに対して光ビームがほぼ垂直に入射するように設定されるとともに、全体的に偏平な光学ハウジング31とされている。ここに、4つの光走査装置5Y,5M,5C,5Kで1つのポリゴンミラー23を共用しているので、部品点数を減らせるとともに、各光走査装置5Y,5M,5C,5Kによる光ビームの偏向走査速度にばらつきを生じにくいものとなる。   In reality, these four optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K share one polygon mirror 23, and the scanning light path lengths for the respective photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K are all the same. As shown (see FIG. 1), the arrangement of the folding mirrors 25, 26, etc. is devised, and the folding mirror 30 is added at the final stage so that the light beams are applied to the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, 3K. The optical housing 31 is set so as to be incident substantially perpendicularly and is generally flat. Here, since one polygon mirror 23 is shared by the four optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K, the number of parts can be reduced and the light beams of the optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K can be reduced. The deflection scanning speed is less likely to vary.

[本実施の形態の基本原理]
ここに、本実施の形態では、光走査装置5Y,5M,5Cの光源ユニット21Y,21M,21Cが出力可能な光ビーム32Y,32M,32Cの数nを各々n=1本としたとき、光走査装置5Kの光源ユニット21Kが出力可能な光ビーム32Kの数mは副走査方向に離間したm=2本とされている。このような出力可能な光ビームの数n,mが異なる構成下に、フルカラーモード時であれば、図4(a)に略図的に示すように光源ユニット21Kの光ビーム32Kの数も他の光源ユニット21Y,21M,21Cの光ビーム32Y,32M,32Cの数と同じく1本として、全て同じ条件で光走査を行わせることで、前述した如くフルカラー画像を形成させる。
[Basic principle of this embodiment]
Here, in the present embodiment, when the number n of the light beams 32Y, 32M, and 32C that can be output from the light source units 21Y, 21M, and 21C of the optical scanning devices 5Y, 5M, and 5C is n = 1, The number m of the light beams 32K that can be output by the light source unit 21K of the scanning device 5K is m = 2 separated in the sub-scanning direction. In the full color mode under the configuration in which the number of light beams n and m that can be output is different, the number of the light beams 32K of the light source unit 21K is also different as shown in FIG. 4A. As described above, a full-color image is formed by performing optical scanning under the same conditions with the same number of light beams 32Y, 32M, and 32C of the light source units 21Y, 21M, and 21C.

一方、黒色モード(単色モード)時には、図4(b)に略図的に示すように光源ユニット21Kの光ビーム32Kの数を2本として並列的に同時走査を行わせることで、前述した如く、黒色画像を形成される。他の光源ユニット21Y,21M,21Cは駆動されない。このとき、2本の光ビーム32Kは記録密度に応じた副走査ピッチに設定されている。   On the other hand, in the black mode (monochromatic mode), as shown in FIG. 4B, the number of light beams 32K of the light source unit 21K is set to two to perform simultaneous scanning in parallel. A black image is formed. The other light source units 21Y, 21M, and 21C are not driven. At this time, the two light beams 32K are set to a sub-scanning pitch corresponding to the recording density.

この結果、単純には、黒色モード(単色モード)時に1本の光ビーム32Kのみで光走査する場合よりも2倍の速度で光走査書込みを行うことができ、搬送速度を2倍に上げることができる。また、搬送ベルト2等にフルカラーモード時とで速度変更等がない場合においては、2本の光ビーム32K間の副走査方向のピッチを事前に1/2に設定しておくことでフルカラーモード時よりも2倍に高密度化できることになる(例えば、フルカラーモード時に600dpiであれば、黒色モード時には1200dpiなる密度となる)。   As a result, simply, in the black mode (monochrome mode), optical scanning writing can be performed at a speed twice as high as that in the case of optical scanning with only one light beam 32K, and the conveyance speed can be doubled. Can do. When the speed of the transport belt 2 or the like is not changed in the full color mode, the pitch in the sub-scanning direction between the two light beams 32K is set to ½ in advance so that the full color mode is used. (For example, if it is 600 dpi in the full color mode, the density is 1200 dpi in the black mode).

このように、黒色モード用の画像信号に基づき画像形成する光走査装置5K自身の出力可能な光ビーム数mが他の光走査装置5Y,5M,5Cの出力可能な光ビーム数nよりも多いので、黒色モード時には光走査装置5Kにおいてより多くの光ビームを用いて光走査を行うことで高速化或いは高密度化を図れるが、この際、他の光走査装置5Y,5M,5C側は全く関係なく機械的或いは電気的な可動部分を含むことなく実現できる。この結果、フルカラーモードと黒色モードとの混在モードにおいても、可動部分を含まないため、タイムラグを生ずることなく、モード切替えに伴う速度低下を回避できる。また、選択されたモード、光ビーム数に関係なく、光走査装置5Y,5M,5C,5Kと各感光体3Y,3M,3C,3Kとが常に1対1の対応関係にあるため、各感光体3Y,3M,3C,3Kに対する光ビーム32Y,32M,32C,32Kの入射角の設定が有利であり、図1、図5に示す如く照射面に対してほぼ垂直となるように入射させることができ、照射面における光ビーム32Y,32M,32C,32Kの走査線の曲がりも小さなものとなる。同時に、各光走査装置5Y,5M,5C,5Kはフルカラーモード時でも黒色モード時でも、各々、専用の色用の画像信号のみを扱えばよく、後述するように、信号処理・制御が比較的容易となる。さらに、基本的には、各光走査装置5Y,5M,5C,5Kの光ビーム数n,m、従って、光源ユニット21Y,21M,21Cのみを後述するように変更すればよく、既存機への適用も容易に可能となる。   As described above, the number m of light beams that can be output by the optical scanning device 5K itself that forms an image based on the image signal for the black mode is larger than the number n of light beams that can be output by the other optical scanning devices 5Y, 5M, and 5C. Therefore, in the black mode, the optical scanning device 5K can perform high-speed scanning or high-density by performing optical scanning using a larger number of light beams, but at this time, the other optical scanning devices 5Y, 5M, and 5C side are completely different. It can be realized without including any mechanical or electrical movable parts. As a result, even in the mixed mode of the full color mode and the black mode, since no movable part is included, it is possible to avoid a speed reduction due to mode switching without causing a time lag. In addition, the optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K and the photosensitive members 3Y, 3M, 3C, and 3K always have a one-to-one correspondence regardless of the selected mode and the number of light beams. It is advantageous to set the incident angle of the light beams 32Y, 32M, 32C, and 32K with respect to the bodies 3Y, 3M, 3C, and 3K, and the incident light is incident so as to be substantially perpendicular to the irradiation surface as shown in FIGS. And the bending of the scanning lines of the light beams 32Y, 32M, 32C, and 32K on the irradiated surface is small. At the same time, each of the optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K only needs to handle an image signal for a dedicated color, both in the full color mode and in the black mode. It becomes easy. Furthermore, basically, the number of light beams n and m of each of the optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K, and therefore only the light source units 21Y, 21M, and 21C may be changed as will be described later. Application is also possible easily.

[制御系の概略構成及びその制御内容]
上述した制御を行うための制御系の概略構成を図5のブロック図に示す。CPU等によるマイクロコンピュータ構成の制御回路33にはポリゴンミラー23を回転駆動させるためのポリゴンモータ34に対するポリゴンモータ駆動回路35が接続されている。また、各光源ユニット21における半導体レーザ36を駆動するための半導体レーザ駆動回路37に対してはビデオデータ制御回路38、画素クロック発生回路39を介して制御回路33が接続されている。ここに、制御回路33に対してはプリントモード切替え信号(モード選択信号)が入力され、制御回路33からはポリゴンモータ駆動回路35に対してポリゴンモータ回転制御信号が出力され、画素クロック発生回路39に対してはクロック周波数設定信号が出力され、画素クロック発生回路39からビデオデータ制御回路38に対しては画素クロックが出力され、ビデオデータ制御回路38から半導体レーザ駆動回路37に対しては画素クロックに応じてビデオ信号が出力される構成とされている。なお、特に図示しないが、制御回路33からは搬送速度(=感光体線速)の切替えを行う搬送モータ制御信号が出力される。
[Schematic configuration of control system and control contents]
A schematic configuration of a control system for performing the above-described control is shown in a block diagram of FIG. A polygon motor drive circuit 35 for a polygon motor 34 for rotating the polygon mirror 23 is connected to a control circuit 33 having a microcomputer configuration such as a CPU. A control circuit 33 is connected to a semiconductor laser drive circuit 37 for driving the semiconductor laser 36 in each light source unit 21 via a video data control circuit 38 and a pixel clock generation circuit 39. Here, a print mode switching signal (mode selection signal) is input to the control circuit 33, a polygon motor rotation control signal is output from the control circuit 33 to the polygon motor drive circuit 35, and the pixel clock generation circuit 39. Is supplied with a clock frequency setting signal, a pixel clock is output from the pixel clock generation circuit 39 to the video data control circuit 38, and a pixel clock is output from the video data control circuit 38 to the semiconductor laser drive circuit 37. The video signal is output according to the above. Although not particularly illustrated, the control circuit 33 outputs a transport motor control signal for switching the transport speed (= photosensitive linear speed).

ここに、フルカラーモード(複数色モード)時のポリゴンモータ34の回転数をR[rpm] 、画素クロック周波数をF[MHz]、感光体線速をN[mm/s]、記録密度をD[dpi]とする。また、光源ユニット21Kの出力可能な光ビーム数をm(mは2以上の整数)、光源ユニット21Y,21M,21Cの出力可能な光ビーム数をn(nはm>nであって、1以上の整数)とする。   Here, the rotation speed of the polygon motor 34 in the full color mode (multiple color mode) is R [rpm], the pixel clock frequency is F [MHz], the photosensitive member linear velocity is N [mm / s], and the recording density is D [ dpi]. The number of light beams that can be output from the light source unit 21K is m (m is an integer of 2 or more), and the number of light beams that can be output from the light source units 21Y, 21M, and 21C is n (n is m> n, and 1 It is an integer above.

モードに応じた動作制御を図6に示す概略フローチャート参照して説明する。プリント動作に先立ち、プリントモード切替信号からプリントモードを読み込む。なお、このプリントモード切替信号は画像形成すべき画像信号の属性、例えば、白黒2値データ等に応じて自動的に設定されるようにしてもよい。ここに、プリントモードが感光体線速N[mm/s]なる複数色モード(フルカラーモード)であれば、単色用光源(ここでは、光源ユニット21Kの半導体レーザ)による光ビーム数を残りの複数色ビーム数(ここでは、光源ユニット21Y,21M,21Cの光ビーム数n)と同じ数であるn本に設定する。さらに、ポリゴンモータ34、従って、ポリゴンミラー23の回転数をR[rpm]に設定し、画素クロック周波数をF[MHz]に設定し、図4(a)に示したような状態で画像形成動作を行わせる。   The operation control according to the mode will be described with reference to a schematic flowchart shown in FIG. Prior to the print operation, the print mode is read from the print mode switching signal. The print mode switching signal may be automatically set according to the attribute of the image signal to be imaged, such as black and white binary data. If the print mode is a multi-color mode (full color mode) with the photosensitive member linear velocity N [mm / s], the number of light beams from the single color light source (here, the semiconductor laser of the light source unit 21K) is set to the remaining plurality. The number is set to n which is the same as the number of color beams (here, the number of light beams n of the light source units 21Y, 21M, and 21C). Further, the rotation speed of the polygon motor 34 and therefore the polygon mirror 23 is set to R [rpm], the pixel clock frequency is set to F [MHz], and the image forming operation is performed in the state shown in FIG. To do.

一方、プリントモードが感光体線速M[mm/s](ただし、M≧N)、記録密度をD′[dpi]なる単色モード(黒色モード)であれば、単色用光源(ここでは、光源ユニット21Kの半導体レーザ)による光ビーム数をその最大数mに設定する。この処理がビーム数切替手段の機能として実行される。さらに、ポリゴンモータ34、従って、ポリゴンミラー23の回転数をR*(n/m)*(M/N)*(D′/D)[rpm]に設定し、画素クロック周波数をF*(n/m)*(M/N)*(D′/D)2[MHz]に設定し、図4(b)に示したような状態で画像形成動作を行わせる。この結果、ポリゴンミラー回転数、画素クロック周波数を上げなくても搬送速度(=感光体線速)をm/n倍まで上げることが可能となり(記録密度一定時)、単色モード(黒色モード)よる画像形成動作を複数色モード(フルカラーモード)に比して高速に行わせることができる。 On the other hand, if the printing mode is a photosensitive member linear velocity M [mm / s] (where M ≧ N) and the recording density is a single color mode (black mode) with D ′ [dpi], a single color light source (here, a light source) The number of light beams from the semiconductor laser of the unit 21K is set to the maximum number m. This process is executed as a function of the beam number switching means. Further, the rotation speed of the polygon motor 34 and therefore the polygon mirror 23 is set to R * (n / m) * (M / N) * (D ′ / D) [rpm], and the pixel clock frequency is set to F * (n / M) * (M / N) * (D ′ / D) 2 [MHz], and the image forming operation is performed in the state as shown in FIG. As a result, the conveyance speed (= photosensitive linear velocity) can be increased up to m / n times without increasing the polygon mirror rotation speed and the pixel clock frequency (when the recording density is constant), and the monochrome mode (black mode) is used. The image forming operation can be performed at a higher speed than in the multi-color mode (full color mode).

[光源ユニットの構成例]
光源ユニット21Y,21M,21Cの構成例を図7、光源ユニット21Kの構成例を図8に示す。
[Configuration example of light source unit]
A configuration example of the light source units 21Y, 21M, and 21C is shown in FIG. 7, and a configuration example of the light source unit 21K is shown in FIG.

これらの光源ユニット21Y,21M,21Cと光源ユニット21Kとは、光源である半導体レーザ36の数が異なるだけで、基本的には同じ構造ユニットとされている。ここでは、光源ユニット21Kの構成例について説明する。制御基板40に搭載される汎用の2個の半導体レーザ36Kは、アルミダイキャスト製の支持部材41の裏側に主走査方向に僅かな間隔をあけて並列させて形成された嵌合穴41aに各々圧入されて支持されている。これらの2個の半導体レーザ36Kと対で設けられた2個のコリメートレンズ42Kは、各々の半導体レーザ36Kの発散光束が平行光束となるように光軸方向の位置を合せ、また、所定のビーム射出光となるように主走査、副走査方向を合せ、支持部材41において嵌合穴41aと対に形成されたU字状の支持部41bとの隙間に接着剤を充填し固定される。このような支持部材41は透過穴43aを有するフランジ43に取付けられる。フランジ43において透過穴43a前方にはビーム形状整形用のアパーチャ部材44が取付けられる。   The light source units 21Y, 21M, and 21C and the light source unit 21K are basically the same structural unit except that the number of semiconductor lasers 36 that are light sources is different. Here, a configuration example of the light source unit 21K will be described. Two general-purpose semiconductor lasers 36K mounted on the control board 40 are respectively inserted into fitting holes 41a formed on the back side of a support member 41 made of aluminum die cast and arranged in parallel at a slight interval in the main scanning direction. Press-fitted and supported. The two collimating lenses 42K provided in pairs with these two semiconductor lasers 36K are aligned in the optical axis direction so that the divergent light beams of the respective semiconductor lasers 36K become parallel light beams, and a predetermined beam The main scanning and sub-scanning directions are aligned so as to be emitted light, and an adhesive is filled and fixed in a gap between the support member 41 and the U-shaped support portion 41b formed in a pair with the fitting hole 41a. Such a support member 41 is attached to a flange 43 having a transmission hole 43a. In the flange 43, an aperture member 44 for shaping the beam shape is attached in front of the transmission hole 43a.

ここに、2個の半導体レーザ36Kとコリメートレンズ42Kとは、図9(a)に断面して示すように、その射出軸aに対して対称に配置され、2個の半導体レーザ36K間の間隔Dに対して2個のコリメートレンズ42K間の間隔dを小さく(D>d)設定している(つまり、2個のコリメートレンズ42Kの光軸を射出軸a側に偏心させて配置し、支持部材41のU字状の支持部41bに接着剤で固定している)。これにより、各半導体レーザ36Kからの光ビームは、対応するコリメートレンズ42Kにより各々交叉する方向に角度αを有して射出される。   Here, the two semiconductor lasers 36K and the collimating lens 42K are arranged symmetrically with respect to the emission axis a as shown in a cross-section in FIG. 9A, and the distance between the two semiconductor lasers 36K. The distance d between the two collimating lenses 42K with respect to D is set to be small (D> d) (that is, the optical axes of the two collimating lenses 42K are arranged eccentric to the exit axis a side and supported. It is fixed to the U-shaped support part 41b of the member 41 with an adhesive). Thereby, the light beam from each semiconductor laser 36K is emitted at an angle α in the crossing direction by the corresponding collimator lens 42K.

ここに、フランジ43は、射出軸aをホルダ45の回転基準となる円筒部45aの中心に合せてこのホルダ45の裏面に設けた基準面に密着固定される。また、このホルダ45内には後述する3ビーム用、4ビーム用の光源ユニットの場合に有用なビーム合成プリズム46が内蔵されている。   Here, the flange 43 is closely fixed to a reference surface provided on the back surface of the holder 45 with the injection axis a being aligned with the center of the cylindrical portion 45 a serving as the rotation reference of the holder 45. The holder 45 contains a beam combining prism 46 useful for a light source unit for three beams or four beams, which will be described later.

また、光学ハウジング31においては、光学ユニット21Kをホルダ45の円筒部45aにおいて回動調整自在に支持するブラケット47が設けられている。このブラケット47には円筒部45aを貫通させる貫通穴47aが形成され、スプリング48を通して圧縮し、押え部材49をつば部45bに引っ掛けて圧縮力により側壁に当接支持させる。また、スプリング48の一端を押え部材49の穴に嵌合させ、他端を係止部材50に係止させることにより、時計回りのねじり力を発生させ、ブラケット47に形成された回転止め部47aをピッチ調整ねじ51に突き当てて、このピッチ調整ねじ51により光軸a回りの回転調整を可能としている。   In addition, the optical housing 31 is provided with a bracket 47 that supports the optical unit 21 </ b> K in a cylindrical portion 45 a of the holder 45 so as to be freely adjustable. The bracket 47 is formed with a through hole 47a that penetrates the cylindrical portion 45a. The bracket 47 is compressed through a spring 48, and the presser member 49 is hooked on the collar portion 45b so as to contact and support the side wall by a compression force. Further, one end of the spring 48 is fitted into the hole of the pressing member 49 and the other end is locked to the locking member 50, thereby generating a clockwise torsional force and a rotation stopping portion 47 a formed on the bracket 47. Is abutted against the pitch adjusting screw 51, and the pitch adjusting screw 51 enables rotation adjustment around the optical axis a.

ここで、図9(b)に示すように、2個の半導体レーザ36Kは射出軸aを回転中心として主走査方向から副走査方向に角度θだけ傾けて設置されるが、この傾け量をピッチ調整ねじ51により調整することにより、感光体3K上における2本の光ビーム32K間の副走査方向のビームスポット間隔(副走査書込密度)を調整できる。これにより、単色モード(黒色モード)時において、高密度化を図ることも簡単に実現できる。   Here, as shown in FIG. 9B, the two semiconductor lasers 36K are installed at an angle θ from the main scanning direction to the sub-scanning direction with the emission axis a as the rotation center. By adjusting with the adjusting screw 51, the beam spot interval (sub-scanning writing density) in the sub-scanning direction between the two light beams 32K on the photosensitive member 3K can be adjusted. Accordingly, it is possible to easily achieve high density in the single color mode (black mode).

このような光源ユニット21Kは、光源ユニット21Y,21M,21Cに対して半導体レーザ36の個数等が異なるだけでほぼ同一構造ユニットであるので、黒用に光源ユニット21Y,21M,21Cと同一の半導体レーザ個数とした光源ユニットを用いてなる既存機に対して、光源ユニット21Kのみを交換取付けすればよく、簡単に本実施の形態例の構成に変更できる。   Such a light source unit 21K is substantially the same structural unit except that the number of semiconductor lasers 36 is different from that of the light source units 21Y, 21M, and 21C. Therefore, the same semiconductor as the light source units 21Y, 21M, and 21C is used for black. Only the light source unit 21K needs to be replaced and attached to the existing machine using the light source units having the number of lasers, and the configuration of the present embodiment can be easily changed.

[各種変形例]
a.光源ユニットに関して
本実施の形態では、光走査装置5Kの出力可能な光ビーム数mをm=2とし、他の光走査装置5Y,5M,5Cの出力可能なビーム数nをn=1としたが、m>nなる関係にあればよく、例えば、m=3,n=2又は1、m=4,n=3,2又は1、といったような関係であってもよい。
[Variations]
a. Regarding the light source unit In this embodiment, the number m of light beams that can be output from the optical scanning device 5K is set to m = 2, and the number of beams n that can be output from the other optical scanning devices 5Y, 5M, and 5C is set to n = 1. However, m> n may be sufficient, for example, m = 3, n = 2 or 1, m = 4, n = 3, 2 or 1, and the like.

ここに、光ビーム数を3とする場合には光源ユニット21を例えば図10のように構成し、光ビーム数を4とする場合には光源ユニット21を例えば図11のように構成すればよい。基本的には、図7に示した光源ユニット21Kの構成に対して半導体レーザ36の個数、支持部材41の個数、アパーチャ部材44の形状が異なるだけで、何れも同一構造のユニットとされているので、適宜交換取付けすればよいものとなる。   Here, when the number of light beams is 3, the light source unit 21 is configured as shown in FIG. 10, for example. When the number of light beams is 4, the light source unit 21 is configured as shown in FIG. . Basically, the number of semiconductor lasers 36, the number of support members 41, and the shape of the aperture member 44 are different from the configuration of the light source unit 21K shown in FIG. Therefore, it can be replaced and attached as appropriate.

ここに、光ビーム数を4とする場合の光源ユニット21におけるピッチ調整について図11及び図12を参照して説明する。光ビーム数を2とする場合に対して、付加された2つの半導体レーザ36はビーム合成プリズム46によりその射出軸が射出軸aと一致するように合成されて4本の光ビームが隣接した状態で射出される。なお、ビーム合成プリズム46はフランジ43の取付け前にホルダ45内に嵌合固定される。このような構成下に、付加された2つの半導体レーザ36に関する副走査方向のビームスポット間隔(副走査書込密度)は前述した場合と同様に調整できる。ここに、前述の2つの半導体36と付加された2つの半導体レーザ36とは光ビームのスポット間隔Lが同じであるので、射出軸aを回転中心として主走査方向から副走査方向への傾け量を、前者ではθ1、後者ではθ2の如く、異ならせて設定することにより、図12に示すように、感光体3面上での4つの光ビームによるビームスポット(LD1−L,LD1−R,LD2−L,LD2−R)を副走査方向に等間隔のピッチP(副走査書込密度)となるように調整することができる。   Here, pitch adjustment in the light source unit 21 when the number of light beams is four will be described with reference to FIGS. In contrast to the case where the number of light beams is two, the two added semiconductor lasers 36 are combined by the beam combining prism 46 so that the emission axis thereof coincides with the emission axis a, and the four light beams are adjacent to each other. It is injected at. The beam combining prism 46 is fitted and fixed in the holder 45 before the flange 43 is attached. Under such a configuration, the beam spot interval (sub-scanning writing density) in the sub-scanning direction for the two added semiconductor lasers 36 can be adjusted in the same manner as described above. Here, since the two semiconductor lasers 36 and the added two semiconductor lasers 36 have the same spot interval L of the light beam, the tilt amount from the main scanning direction to the sub-scanning direction with the emission axis a as the rotation center. Are set differently, such as θ1 in the former and θ2 in the latter, as shown in FIG. 12, beam spots (LD1-L, LD1-R, LD1-R, LD2-L, LD2-R) can be adjusted to have a pitch P (sub-scanning writing density) at equal intervals in the sub-scanning direction.

b.タンデム型の全体構成に関して
本実施の形態では、フルカラーレーザプリンタの構成として、複数個の感光体3Y,3M,3C,3Kを水平方向に並設させたが、例えば、図13に示すように複数個の感光体3Y,3M,3C,3Kを垂直方向に並設させた構成であってもよい。或いは、これらの感光体3Y,3M,3C,3Kから転写紙に直接転写させることなく、例えば、図14に示すように、一旦中間転写ベルト52上に各色トナー像を転写させた後、転写紙上に転写させる構成であってもよい。変形例等を含むこれらの全体構成において、Y,M,C,Kの配列順序は図示例に限らず任意であり、また、必ずしもY,M,C,Kの4種類の組合せに限らず、2個以上であればよく、5個以上であってもよい。さらには、単色モード用も必ずしも黒色に限らず、用途等によっては任意の1色を用い得る。
b. Regarding the overall configuration of the tandem type In this embodiment, as the configuration of the full-color laser printer, a plurality of photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K are arranged in parallel in the horizontal direction. For example, as shown in FIG. The configuration may be such that the individual photoconductors 3Y, 3M, 3C, 3K are arranged in parallel in the vertical direction. Alternatively, without directly transferring the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K onto the transfer paper, for example, as shown in FIG. 14, after each color toner image is once transferred onto the intermediate transfer belt 52, the image is transferred onto the transfer paper. It is also possible to have a configuration in which the transfer is performed. In these overall configurations including modifications, the order of arrangement of Y, M, C, and K is not limited to the illustrated example, and is not limited to the four combinations of Y, M, C, and K. It may be two or more and may be five or more. Furthermore, the monochrome mode is not necessarily limited to black, and any one color may be used depending on the application.

c.偏向器の構成例
本実施の形態では、1つのポリゴンミラー23を4個の光走査装置5Y,5M,5C,5Kで共用するようにしたが、例えば、図15に示すように、2個のポリゴンミラー23a,23bを設け、光走査装置5Y,5Mでポリゴンミラー23aを共用し、光走査装置5C,5Kでポリゴンミラー23bを共用するようにしてもよい。或いは、略図的に示す図13のように、各光走査装置5Y,5M,5C,5K毎にポリゴンミラー23Y,23M,23C,23Kを個別に備えるようにしてもよい。ポリゴンミラーの数が多いほど、光路投影面の重なりが少なくなり、各光走査装置5Y,5M,5C,5K毎に独立的な構成となるため、その配置等の設計が容易となる。また、単色で画像形成を行う光走査装置のみ高速対応のポリゴンモータとすることもできる。
c. In this embodiment, one polygon mirror 23 is shared by four optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K. For example, as shown in FIG. Polygon mirrors 23a and 23b may be provided so that the optical scanning devices 5Y and 5M share the polygon mirror 23a, and the optical scanning devices 5C and 5K share the polygon mirror 23b. Alternatively, as shown schematically in FIG. 13, polygon mirrors 23Y, 23M, 23C, and 23K may be individually provided for each of the optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K. As the number of polygon mirrors increases, the overlapping of the optical path projection planes decreases, and the optical scanning devices 5Y, 5M, 5C, and 5K have independent configurations, so that the arrangement and the like can be easily designed. In addition, only the optical scanning device that forms an image with a single color can be a polygon motor that supports high speed.

本発明の一実施の形態のタンデム型フルカラーレーザプリンタの全体構成を示す概略正面図である。1 is a schematic front view illustrating an overall configuration of a tandem full-color laser printer according to an embodiment of the present invention. 光走査装置の基本構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the basic composition of an optical scanning device. 光走査装置全体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the whole optical scanning device. 本実施の形態の基本原理を略図的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematically the basic principle of this Embodiment. 制御系の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a control system. モードに応じた動作制御例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of operation control according to a mode. 1光源の光源ユニットの構成例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of the light source unit of 1 light source. 2光源の光源ユニットの構成例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of the light source unit of 2 light sources. (a)は2光源の光源ユニットの構成を示す水平断面図、(b)はそのピッチ調整を示す説明図である。(A) is a horizontal sectional view showing a configuration of a light source unit of two light sources, and (b) is an explanatory view showing the pitch adjustment. 3光源の光源ユニットの構成例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of the light source unit of 3 light sources. 4光源の光源ユニットの構成例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of the light source unit of 4 light sources. 4ビームのスポット間隔調整を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows spot spacing adjustment of 4 beams. 全体構成の変形例を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the modification of whole structure. 全体構成の他の変形例を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the other modification of a whole structure. 2個のポリゴンミラーを用いた変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification using two polygon mirrors.

符号の説明Explanation of symbols

3 被走査面
5K 一の光走査装置
5Y,5M,5C 他の光走査装置
23 偏向器
32 光ビーム
3 Scanned Surface 5K One Optical Scanning Device 5Y, 5M, 5C Other Optical Scanning Device 23 Deflector 32 Light Beam

Claims (10)

複数色の画像信号に基づき光走査する光走査装置を備えた画像形成装置において、
前記光走査装置の内、単色の画像信号に基づき画像形成する一の光走査装置の出力可能な光ビーム数をそれ以外の色の画像信号に基づき画像形成する他の光走査装置の出力可能な光ビーム数より多くしたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus including an optical scanning device that performs optical scanning based on image signals of a plurality of colors,
Among the optical scanning devices, the number of light beams that can be output from one optical scanning device that forms an image based on an image signal of a single color can be output from another optical scanning device that forms an image based on an image signal of another color. An image forming apparatus characterized by having more light beams.
各色毎に設定された複数の被照射面と、各被照射面に対し1対1の関係で設けられ、各被照射面を対応する色の画像信号に応じた光ビームにより光走査する光走査装置とを備えた画像形成装置において、
前記光走査装置の内、単色の画像信号に基づき画像形成する一の光走査装置の出力可能な光ビーム数をそれ以外の色の画像信号に基づき画像形成する他の光走査装置の出力可能な光ビーム数より多くしたことを特徴とする画像形成装置。
Optical scanning that is provided in a one-to-one relationship with each irradiated surface and a plurality of irradiated surfaces set for each color, and that scans each irradiated surface with a light beam corresponding to an image signal of a corresponding color An image forming apparatus comprising:
Among the optical scanning devices, the number of light beams that can be output from one optical scanning device that forms an image based on an image signal of a single color can be output from another optical scanning device that forms an image based on an image signal of another color. An image forming apparatus characterized by having more light beams.
複数色の画像信号に基づく画像を出力させる複数色モードと、単色の画像信号に基づく画像を出力させる単色モードとを選択自在に有し、単色モード選択時には、前記一の光走査装置により前記他の光走査装置の出力可能な光ビーム数より多い光ビーム数の光ビームを用いて対応する被照射面を光走査することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。   A multi-color mode for outputting an image based on an image signal of a plurality of colors and a single-color mode for outputting an image based on a single-color image signal are freely selectable. 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a corresponding irradiated surface is optically scanned using a light beam having a number of light beams larger than the number of light beams that can be output by the optical scanning device. 複数色の画像信号に基づく画像を出力させる複数色モードと、単色の画像信号に基づく画像を出力させる単色モードとを選択自在に有し、複数色モード選択時には、前記一の光走査装置により前記他の光走査装置が出力する光ビーム数と同じ光ビーム数の光ビームを用いて対応する被照射面を光走査することを特徴とする請求項1,2又は3記載の画像形成装置。   A multi-color mode for outputting an image based on a plurality of color image signals and a single-color mode for outputting an image based on a single-color image signal are freely selectable. 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the corresponding irradiated surface is optically scanned using a light beam having the same number of light beams as that output by another optical scanning device. 複数色の画像信号に基づく画像を出力させる複数色モードと、単色の画像信号に基づく画像を出力させる単色モードとを選択自在に有し、複数色モードと単色モードとの選択に応じて前記一の光走査装置で光走査に用いる光ビーム数を切替えるビーム数切替手段を備えることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の画像形成装置。   A multi-color mode for outputting an image based on a multi-color image signal and a single-color mode for outputting an image based on a mono-color image signal are freely selectable, and the one color mode is selected according to the selection between the multi-color mode and the single color mode. 5. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising beam number switching means for switching the number of light beams used for optical scanning. 前記ビーム数切替手段は、画像形成する画像信号の属性に応じたモード切替信号に基づき光ビーム数を切替えることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。   6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the beam number switching means switches the number of light beams based on a mode switching signal corresponding to an attribute of an image signal to form an image. 画素クロックに応じて変調された光ビームを被走査面に対して回転駆動により偏向走査させる偏向器を備え、複数色モードと単色モードとの選択に応じたモード切替え時に、前記偏向器の回転数と前記画素クロックの周波数との少なくとも一方を変更切替えするようにしたことを特徴とする請求項3,4,5又は6記載の画像形成装置。   A deflector that deflects and scans a light beam modulated in accordance with a pixel clock by rotational driving with respect to the surface to be scanned, and the number of rotations of the deflector when the mode is switched according to the selection between the multi-color mode and the single-color mode. 7. The image forming apparatus according to claim 3, wherein at least one of the pixel clock frequency and the pixel clock frequency is changed and switched. 回転駆動されて光ビームを被走査面に対して偏向走査させる偏向器を各光走査装置毎に備えることを特徴とする請求項1ないし7の何れか一に記載の画像形成装置。   8. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a deflector that is driven to rotate and deflects and scans the light beam with respect to the surface to be scanned. 回転駆動されて光ビームを被走査面に対して偏向走査させる偏向器の数が光走査装置の数より少ないことを特徴とする請求項1ないし7の何れか一に記載の画像形成装置。   8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the number of deflectors that are rotationally driven to deflect and scan the light beam with respect to the surface to be scanned is smaller than the number of optical scanning devices. 単色用の一の光走査装置が黒色用であることを特徴とする請求項1ないし9の何れか一に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein one optical scanning device for a single color is for black.
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JP2009297979A (en) * 2008-06-12 2009-12-24 Konica Minolta Business Technologies Inc Image forming apparatus
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