JP2006224441A - 画像形成装置、画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 副走査方向の解像度を上げても、騒音が増大したり、モータの寿命が短くなることや、高価なモータを用いる必要がなく、印刷速度も低下しない画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 レーザ光を発するレーザ発光部１１１と、レーザ光を反射させて感光体の目的位置に当てるための反射部１１２と、反射部１１２を揺動させる反射鏡揺動部１１６と、形成する画像の解像度として低解像度又は高解像度の指定を受け付ける解像度切替指定受付部１１３と、指定された解像度が低解像度であると判定された場合には、反射部１１２が反射鏡揺動部１１６により揺動される往路又は復路の予め定められた一方で前記レーザを照射し、指定された解像度が高解像度である場合には、前記往路と復路の両方でレーザ光を照射する照射制御部１１５とをプリンタ１に備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザ光を用いて画像を形成する画像形成装置、又は画像形成方法に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、回転多面鏡を備えたレーザ走査手段が一般的に用いられている。このような画像形成装置においては、回転多面鏡の回転数を上げることにより走査ラインの間隔を狭くすることにより、走査数を増やし副走査方向の解像度を上げることができる。また、感光体の移動速度（回転速度）を下げることによっても副走査方向の解像度を上げることができる。下記特許文献１には、回転多面鏡の代わりにガルバノミラーを備え、このガルバノミラーが一定の周期で所定角度範囲を揺動（往復回動）することで、往復走査により高速に描画を行うことのできる画像形成装置について記述されている。この画像形成装置においては、ガルバノミラーの揺動速度を変更するか、又は感光体の移動速度を変更することによって副走査方向の解像度を変更することができる。
特開平０９−５２３８７号公報

しかしながら、上記回転多面鏡の回転数を上げた画像形成装置においては、回転数を上げることに伴い騒音が増大したり、モータの寿命が短くなったり、高価なモータを用いる必要がある等の問題があり、またこれに伴って画像データ出力のためのクロックを速くする必要があるため不要輻射が増大するという問題もある。また、感光体の移動速度を下げた場合には印刷速度が下がるという問題があった。また、上記回転多面鏡の回転数を上げた画像形成装置、及び上記特許文献１に記載の画像形成装置においては、解像度を変更するためには、回転多面鏡又はガルバノミラーの回転又は揺動速度を変更する制御、或いは感光体の移動速度を変更する制御を行わなければならなかった。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたもので、副走査方向の解像度を上げても、騒音が増大したり、モータの寿命が短くなることや、高価なモータを用いる必要がなく、印刷速度も低下しない、また、副走査方向の解像度を変更するために回転多面鏡、ガルバノミラー又は感光体の回転速度を変更する必要のない、すなわち煩雑な制御を行う必要のない画像形成装置、又は画像形成方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、感光体に照射するレーザ光を発するレーザ照射手段と、前記レーザ照射手段と前記感光体とを結ぶレーザ光経路の途中に位置され、前記レーザ照射手段により発せられた前記レーザ光を反射させて前記感光体の表面に当てるための反射手段と、前記レーザ光が感光体の走査ライン上を走査すべき方向に前記反射手段を揺動させる揺動手段と、形成する画像の解像度として、低解像度であるか、低解像度の２倍の解像度である高解像度であるかの指定を受け付ける解像度受付手段と、前記解像度受付手段により低解像度である指定が受け付けられた場合には、前記反射手段が前記駆動手段により揺動される往路又は復路の予め定められた一方で前記レーザを照射し、前記解像度受付手段により高解像度である指定が受け付けられた場合には、前記往路と復路の両方で前記レーザ光を照射する照射制御手段とを備えるものである。

この構成によれば、解像度受付手段により受け付けられた解像度が低解像度である場合には、レーザ照射手段から発せられたレーザ光が、反射手段が揺動手段により揺動される揺動の往路又は復路の予め定められた一方のみで照射されるように照射制御手段によりレーザ照射手段が制御され、解像度受付手段により受け付けられた解像度が高解像度である場合には、レーザ照射手段から発せられたレーザ光が、前記揺動の往路及び復路の両方で照射されるように照射制御手段によりレーザ照射手段が制御される。

請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記レーザ照射手段は、複数のレーザ光源を備えるものである。

請求項３に係る画像形成方法は、照射するレーザ光を揺動させて、その往路及び復路の二方向に画像の書き込み走査を行うことが可能な画像形成方法において、形成する画像の解像度として、低解像度であるか、低解像度の２倍の解像度である高解像度であるかの指定を受け付けるステップと、前記ステップにおいて低解像度である指定が受け付けられた場合には、前記往路又は復路の予め定められた一方において、画像のデータを光信号に変換したレーザ光を感光体に照射し、前記ステップにおいて高解像度である指定が受け付けられた場合には、前記往路と復路の両方で、画像のデータを光信号に変換したレーザ光を感光体に照射するステップとを備えるものである。

請求項１又は３に記載の発明によれば、解像度に低解像度が指定された場合にはレーザ光の走査ラインの往路又は復路のうちの予め定められた一方のみが、画像の走査に用いられ、解像度に高解像度が指定された場合にはレーザ光の走査ラインの往路及び復路の両方が、画像の走査に用いられるので、騒音が増大したり、モータの寿命が短くなることや、高価なモータを用いる必要なしに、印刷速度を遅くすることなく、印刷における副走査方向の解像度を２倍に切り替えることができる。また、副走査方向の解像度を変更するために回転多面鏡、ガルバノミラー又は感光体の回転速度を変更する必要がなく煩雑な制御を行う必要がない。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１又は３の効果を奏する高速な画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１の機械的構成を示すブロック図である。プリンタ１は、機械的構成として、レーザスキャナ１１、現像器１２、帯電器１３、感光体ドラム１４、転写ローラ１５、及び定着器１６を備える。

感光体ドラム１４は、円筒状の部材であり、図略のモータからの駆動力を受けて、図における時計回りの方向に回転される。帯電器１３は、感光体ドラム１４の表面を略一様に帯電するものである。レーザスキャナ１１は、レーザダイオード等の光源を備え、帯電器１３によって略一様に帯電された感光体ドラム１４の表面に対して、画像データに応じた光信号を照射して、画像データの静電潜像を形成するものである。レーザスキャナ１１の詳細については図２を用いて後述する。

現像器１２は、トナーを収納するトナーコンテナを備え、静電潜像が形成された感光体ドラム１４の表面にトナーを供給してトナー像を形成するものである。感光体ドラム１４に形成されたトナー像が、後述する転写ローラ１５によって、搬送路Ｐを搬送される記録紙又は転写ベルト（図示省略）に転写される。

感光体ドラム１４と対向する位置には、転写ローラ１５がそれぞれ配設されている。転写ローラ１５は、導電性を有するゴム材料等で構成され、感光体ドラム１４に形成されたトナー像を搬送路Ｐを搬送される記録紙又は転写ベルトに転写するものである。

定着器１６は、ヒータ等を内蔵する定着ローラ１６０、及び、加圧ローラ１６１を備え、トナー像が形成された記録紙を加熱搬送することにより、記録紙にトナー像を定着させるものである。

次に画像形成動作を簡単に説明する。まず、帯電器１３により像担持体である感光体ドラム１４の表面を略均一に帯電する。そして、帯電された感光体ドラム１４表面を、露光手段であるレーザスキャナ１１により露光し、記録紙に形成する画像の静電潜像を感光体ドラム１４表面に形成する。この静電潜像を現像手段である現像器１２により感光体ドラム１４表面にトナーを付着させることにより顕画化し、転写手段である転写ローラ１５により感光体ドラム１４表面のトナー像を記録紙に転写させる。この動作が行われた後、定着手段である定着器１６により記録紙に転写されたトナー像が固着される。

図２は、レーザスキャナ１１の機械的構成を示す図である。レーザスキャナ１１は、半導体レーザ１０１、コリメータレンズ１０２、絞り１０３、反射鏡１０４、レンズ群１０５、及びＢＤ（Beam Detect）センサ１０６ａ，１０６ｂを備える。

半導体レーザ１０１は、レーザ光を発生するものである。コリメータレンズ１０２及び絞り１０３は、共同で半導体レーザ１０１から発生されたレーザ光をほぼ平行光にするものである。反射鏡１０４は、矢印ａ及びｂの方向に揺動されることで、半導体レーザ１０１から発生されたレーザ光を感光体ドラム１４表面に長手方向に対して走査させるものである。すなわち、反射鏡１０４が矢印ａ方向に揺動された場合にはレーザ光は矢印Ａ方向に走査され、反射鏡１０４が矢印ｂ方向に揺動された場合にはレーザ光は矢印Ｂ方向に走査される。レンズ群１０５は、反射鏡１０４により反射されたレーザ光が感光体ドラム１４に対して等速で走査されるように補正を行うものである。

ＢＤセンサ１０６ａ，１０６ｂは、反射鏡１０４により反射された反射レーザ光を検出するセンサであり、ＢＤセンサ１０６ａ，１０６ｂの検出信号は反射鏡１０４の揺動とデータの書き出しの同期を取るために用いられる。ＢＤセンサ１０６ａは、矢印Ａ方向の書き出しの同期を取るために用いられ、ＢＤセンサ１０６ｂは、矢印Ｂ方向の書き出しの同期を取るために用いられる。

次に、本実施形態に係るプリンタ１の機能構成について説明する。図３は、プリンタ１の機能構成を示すブロック図である。プリンタ１は、本発明に係る機能としてレーザ発光部１１１、反射部１１２、解像度切替指定受付部１１３、走査経路切替部１１４、照射制御部１１５、反射鏡揺動部１１６、画像データ記憶部１１７、及びレーザ光検知部１１８を備える。

レーザ発光部１１１は半導体レーザ１０１で、反射部１１２は反射鏡１０４である。レーザ光検知部１１８はＢＤセンサ１０６ａ，１０６ｂであり、レーザ光検知部１１８（ＢＤセンサ１０６ａ，１０６ｂ）がレーザ光を検知した場合には、照射制御部１１５及び反射鏡揺動部１１６に検知信号を送信する。画像データ記憶部１１７は、画像形成を行う画像のデータ（画像データ）を記憶するものである。画像データ記憶部１１７は、例えば、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を備える。画像データ記憶部１１７に記憶される画像データは、当該プリンタ１に接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の情報処理装置から送信されたものを当該プリンタ１において受信したものである。

解像度切替指定受付部１１３は、例えば当該プリンタ１の備える操作部（図示省略）や、当該プリンタ１に接続されているＰＣ（パーソナルコンピュータ）を用いてユーザが設定した解像度の指示（例えば高解像度１２００ｄｐｉ又は低解像度６００ｄｐｉの二者択一）を上記操作部又はＰＣが受け付け、その解像度を走査経路切替部１１４に送信するものである。

走査経路切替部１１４は、解像度切替指定受付部１１３から受信した解像度に基づき往路（又は復路）のみで走査を行うか往路及び復路の両方で走査を行うかを決定するものである。走査経路切替部１１４は、受信した解像度が６００ｄｐｉ（低解像度）である場合には、往路（又は復路）のみでの走査（単路走査モード）を照射制御部１１５に指示し、受信した解像度が１２００ｄｐｉ（高解像度）である場合には、往路及び復路の両方での走査（往復走査モード）を照射制御部１１５に指示する。

反射鏡揺動部１１６は、反射部１１２（反射鏡１０４）を例えばモータを駆動源として揺動させるものである。反射鏡揺動部１１６は、レーザ光検知部１１８から検知信号を受信した場合に、反射鏡１０４の揺動方向を反対向きに変更する。

照射制御部１１５は、画像データ記憶部１１７に記憶されている画像データに基づき、この画像データを光信号に変換しレーザ発光部１１１にレーザ光として発光させるものである。照射制御部１１５は、走査経路切替部１１４からの単路走査モード又は往復走査モードの指示に基づき、単路走査モードの場合には往路（又は復路）のみで、往復走査モードの場合には往路及び復路の両方でレーザ発光部１１１に対しレーザ光を照射させるように制御する。照射制御部１１５は、レーザ光検知部１１８から受信する検知信号により、各走査ラインの書き出しタイミングをとる。

図４は往路のみで走査を行った場合、図５は往路及び復路の両方で走査を行った場合の記録紙上の走査ラインのイメージを示す図である。実線の矢印は、往路での走査及びその走査方向を示し、破線の矢印は、復路での走査及びその走査方向を示している。復路による走査ラインは往路による走査ライン間隔の半分の位置に走査されるため、図５における走査ラインの副走査方向の解像度は図４の場合における２倍となっており、本実施形態における高解像度１２００ｄｐｉと低解像度６００ｄｐｉとの倍率と同じである。

このように本実施形態においては、回転多面鏡の代わりに揺動する反射鏡を設け、その往路及び復路でレーザ光の照射を可能とし、解像度として低解像度が指定されている場合には反射鏡の揺動周波数を変えることなく往路（又は復路）のみを用いて走査を行い、解像度として低解像度の２倍の高解像度が指定されている場合には反射鏡の揺動周波数を変えることなく往路及び復路の両方を用いて走査を行うようにしたので、騒音が増大したり、モータの寿命が短くなることや、高価なモータを用いる必要がなく、印刷速度も低下させないで副走査方向の解像度を切り替えることができる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べる態様を採用することができる。本実施形態においては、６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉの２種類の解像度を切り替えるようにしたが、本発明はこれらの解像度に限定されるものではなく、高解像度が低解像度の２倍であればよい。

また、本実施形態においては、１つの半導体レーザ１０１を備える画像形成装置を例にとり説明したが、各色毎に１つの半導体レーザ１０１を備える画像形成装置や各色毎（或いは単一色）に複数の半導体レーザ１０１を備える画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。この場合には、描画速度のより速い画像形成装置に対して反射鏡の揺動周波数を変えることなく副走査方向の解像度を切り替えることができる。

また、本実施形態においては、反射部をモータを駆動源として揺動させるもので説明したが、反射鏡の共振周波数を利用して揺動させるものに対しても本発明を適用可能である。

また、本実施形態においては、画像形成装置の例としてプリンタを用いたが、これは、例えば複写機又はファクシミリや、これらの機能を併せ持つ複合機であってもよい。この場合には、画像を形成するための画像データは、当該画像形成装置の画像読取部（図示省略）において原稿から読み取ったもの、又は、当該画像形成装置に接続されたファクシミリ送信機から送信されたものを当該プリンタ１において受信したものであってもよい。

本発明の一実施形態における画像形成装置の機械的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における画像形成装置の備えるレーザスキャナの機械的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における記録紙上の走査ラインのイメージを示す図である。 従来技術における記録紙上の走査ラインのイメージを示す図である。

符号の説明

１ 画像読取装置（プリンタ）
１０１ 半導体レーザ（レーザ照射手段）
１０４ 反射鏡（反射手段）
１１１ レーザ発光部（レーザ照射手段）
１１２ 反射部（反射手段）
１１３ 解像度切替指定受付部（解像度受付手段）
１１５ 照射制御部（照射制御手段）
１１６ 反射鏡揺動部（揺動手段）
１４ 感光体ドラム（感光体）

Claims (3)

1. 感光体に照射するレーザ光を発するレーザ照射手段と、
   前記レーザ照射手段と前記感光体とを結ぶレーザ光経路の途中に位置され、前記レーザ照射手段により発せられた前記レーザ光を反射させて前記感光体の表面に当てる反射手段と、
   前記レーザ光が感光体の走査ライン上を走査すべき方向に前記反射手段を揺動させる揺動手段と、
   形成する画像の解像度として、低解像度であるか、低解像度の２倍の解像度である高解像度であるかの指定を受け付ける解像度受付手段と、
   前記解像度受付手段により低解像度である指定が受け付けられた場合には、前記反射手段が前記駆動手段により揺動される往路又は復路の予め定められた一方で前記レーザを照射し、前記解像度受付手段により高解像度である指定が受け付けられた場合には、前記往路と復路の両方で前記レーザ光を照射する照射制御手段と
   を備える画像形成装置。
2. 前記レーザ照射手段は、複数のレーザ光源を備える請求項１に記載の画像形成装置。
3. 照射するレーザ光を揺動させて、その往路及び復路の二方向に画像の書き込み走査を行うことが可能な画像形成方法において、
   形成する画像の解像度として、低解像度であるか、低解像度の２倍の解像度である高解像度であるかの指定を受け付けるステップと、
   前記ステップにおいて低解像度である指定が受け付けられた場合には、前記往路又は復路の予め定められた一方において、画像のデータを光信号に変換したレーザ光を感光体に照射し、前記ステップにおいて高解像度である指定が受け付けられた場合には、前記往路と復路の両方で、画像のデータを光信号に変換したレーザ光を感光体に照射するステップと
   を備える画像形成方法。

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