JP2007225975A - 露光装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像形成装置の感光体上に潜像を形成する露光装置であって、モノクロ画像のみを形成する場合にはカラー画像よりも高解像度のモノクロ画像を形成する露光装置と、この露光装置を備えた画像形成装置とを提供すること。
【解決手段】ブラック、及びカラー各色の画像形成に対応するレーザ光源を各色毎に設け、前記各色の画像形成に対応するレーザ光源から出射されたレーザビームを、一つの回転多面鏡により各色に対応する感光体の表面を走査するカラー画像形成装置の露光装置であって、ブラックの画像形成に対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数が、他の各色に対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数よりも多いことを特徴とする露光装置の提供。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザビームにより走査露光をする露光装置、及び前記露光装置を備えた画像形成装置に関わる。

帯電した感光体の表面をレーザビームで走査する露光手段により潜像を形成し、現像手段により形成したトナー画像を用紙に転写して、所定のコピーを出力する電子写真技術による画像形成装置は、一般に広く使用されている装置である。

高速で、且つ、多色のコピーを出力するカラー画像形成装置の場合には、レーザ光源、感光体、現像手段をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に設けて、直列に配置した各感光体上に形成した各色のトナー画像を、逐次、用紙に、あるいは中間転写体を介して用紙に転写するように構成された、通称、タンデム型と呼ばれるものが多い。

このようなタンデム型のカラー画像形成装置における露光装置、即ち、レーザ光源であるレーザダイオードからレーザ光を出射して、コリメータを含むビーム形成手段により所定の径のレーザビームを形成し、このレーザビームを複数多種のミラー、レンズにて感光体まで導く装置に関しては、コストダウンとコンパクト化という視点から多くの提案がなされ（例えば特許文献１、２参照）、各種の考え方に基づく露光装置を備えたカラー画像形成装置が市場に提供されている。

ところが、このようなカラー画像形成装置を複数の使用者により共同使用される場合、カラー画像の出力よりも、モノクロの画像の出力、特に文字が並んだテキストの出力のために装置が使用されることが多い。

その結果、カラー画像形成装置の備える各手段の中で、特にブラック（Ｋ）の画像形成に関わる手段が多用されることになる。

しかしながら、ブラックの画像を形成する手段は、モノクロ画像の形成のためだけでなく、多色のカラー画像の形成のためにも使用することから、モノクロの画像形成専用の手段から構成されるモノクロ専用の画像形成装置に比較して、画像の解像度を低くせざるを得ない場合がある。その結果、画像の解像度、特に小さな文字の細線部の画像形成において使用者が不満をいだくこともある。
特開平８−１２２６７３号公報 特開２００３−７５７５１号公報

本願発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、カラー画像形成装置の感光体上に潜像を形成する露光装置であって、モノクロ画像のみを形成する場合にはカラー画像よりも高解像度のモノクロ画像を形成する露光装置と、この露光装置を備えた画像形成装置とを提供することにある。

上記課題は、以下に記載する発明により達成される。
（１）ブラック、及びカラー各色の画像形成に対応するレーザ光源を各色毎に設け、
前記各色の画像形成に対応するレーザ光源から出射されたレーザビームを、一つの回転多面鏡により各色に対応する感光体の表面を走査するカラー画像形成装置の露光装置であって、ブラックの画像形成に対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数が、他の各色に対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数よりも多いことを特徴とする露光装置。
（２）前記ブラックに対応するレーザ光源が出射するレーザビームの出射本数を変更する制御手段を有することを特徴とする１項に記載の露光装置。
（３）１又は２項に記載の露光装置を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
（４）画像手段に入力されたジョブが、モノクロ画像の出力か、又はカラー画像の出力か
を判定して、判定結果を基に前記ブラックに対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数を変更する制御手段を有することを特徴とする３項に記載の画像形成装置。

本願発明により、高解像度のモノクロ画像を形成できるカラー画像形成装置が実現される。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、通称、タンデム型と呼ばれるカラー画像形成装置Ｇの概略構成図である。

カラー画像形成装置Ｇは、複写機、プリンタ、ファクシミリの機能を合わせ持つ複合機であって、本体の上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを有し、本体は、画像読み取り手段１、露光装置２、画像形成手段３、操作表示手段４、給紙手段５、排紙再給紙手段６、および、定着装置７、制御手段Ｃ等から構成されている。

自動原稿送り装置ＡＤＦは、原稿載置台１０２に載置された原稿Ｄを原稿剥離手段１０１によって一枚ずつ原稿搬送手段１０３に送り出し、原稿搬送手段１０３は送られた原稿Ｄを原稿排紙手段１０４に搬送し、原稿排紙手段１０４は送られた原稿を原稿排紙台１０５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路１０３に設けられた、画像読み取り手段１の原稿画像読み取り位置であるスリット１１にて読み取りがなされる。

原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１０６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１０３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１０５に排紙される。

画像読み取り手段１は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット１１の位置にて、ランプ１２により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット１３と、第２ミラーユニット１４と、結像レンズ１５とによりライン状のＣＣＤである撮像素子１６に結像させている。撮像素子１６から出力された信号は、制御手段Ｃの画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされて制御手段ＣのメモリＭに設けられた所定の画像ファイルに画像データとして保存される。

露光装置２は、メモリＭの画像ファイルから呼び出され、露光のために所定の画像処理が施された画像データに基づき、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応する複数のレーザビームと、回転多面鏡ＰＲとにより、一様帯電されて回転している感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面を走査して、各感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの面上に原稿画像の各色に対応した静電潜像を形成する。

前記静電潜像は、画像形成手段３の各色毎の現像手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋにより反転現像されて、各色のトナー画像が感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成され、形成された前記トナー画像は、第１転写手段３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋにより転写ベルト３６に転写される。

トナー画像形成のタイミングに対応して、手差し給紙手段５５、もしくは、用紙Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは、用紙Ｐが給送され、所定の搬送ローラにより搬送され、タイミングローラ５１によって転写ベルト上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に送り出される。

転写領域において、転写ベルト３６の表面に形成されたトナー画像は、第２転写手段３７により用紙Ｐに転写される。転写されたトナー画像を担持した用紙Ｐは、転写ベルト３６の表面から分離し、定着装置７に送られる。

定着装置７において、トナー画像を担持した前記用紙Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とにより加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が用紙Ｐに定着されて、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。

なお、用紙Ｐを表裏反転して排紙台６４に排出する場合には、切換ガイド６２により、用紙Ｐを排紙再給紙手段６に導き、用紙Ｐをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。

また、用紙Ｐの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた用紙Ｐを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。

一方、用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた転写ベルト３６表面は、クリーニング手段３８により残留トナーが除去されて次なる画像の転写に向けての準備がなされる。

図２は、カラー画像形成装置Ｇの制御関係を示すブロック図である。

制御手段ＣはＣＰＵ、メモリＭを始め、図に記されてはいないが演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路等を有するコンピュータシステムであり、図示の各手段、又は装置とは対応するＩ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路にて接続されている。

また、制御手段Ｃによる制御は、メモリＭに格納されている所定のプログラムが実行されることによりなされる。

自動原稿送り装置ＡＤＦにも、制御手段Ｃに比較して規模は小さいが、ＣＰＵを中心とした同様な制御手段が設けられており、制御手段Ｃとは、通信手段Ｒにて接続されている。

なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックの記載が省略されている。

図３は、本発明によるカラー画像形成装置における露光装置の光学系の概念を示す上面図である。また、図４は側面図である。

図３、図４で示す露光装置は、レーザダイオードによる光源であるレーザ光源ＬＤ１〜４、ビーム形成手段ＣＭ１〜４、走査用レンズであるｆθレンズＦＴ、複数のシリンドリカルレンズＣＹ２〜５、回転多面鏡ＰＲ、ミラーＤＭ１〜３、その他の複数のミラーＭＲ等から構成される。

レーザダイオードＬＤ１〜４から出射された各レーザ光は、コリメータ、スリット等から構成される公知のビーム形成手段ＣＭ１〜４により所定の径のレーザビームとなり、ミラーＤＭ１〜３によって回転多面鏡ＰＲに導かれる。なお、ミラーＤＭ１〜３はレーザビームの進路を妨害しないように図３の奥行き方向に互いにずれて配置されている。回転多面鏡ＰＲの鏡面にて反射したレーザビームはｆθレンズによって感光体３２表面でのレーザビームの走査速度が等速になるように光学的に処理される。シリンドリカルレンズＣＹ１はレーザビームの径を回転多面鏡ＰＲの鏡面にて最小にするために、また、シリンドリカルレンズＣＹ２〜５はレーザビームを感光体３１の所定の走査位置に導き、且つ走査面にてビーム径を最小にするために用いられる。

なお、本実施の形態では、レーザ光源ＬＤ１はイエロー画像（Ｙ）の形成に、そしてＬＤ２はマゼンタ画像（Ｍ）、ＬＤ３はシアン画像（Ｃ）、ＬＤ４はブラック画像（Ｋ）の形成に対応している。

レーザ光源ＬＤ１〜４から出射されたレーザビームによる各感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋへの走査露光により各感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋには潜像が形成され、画像形成手段３によってトナー現像された後、各色のトナー画像が転写ベルト３６に転写されカラー画像が形成される。しかしながら、モノクロ画像を出力する場合には、レーザ光源ＬＤ４から出射されたレーザビームの感光体３１Ｋへの走査露光によってのみ潜像が形成され、この潜像が画像形成手段３によってトナー現像されて、転写ベルト３６にモノクロ画像として転写される。

レーザ光源ＬＤ４は、複数の発光部を有しており、複数（Ｎ）本のレーザビームを出射することができる。この複数のレーザビームを感光体３１Ｋの表面に導き、一本のレーザビームのＮ倍の解像力で感光体３１Ｋ上に潜像を形成する。

これは、特に、テキスト、特に細線を含む文字フォントの画像形成に効果のあるもので、切れが良く、見栄えがする文字が出力される。即ち、カラー画像形成装置を一般的なオフィスで使用する場合、最も使用頻度の高いモノクロのテキストを出力が高品位になる効果をもたらす。

なお、当然のことながら、もし、レーザ光源ＬＤ１〜３が複数（Ｍ）本のレーザビームを出射するものである場合には、レーザ光源ＬＤ４はＭ本よりも多い本数のレーザビームを出射するものが採用される。

カラー画像の形成に際しては、上述したような構成によるレーザ光源ＬＤ１〜３と、高解像度のレーザ光源ＬＤ４を用いた走査露光を行っても良いが、モノクロ画像のみの画像形成を行う場合と、カラー画像の形成を行う場合とで、レーザ光源ＬＤ４による走査露光の解像度を変えるようにしても良い。この制御は、レーザ光源ＬＤ４が出射するレーザビームの本数を変更することにより実現される。

図５は、モノクロ画像のみの画像形成を行う場合と、カラー画像の形成を行う場合とでレーザ光源ＬＤ４の出射ビーム本数を変更する制御の流れを示すフローチャートである。

カラー画像形成装置Ｇの操作表示手段４により、ジョブの設定が行われ、スタートボタンが押されると、出射ビーム本数変更ルーチンが実行され、先ず、出力する頁がモノクロ画像であるか、カラー画像であるかが判定される（ステップＳ１）、もしモノクロ画像であった場合には、ブラックの画像に対応する光源であるレーザ光源ＬＤ４の全ての発光部を発光させる、即ち、最多本数（Ｋ）のレーザビームが出射されるように制御手段はレーザ光源の駆動回路を設定して（ステップＳ２）、このルーチンから出る。もし、カラー画像であった場合には、最多本数（Ｋ）ではなく、予め決めてある所定の数（Ｋ−Ｊ）、例えば、光源ＬＤ１〜３のビーム本数と同じ数のレーザビームが出射されるように制御手段はレーザ光源の駆動回路を設定して（ステップＳ３）、設定が完了すると、このルーチンから出る。

以上説明したように、ブラックの画像形成に対応するレーザのビーム数を増やすことにより、カラー画像形成時と同様の露光装置の光学系を用いて高解像度のモノクロ画像を出力することができるカラー画像形成装置が実現される。

カラー画像形成装置の概略構成図である。 カラー画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。 露光装置の上面図である。 露光装置の側面図である。 レーザ光源の出射ビーム本数を変更する流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像読み取り手段
２ 露光装置
３ 画像形成手段
Ｃ 制御手段
ＣＭ１〜４ ビーム形成手段
ＤＭ１〜３ ミラー
ＦＴ ｆθレンズ
Ｇ カラー画像形成装置
ＬＤ１〜４ レーザ光源
ＰＲ 回転多面鏡

Claims (4)

1. ブラック、及びカラー各色の画像形成に対応するレーザ光源を各色毎に設け、
   前記各色の画像形成に対応するレーザ光源から出射されたレーザビームを、一つの回転多面鏡により各色に対応する感光体の表面を走査するカラー画像形成装置の露光装置であって、
   ブラックの画像形成に対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数が、他の各色に対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数よりも多いことを特徴とする露光装置。
2. 前記ブラックに対応するレーザ光源が出射するレーザビームの出射本数を変更する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 請求項１又は２に記載の露光装置を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 画像手段に入力されたジョブが、モノクロ画像の出力か、又はカラー画像の出力か
   を判定して、判定結果を基に前記ブラックに対応するレーザ光源が出射するレーザビームの本数を変更する制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

Images