JP3946920B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、印刷機などに応用される電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、複数の光ビームと複数の像担持体を備えて複数色の画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数色の画像を形成する画像形成装置に関する技術の一つとして、特開平６−１７１１５７号公報には、スキャナを複数のレーザ偏向に供し、高速プリントが可能な小型レーザプリンタを低価格で提供することを目的として、各色毎のレーザをレーザユニットの中にまとめ、レーザ及びコリメートレンズから成るレーザユニットからの複数の出射コリメート・ビームを、２つの多面鏡を同軸上に２段に配位し１つのモータで高速回転させる構成になった回転多面鏡により反射、偏向して、それぞれｆθレンズへ入射した後、反射ミラーで反射して複数の感光体上に結像する構成が記載されている。
また、特開平９−３１８８９５号公報には、複数ビーム光走査装置を備えて高速化を実現するとともに、環境監視によるＣＰＵの演算負担の増大を避けながらも主走査方向の走査線ドットピッチを調整することができる画像形成装置の提供を目的として、主走査方向の光ビームずれ量を検出するずれ検出手段で検出した主走査方向の光ビームずれ量に従って光ビームの主走査方向のずれを微調整し、各ページ画像の記録をページ画像毎に前記ずれの微調整をしてから記録をするように制御する構成が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、複数色の画像を形成する画像形成装置においては、記録速度の向上が要求されている。記録速度を向上させる方法として、レーザー光源からの光ビームを偏向走査させる偏向手段を構成する回転多面鏡（ポリゴンミラー）の回転速度をより高速化させる方法がある。しかし、この方法によると、回転多面鏡を回転させるモータの耐久性、安定性等に課題があり、コスト高になるという問題点もある。また、レーザ光源として用いられる半導体レーザ（ＬＤ）の変調速度の制約もあり、記録速度の向上には限界がある。
さらにまた、複数色の画像を形成する場合、電子写真方式を用いた画像形成装置では、帯電−露光−現像−転写−クリーニングの一連の電子写真プロセスを複数回行う必要があり、白黒（単色）の画像形成よりプリント時間がかかる問題がある。
【０００４】
このようなことから、特開平６−１７１１５７号公報記載のカラー画像形成装置では、複数の画像信号に対して同数の感光体ドラムを備え、それぞれの色画像信号に対して１対１に対応する感光体ドラムに潜像を形成し、それぞれ異なる色の現像剤で可視化現像を行い、その可視化された画像を記録紙に順次転写する。この方式により、複数色の画像を形成する場合に記録速度を向上させることができる。尚、上記カラー画像形成装置では、光ビームを偏向走査する回転多面鏡を２段構成で一つのモータで駆動している構成としているが、回転多面鏡を画像信号と同数備えても、同様の効果が得られる。
また、特開平９−３１８８９５号公報記載の画像形成装置では、複数の光ビームにより記録媒体上を同時に主走査方向に平行に走査させて複数ラインを同時に記録することにより、記録速度を向上させている。この方式の場合、複数の光ビームの副走査方向の走査線ピッチを調整する必要があり、この公報では、ずれ量検出手段によりずれ量を検出し、ずれ量に従って微調整している。
【０００５】
ところで、白黒画像（単色画像）を形成する場合は、走査線ピッチのずれが多少あっても、画像上、大きな問題とはならない。しかし、カラー画像を形成する場合、走査線ピッチのずれによって画像劣化が生じる。このため、同時に主走査方向に走査する光ビーム数が増えるほど、ピッチ調整が困難になり、ピッチ誤差も大きくなり、画像品質に影響することになる。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、請求項１，２の発明の目的は、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、できる限り画像品質の劣化を防止することができる画像形成装置を提供することである。
請求項３の発明の目的は、請求項１，２の目的に加え、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、ピッチ調整を無くし、画像品質を向上させることである。
請求項４の発明の目的は、請求項１，２または３の目的に加え、発光源の寿命を延ばすことである。
請求項５の発明の目的は、請求項１，２または３の目的に加え、画像品質をさらに向上させることである。
請求項６の発明の目的は、請求項１，２，３，４または５の目的に加え、フルカラーの画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、画像信号に応じて点灯制御される複数の発光源ユニットを備え、その複数の発光源ユニットから出力される複数の光ビームを走査することによって、複数の像担持体の一つに黒に対応する画像を形成し、それ以外の像担持体には黒以外の色の異なる画像を形成する画像形成装置において、黒画像用の発光源ユニットは複数の発光源を有し、同時に主走査方向に走査する光ビーム数を、他の色の各々の画像用光ビーム数よりも多く備え、白黒画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して一つの像担持体に複数の光ビームで書き込みを行い、カラー画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの一部の発光源と、他の色の画像用の発光源ユニットとを使用して複数の像担持体に書き込みを行うことを特徴としており（請求項１）、これにより、白黒画像を形成する場合は、複数の光ビームにより像担持体上を同時に主走査方向に走査させ、複数ラインを同時に記録することで、高速記録が可能となる画像形成装置の提供が可能となる。また、カラー画像を形成する場合は、各々の色に対応した光ビーム数が黒画像用に比べて少なく、白黒画像の形成より記録速度が劣るが、ピッチ調整は黒用の光ビームより容易であり、ピッチ誤差も抑えられるので、画像品質をできる限り劣化させないことができる画像形成装置の提供が可能となる。
【０００８】
また、本発明は、画像信号に応じて点灯制御される複数の発光源ユニットを備え、その複数の発光源ユニットから出力される複数の光ビームについて、その中の少なくとも一つの光ビームは他の光ビームに対して走査方向が逆となり、その複数の光ビームを走査することによって、複数の像担持体の一つに黒に対応する画像を形成し、それ以外の像担持体には黒以外の色の異なる画像を形成する画像形成装置において、黒画像用の発光源ユニットは複数の発光源を有し、同時に主走査方向に走査する光ビーム数を、他の色の各々の画像用光ビーム数よりも多く備え、白黒画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して一つの像担持体に複数の光ビームで書き込みを行い、カラー画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの一部の発光源と、他の色の画像用の発光源ユニットとを使用して複数の像担持体に書き込みを行うことを特徴としており（請求項２）、これにより、白黒画像を形成する場合は、複数の光ビームにより像担持体上を同時に主走査方向に走査させ、複数ラインを同時に記録することで、高速記録が可能となる画像形成装置の提供が可能となる。また、カラー画像を形成する場合は、各々の色に対応した光ビーム数が黒画像用に比べて少なく、白黒画像の形成より記録速度が劣るが、ピッチ調整は黒用の光ビームより容易であり、ピッチ誤差も抑えられるので、画像品質をできる限り劣化させないことができる画像形成装置の提供が可能となる。
【０００９】
さらに本発明では、上記の請求項１または２の構成に加えて、黒画像用の発光源ユニットは、発光源を２つ以上備え、他の色の画像用の発光源ユニットは、発光源を各々１つずつとすることを特徴としており（請求項３）、これにより、白黒画像を形成する場合は高速記録を可能とし、カラー画像を形成する場合は、光ビームのピッチ調整を不要とし、画像品質を向上させることができる画像形成装置の提供が可能となる。
【００１０】
さらに本発明では、上記の請求項１または２または３の構成に加えて、白黒画像を形成する場合は、黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して同時に主走査方向に複数の光ビームを走査することにより一つの像担持体に画像形成し、他の色の画像用の発光源ユニットの発光源は消灯することを特徴としており（請求項４）、これにより、発光源の寿命を延ばすことが可能となる。
また、本発明では、上記の請求項１または２または３の構成に加えて、カラー画像を形成する場合は、同時に主走査方向に走査する光ビーム数について、黒画像用の発光源ユニットの発光源を、他の色の画像用の発光源ユニットの発光源と同じ数だけ用いて、各々の光ビーム数を同じにすることを特徴としており（請求項５）、これにより、画像品質をさらに向上させることが可能となる。
さらにまた、本発明では、請求項１〜５の何れか一つの構成に加えて、黒以外の色の画像として、シアン、マゼンタ、イエローの画像を形成することを特徴としており（請求項６）、これにより、画像品質の劣化を防止することができ、発光源の寿命を延ばすことが可能で、画像品質を向上させることができるフルカラーの画像形成装置の提供が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成・動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
まず、請求項１，３，６に対応する実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例を示す図であって、複数の像担持体として４つのドラム状感光体を用いた４ドラム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。このカラー画像形成装置は、４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ））の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために同じ構成の４組の画像形成部（感光体１１、帯電器１２、現像ユニット１３、転写器１４等）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫと、４組の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫを備えている。そして、搬送用モータ８によって回転駆動される駆動ローラ４と従動ローラ５，６，７に掛け渡されて回動する転写ベルト３によって図中の矢印方向に搬送される記録紙Ｓ上に、第１の画像形成部１Ｙにより１色目の画像を形成して転写し、次に第２〜第４の画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫにより２色目、３色目、４色目の順に画像を形成して転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙Ｓ上に形成することができる。
【００１３】
図２は図１に示すカラー画像形成装置における１色分の画像形成装置の概略構成を示す図であり、各色に共通の構成である。この画像形成装置の光学ユニット２においては、画像データによって点灯するＬＤユニット２１内のレーザダイオード（図示せず）から出射された光ビーム２６は、コリメートレンズ（図示せず）により平行光束化され、シリンダレンズ（図示せず）を通り、ポリゴンモータ２２ｂによって回転するポリゴンミラー２２ａにより偏向され、ｆθレンズ２３を通り、ＢＴＬ２４を通り、折り返しミラー２５によって反射し、感光体１１上を走査する。ここで、ＢＴＬとは、Barrel Toroidal Lens（バレル（樽型）・トロイダル・レンズ）の略で、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等））を行っている。
また、像担持体である感光体１１の周りには、帯電器１２、現像ユニット１３、転写器１４、クリーニングユニット１５、除電器１６が配備されており、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写により転写ベルト３上の記録紙Ｓ上に画像が形成される。尚、現像ユニット１３内には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色に対応した現像剤が収納されている。
この図２の構成の画像形成装置が各色の画像形成部として、図１に示したように転写ベルト３に沿って４つ配設され、４つの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫで形成された４色の画像が順次記録紙上に重ねて転写され、カラー画像を記録紙Ｓ上に形成することができる。そして、このカラー画像が形成された記録紙Ｓは図示しない定着装置に搬送され、定着装置によってカラー画像が記録紙Ｓに定着される。
【００１４】
次に図３は図１に示すカラー画像形成装置におけるブラック用の光学ユニット２ＢＫの構成例を示す図である。この光学ユニット２ＢＫには、発光源ユニットとして、画像データに応じて駆動変調されることにより選択的に光ビームを出射するＬＤユニット２１ＢＫが設けられ、このＬＤユニット２１ＢＫから出射された光ビームの光路上にはシリンダレンズ２９が設けられているとともに、モータ（図示せず）により高速回転されて光ビームを水平面内で偏向走査させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）２２ａが設けられている。このポリゴンミラー２２ａは、その回転駆動用のポリゴンモータ（図示せず）とともに偏向手段を構成するもので、図示の例では正６角形に形成されて６つの反射面を有している。このポリゴンミラー２２ａによる偏向走査方向の前方には、前述のｆθレンズ２３、ＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）２４の組合せによる走査レンズ系と、折り返しミラー２５とが順に配設され、ポリゴンミラー２２ａにより偏向走査される光ビームを被走査面となるドラム状の感光体１１ＢＫ上に結像させるように設定されている。ＢＴＬ２４は、前述したように副走査方向のピント合わせ用であり、集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等）の機能を有する。また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方に、ポリゴンミラー２２ａで偏向された光ビームを受光することにより、主走査方向の書き込み開始のタイミングを取るための同期検知信号を出力する同期検知センサ２７が設けられている。
【００１５】
図３に示すブラック用の光学ユニット２ＢＫにおいては、ＬＤユニット２１ＢＫは、複数の光ビーム（本実施例においては２つの光ビーム）を同時に出射し得るマルチビーム光源として構成されている。すなわち、ＬＤユニット２１ＢＫ内には、各々ＬＤ駆動部２８ＢＫにより個別に点灯制御される２個のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を発光源として備え、２個のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２から出射される２つの光ビームを恰も１つの光源から出射される如く合成して出射させる構成としている。
【００１６】
ここで、このＬＤユニット２１ＢＫのビーム合成原理を説明する。ここでは画像データである印字データを奇数行、偶数行に分け、ＬＤ駆動部２８ＢＫにより２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２をデータに合わせて点灯させる。そして第１のレーザダイオードＬＤ１からの光ビームは、コリメートレンズ３１−１により平行光束化され、ビーム合成プリズム３３の上部側に入射する。また、第２のレーザダイオードＬＤ２からの光ビームは、コリメートレンズ３１−２により平行光束化されるが、第２のレーザダイオードＬＤ２は第１のレーザダイオードＬＤ１の光ビームに対して光軸が角度Ｘだけ傾けられており、角度Ｘだけ傾いた光ビームがλ／２板３４に入射し、λ／２板３４で偏光面を９０度回転された後、ビーム合成プリズム３３の下部側に入射し、ビーム合成プリズム３３内の傾斜面３３ｂで上方に向けて反射される。このビーム合成プリズム３３内の上部側には、第１のレーザダイオードＬＤ１の光軸に対して４５度傾けて配置された偏光分離面３３ａが設けられており、この偏光分離面３３ａは、第１のレーザダイオードＬＤ１からの光ビームは透過するが、第２のレーザダイオードＬＤ２からの光ビームは偏光面が９０度回転されているので偏光分離面３３ａで反射されることにより、何れの光ビームもビーム合成プリズム３３から同方向に出射される。また、この出射に際しては、２つの光ビームをλ／４板３５を通すことにより、２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２による光ビームの偏光状態を近づける。尚、これらの光学要素により構成されているＬＤユニット２１ＢＫ自体が、第１のレーザダイオードＬＤ１による光ビームの光軸を中心として角度θだけ傾き角を可変自在に設けられている。よって、第２のレーザダイオードＬＤ２から出射された光ビームが角度Ｘだけ傾いてビーム合成プリズム３３に入射することにより、第１のレーザダイオードＬＤ１による光ビームと第２のレーザダイオードＬＤ２による光ビームが主走査方向にずれることになり、さらに、ＬＤユニット２１ＢＫ自体の傾き角度θによって、第１のレーザダイオードＬＤ１による光ビームと第２のレーザダイオードＬＤ２による光ビームの被走査面上での副走査方向のずれ量Ｐθが決まる。
【００１７】
図４は図３に示す光学ユニット２ＢＫにおける被走査面（感光体１１ＢＫ）上の２つの光ビームの位置関係を示しており、これらの２つの光ビームは同時に走査し、同じ同期検知センサで検出するので、同期検知センサ上で２つの光ビームの主走査方向のずれ量Δｘが０より大きければ良い。図中の円で示したＬＤ１，ＬＤ２は光ビームの広がりを考慮しているので、Δｘ＞０であれば同じ同期検知センサで２つの光ビームを検出できる。よって、２つの光ビームの副走査方向のずれ量ＰθがＰθ＝１ラインピッチ（６００ｄｐｉであれば４２．３μｍ）となり、且つΔｘ＞０となるように前述の角度Ｘ及び角度θを調整することになる。
【００１８】
次に図５は図１に示すカラー画像形成装置におけるイエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの共通の構成例を示す図である。この光学ユニット２Ｙ（２Ｍ，２Ｃ）には、画像データに応じて駆動変調されることにより選択的に光ビームを出射する発光源ユニットとしてＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）が設けられ、このＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）から出射された光ビームの光路上にはシリンダレンズ２９が設けられているとともに、モータ（図示せず）により高速回転されて光ビームを水平面内で偏向走査させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）２２ａが設けられている。このポリゴンミラー２２ａは、その回転駆動用のポリゴンモータ（図示せず）とともに偏向手段を構成するもので、図示の例では正６角形に形成されて６つの反射面を有している。このポリゴンミラー２２ａによる偏向走査方向の前方には、ｆθレンズ２３、ＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）２４の組合せによる走査レンズ系と、折り返しミラー２５とが順に配設され、ポリゴンミラー２２ａにより偏向走査される光ビームを被走査面となるドラム状の感光体１１Ｙ（１１Ｍ，１１Ｃ）上に結像させるように設定されている。ＢＴＬ２４は、副走査方向のピント合わせ用であり、集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等）の機能を有する。また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方に、ポリゴンミラー２２ａで偏向された光ビームを受光することにより、主走査方向の書き込み開始のタイミングを取るための同期検知信号を出力する同期検知センサ２７が設けられている。
【００１９】
図５に示すイエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、ブラック用の光ビームより少ないビーム数であり、本実施例では１つの光ビームを出射するように構成されている。そして、印字データによってＬＤ駆動部２８により点灯制御される１個のレーザダイオードＬＤを発光源として備え、レーザダイオードＬＤから出射された光ビームは、コリメートレンズ３１により平行光束化されてＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）から出射される。
【００２０】
図６は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
図６において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ１１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、各色光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータ２２ａを表１で示した回転数で回転させる（Ｓ１２）。そして各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ１３）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ１４）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ１５）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２３】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ１１）で、白黒画像を出力するのであれば、同じように各色の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータを表１で示した回転数で回転させる（Ｓ１６）。このとき、イエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃについては画像の書き込みは行われないが、ポリゴンモータは通常の回転数で回転させ、同期検知信号を検出するために、同期検知センサ２７の付近のみレーザダイオードを点灯させている。そして各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ１７）、ブラック用の画像形成部１ＢＫで画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上にブラックの画像を転写させた後、定着装置でブラック画像を定着し、白黒画像を出力する（Ｓ１８）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ１９）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２４】
尚、本実施例ではブラック用のレーザダイオードを２つ、イエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードをそれぞれ１つとしているが、これに限らず、ブラック用のレーザダイオードを４つ、その他の色用のレーザダイオードをそれぞれ２つとした構成としても良い。その場合、イエロー、マゼンタ、シアンについてもピッチ調整が必要になるが、さらに高速記録が可能となる。
【００２５】
（実施例２）
次に請求項４に対応する実施例について説明する。
本実施例においては、画像形成装置及び各光学ユニットの構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
図７は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。本実施例でも実施例１と同様に、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】
図７において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ２１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、各色の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータを表２で示した回転数で回転させる（Ｓ２２）。そして各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ２３）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ２４）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ２５）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２８】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ２１）で、白黒画像を出力するのであれば、イエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードを点灯させないようにし（Ｓ２６）、ブラック用の光学ユニット２ＢＫのポリゴンモータのみを表２で示した回転数で回転させる（Ｓ２７）。そしてブラック用のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯によりブラック用の同期検知信号を検出し（Ｓ２８）、ブラック用の画像形成部１ＢＫのみで画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上にブラックの画像を転写させた後、定着装置でブラック画像を定着し、白黒画像を出力する（Ｓ２９）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ３０）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２９】
尚、白黒画像を出力する際、図１に示した転写ベルト３をイエロー、マゼンタ、シアン用感光体から離すような構成にすれば、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部（感光体、現像部等）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの動作を止めることができ、光源部だけでなく、画像形成部の寿命も延ばすことができる。
【００３０】
（実施例３）
次に請求項５に対応する実施例について説明する。
本実施例においては、画像形成装置及び各光学ユニットの構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
図８は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。本実施例でも実施例１と同様に、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表３に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】
図８において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ３１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、ブラック用光学ユニット２ＢＫのＬＤユニット２１ＢＫ内の２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の片方（例えばＬＤ２）を点灯させないようにした後（Ｓ３２）、各色の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータを表３で示した回転数で回転させる（Ｓ３３）。そして各色のＬＤユニットの１個ずつのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ３４）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ３５）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ３６）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００３３】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ３１）で、白黒画像を出力するのであれば、実施例１または実施例２と同様の動作を行う。尚、図８のＳ３７〜Ｓ４０の動作は、図６のＳ１６〜Ｓ１９と同様の動作とした例であるが、図７のＳ２６〜Ｓ３０の動作としてもよい。。
【００３４】
本実施例の場合は、カラー画像出力時は、画像書き込みに使用するブラック用のレーザダイオードの数を、イエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードの数と同数にする。それにより、ブラック用のポリゴンモータ回転数をレーザダイオードの数を減らした分、速くする必要があるが、その回転数は、白黒画像形成時と同じなので問題ない。
【００３５】
（実施例４）
次に請求項２に対応する実施例について説明する。
図９に４ドラム方式の画像形成装置の構成例を示す。本実施例と図１に示した実施例１とは光学ユニットの構成が異なるが、それ以外の感光体周りの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫや転写ベルト３等の構成については実施例１の図１，２に示した構成と同様なので説明を省略する。
本実施例の光学ユニット４０は、ポリゴンミラー４２ａとポリゴンモータ４２ｂからなる１つの偏向器を用いて、ポリゴンミラー面の上部と下部で異なる色の光ビームを偏向走査させ、さらに、ポリゴンミラー４２ａを中心に２ビームずつ対向振分走査させることで、４色分の光ビームでそれぞれの色の感光体上を走査する。各色の光ビームは、ポリゴンミラー４２ａによって偏向し、ｆθレンズ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３ＢＫを通り、第１ミラー４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４ＢＫ、第２ミラー４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５ＢＫで折り返され、ＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６ＢＫを通り、第３ミラー４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ，４７ＢＫで折り返され、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上を走査し、画像を書き込む。
【００３６】
図１０は光学ユニットを示す平面図であり、図９に示す画像形成装置の光学ユニット４０を上から見た図である。図９，１０において、ブラック用ＬＤユニット４１ＢＫ及びイエロー用ＬＤユニット４１Ｙからの光ビームは、シリンダレンズ４８ＢＫ，４８Ｙを通り、反射ミラー４９ＢＫ，４９Ｙによってポリゴンミラー４２ａのミラー面の下部側に入射し、ポリゴンミー４２ａが回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ４３ＢＫ，４３Ｙを通り、第１ミラー４４ＢＫ，４４Ｙによって折り返される。また、シアン用ＬＤユニット４１Ｃ及びマゼンタ用ＬＤユニット４１Ｍからの光ビームは、シリンダレンズ４８Ｃ，４８Ｍを通り、ポリゴンミラー４２ａのミラー面の上部側に入射し、ポリゴンミー４２ａが回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ４３Ｃ，４３Ｍを通り、第１ミラー４４Ｃ，４４Ｍによって折り返される。さらに、各色の光ビーム２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６ＢＫに対応して主走査方向の画像書き出し位置より前方にシリンダミラー５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫと同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫが備わっており、ｆθレンズ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３ＢＫを通った各色の光ビーム２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６ＢＫがシリンダミラー５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫによって反射集光されて同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫに入射するような構成となっており、この同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫによって各色の同期検知信号が検出される。
【００３７】
尚、シリンダミラー５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫと同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫは、各色毎に１つずつ設けてもよいが、ブラック用のＬＤユニット４１ＢＫからの光ビーム２６ＢＫとシアン用のＬＤユニット４１Ｃからの光ビーム２６Ｃとで共通のシリンダミラーと同期検知センサを使用し、同様にイエロー用ＬＤユニット４１Ｙからの光ビーム２６Ｙとマゼンタ用のＬＤユニット４１Ｍからの光ビーム２６Ｍとで共通のシリンダミラーと同期検知センサを使用するようにすれば、部品数を削減できコストの低減を図れる。但しこの場合は、同じセンサに２つの光ビームが入射することになるので、各光ビームのポリゴンミラー４２ａへの入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームがセンサに入射するタイミングを変え、それぞれの信号を検出できるようにしている。また、図１０からも分かるように、ブラックとシアンの光ビーム２６Ｂｋ，２６Ｃに対して、イエローとマゼンタの光ビーム２６Ｙ，２６Ｍは逆方向に走査するようになっている。
【００３８】
また、ブラック用のＬＤユニット４１ＢＫの構成は、図３に示したブラック用ＬＤユニット２１ＢＫと同様に、２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２とコリメートレンズ３１−１，３１−２を備え、２つの光ビームをビーム合成プリズム３３で合成して出射する構成であり、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のＬＤユニット４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃの構成は、図５のＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）と同様に１つのレーザダイオードＬＤとコリメートレンズ３１からなり、１つの光ビームを出射する構成である。
【００３９】
図１１は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。本実施例でも実施例１と同様に、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表４に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】
図１１において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ４１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、ブラック用光学ユニットのＬＤユニット４１ＢＫ内の２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の片方（例えばＬＤ２）を点灯させないようにし（Ｓ４２）、ポリゴンモータ４２ｂを表４で示した回転数で回転させる（Ｓ４３）。そして各色のＬＤユニットの１個ずつのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ４４）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ４５）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ４６）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００４２】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ４１）で、白黒画像を出力するのであれば、ポリゴンモータ４２ｂを表４で示した回転数で回転させる（Ｓ４７）。この際、イエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニットについては、画像の書き込みは行われないが、実施例１と同様に、同期検知信号を検出するために、同期検知センサ付近のみレーザダイオードを点灯させている。各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ４８）、ブラック用の画像形成部１ＢＫで画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上にブラックの画像を転写させた後、定着装置でブラック画像を定着し、白黒画像を出力する（Ｓ４９）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ５０）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００４３】
尚、本実施例においても実施例２のように、白黒画像を出力する際にはイエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードを点灯させないようにしても良い。また、白黒画像を出力する際、図９に示した転写ベルト３をイエロー、マゼンタ、シアン用感光体１１Ｙ，１１Ｍ．１１Ｃから離すように構成すれば、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部（感光体、現像部等）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの動作を止めることができ、光源部だけでなく画像形成部の寿命も延ばすことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２記載の画像形成装置においては、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、できる限り画像品質の劣化を防止することができる。
請求項３記載の画像形成装置においては、請求項１，２の効果に加えて、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、ピッチ調整を無くし、画像品質を向上させることができる。
請求項４記載の画像形成装置においては、請求項１，２または３の効果に加えて、発光源の寿命を延ばすことができる。
請求項５記載の画像形成装置においては、請求項１，２または３の効果に加えて、画像品質をさらに向上させることができる。
請求項６記載の画像形成装置においては、請求項１，２，３，４または５の効果を得ることができるフルカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図であって、複数の像担持体として４つのドラム状感光体を用いた４ドラム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すカラー画像形成装置における１色分の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図３】図１に示すカラー画像形成装置におけるブラック用の光学ユニットの構成例を示す図である。
【図４】図３に示す光学ユニットにおける感光体の被走査面上の２つの光ビームの位置関係を示す図である。
【図５】図１に示すカラー画像形成装置におけるイエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニットの構成例を示す図である。
【図６】図１〜５に示す構成の画像形成装置における画像形成動作の一実施例を示すフローチャートである。
【図７】図１〜５に示す構成の画像形成装置における画像形成動作の別の実施例を示すフローチャートである。
【図８】図１〜５に示す構成の画像形成装置における画像形成動作のさらに別の実施例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の別の実施例を示す図であって、複数の像担持体として４つのドラム状感光体を用いた４ドラム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図１０】図９に示す画像形成装置の光学ユニットを上から見た平面図である。
【図１１】図９，１０に示す構成の画像形成装置における画像形成動作の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ：イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の各色用の画像形成部
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の光学ユニット
３：転写ベルト
４：駆動ローラ
５，６，７：従動ローラ
８：搬送用モータ
１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の感光体（像担持体）
１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の帯電器
１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の現像ユニット
１４（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の転写器
１５：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のクリーニングユニット
１６：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の除電器
２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ：Ｙ，Ｍ，Ｃの各色用のＬＤユニット（発光源ユニット）
２１ＢＫ：ＢＫ用のＬＤユニット（発光源ユニット）
２２ａ：ポリゴンミラー
２２ｂ：ポリゴンモータ
２３：ｆθレンズ
２４：バレル・トロイダル・レンズ（ＢＴＬ）
２５：折り返しミラー
２６：光ビーム
２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の光ビーム
２７：同期検知センサ
２８：Ｙ，Ｍ，Ｃの各色用のＬＤ駆動部
２８ＢＫ：ＢＫ用のＬＤ駆動部
２９：シリンダレンズ
３１，３１−１，３１−２：コリメートレンズ
３３：ビーム合成プリズム
３４：λ／２板
３５：λ／４板
４０：光学ユニット
４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のＬＤユニット（発光源ユニット）
４２ａ：ポリゴンミラー
４２ｂ：ポリゴンモータ
４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のｆθレンズ
４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の第１ミラー
４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の第２ミラー
４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のＢＴＬ
４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ，４７ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の第３ミラー
４８Ｙ，４８Ｍ，４８Ｃ，４８ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のシリンダレンズ
４９ＢＫ，４９Ｙ：ＢＫ用、Ｙ用の反射ミラー
５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のシリンダミラー
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の同期検知センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、印刷機などに応用される電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、複数の光ビームと複数の像担持体を備えて複数色の画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数色の画像を形成する画像形成装置に関する技術の一つとして、特開平６−１７１１５７号公報には、スキャナを複数のレーザ偏向に供し、高速プリントが可能な小型レーザプリンタを低価格で提供することを目的として、各色毎のレーザをレーザユニットの中にまとめ、レーザ及びコリメートレンズから成るレーザユニットからの複数の出射コリメート・ビームを、２つの多面鏡を同軸上に２段に配位し１つのモータで高速回転させる構成になった回転多面鏡により反射、偏向して、それぞれｆθレンズへ入射した後、反射ミラーで反射して複数の感光体上に結像する構成が記載されている。
また、特開平９−３１８８９５号公報には、複数ビーム光走査装置を備えて高速化を実現するとともに、環境監視によるＣＰＵの演算負担の増大を避けながらも主走査方向の走査線ドットピッチを調整することができる画像形成装置の提供を目的として、主走査方向の光ビームずれ量を検出するずれ検出手段で検出した主走査方向の光ビームずれ量に従って光ビームの主走査方向のずれを微調整し、各ページ画像の記録をページ画像毎に前記ずれの微調整をしてから記録をするように制御する構成が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、複数色の画像を形成する画像形成装置においては、記録速度の向上が要求されている。記録速度を向上させる方法として、レーザー光源からの光ビームを偏向走査させる偏向手段を構成する回転多面鏡（ポリゴンミラー）の回転速度をより高速化させる方法がある。しかし、この方法によると、回転多面鏡を回転させるモータの耐久性、安定性等に課題があり、コスト高になるという問題点もある。また、レーザ光源として用いられる半導体レーザ（ＬＤ）の変調速度の制約もあり、記録速度の向上には限界がある。
さらにまた、複数色の画像を形成する場合、電子写真方式を用いた画像形成装置では、帯電−露光−現像−転写−クリーニングの一連の電子写真プロセスを複数回行う必要があり、白黒（単色）の画像形成よりプリント時間がかかる問題がある。
【０００４】
このようなことから、特開平６−１７１１５７号公報記載のカラー画像形成装置では、複数の画像信号に対して同数の感光体ドラムを備え、それぞれの色画像信号に対して１対１に対応する感光体ドラムに潜像を形成し、それぞれ異なる色の現像剤で可視化現像を行い、その可視化された画像を記録紙に順次転写する。この方式により、複数色の画像を形成する場合に記録速度を向上させることができる。尚、上記カラー画像形成装置では、光ビームを偏向走査する回転多面鏡を２段構成で一つのモータで駆動している構成としているが、回転多面鏡を画像信号と同数備えても、同様の効果が得られる。
また、特開平９−３１８８９５号公報記載の画像形成装置では、複数の光ビームにより記録媒体上を同時に主走査方向に平行に走査させて複数ラインを同時に記録することにより、記録速度を向上させている。この方式の場合、複数の光ビームの副走査方向の走査線ピッチを調整する必要があり、この公報では、ずれ量検出手段によりずれ量を検出し、ずれ量に従って微調整している。
【０００５】
ところで、白黒画像（単色画像）を形成する場合は、走査線ピッチのずれが多少あっても、画像上、大きな問題とはならない。しかし、カラー画像を形成する場合、走査線ピッチのずれによって画像劣化が生じる。このため、同時に主走査方向に走査する光ビーム数が増えるほど、ピッチ調整が困難になり、ピッチ誤差も大きくなり、画像品質に影響することになる。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、請求項１，２の発明の目的は、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、できる限り画像品質の劣化を防止することができる画像形成装置を提供することである。
請求項３の発明の目的は、請求項１，２の目的に加え、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、ピッチ調整を無くし、画像品質を向上させることである。
請求項４の発明の目的は、請求項１，２または３の目的に加え、発光源の寿命を延ばすことである。
請求項５の発明の目的は、請求項１，２または３の目的に加え、画像品質をさらに向上させることである。
請求項６の発明の目的は、請求項１，２，３，４または５の目的に加え、フルカラーの画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、画像信号に応じて点灯制御される複数の発光源ユニットを備え、その複数の発光源ユニットから出力される複数の光ビームを走査することによって、複数の像担持体の一つに黒に対応する画像を形成し、それ以外の像担持体には黒以外の色の異なる画像を形成する画像形成装置において、黒画像用の発光源ユニットは複数の発光源を有し、同時に主走査方向に走査する光ビーム数を、他の色の各々の画像用光ビーム数よりも多く備え、白黒画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して一つの像担持体に複数の光ビームで書き込みを行い、カラー画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの一部の発光源と、他の色の画像用の発光源ユニットとを使用して複数の像担持体に書き込みを行うことを特徴としており（請求項１）、これにより、白黒画像を形成する場合は、複数の光ビームにより像担持体上を同時に主走査方向に走査させ、複数ラインを同時に記録することで、高速記録が可能となる画像形成装置の提供が可能となる。また、カラー画像を形成する場合は、各々の色に対応した光ビーム数が黒画像用に比べて少なく、白黒画像の形成より記録速度が劣るが、ピッチ調整は黒用の光ビームより容易であり、ピッチ誤差も抑えられるので、画像品質をできる限り劣化させないことができる画像形成装置の提供が可能となる。
【０００８】
また、本発明は、画像信号に応じて点灯制御される複数の発光源ユニットを備え、その複数の発光源ユニットから出力される複数の光ビームについて、その中の少なくとも一つの光ビームは他の光ビームに対して走査方向が逆となり、その複数の光ビームを走査することによって、複数の像担持体の一つに黒に対応する画像を形成し、それ以外の像担持体には黒以外の色の異なる画像を形成する画像形成装置において、黒画像用の発光源ユニットは複数の発光源を有し、同時に主走査方向に走査する光ビーム数を、他の色の各々の画像用光ビーム数よりも多く備え、白黒画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して一つの像担持体に複数の光ビームで書き込みを行い、カラー画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの一部の発光源と、他の色の画像用の発光源ユニットとを使用して複数の像担持体に書き込みを行うことを特徴としており（請求項２）、これにより、白黒画像を形成する場合は、複数の光ビームにより像担持体上を同時に主走査方向に走査させ、複数ラインを同時に記録することで、高速記録が可能となる画像形成装置の提供が可能となる。また、カラー画像を形成する場合は、各々の色に対応した光ビーム数が黒画像用に比べて少なく、白黒画像の形成より記録速度が劣るが、ピッチ調整は黒用の光ビームより容易であり、ピッチ誤差も抑えられるので、画像品質をできる限り劣化させないことができる画像形成装置の提供が可能となる。
【０００９】
さらに本発明では、上記の請求項１または２の構成に加えて、黒画像用の発光源ユニットは、発光源を２つ以上備え、他の色の画像用の発光源ユニットは、発光源を各々１つずつとすることを特徴としており（請求項３）、これにより、白黒画像を形成する場合は高速記録を可能とし、カラー画像を形成する場合は、光ビームのピッチ調整を不要とし、画像品質を向上させることができる画像形成装置の提供が可能となる。
【００１０】
さらに本発明では、上記の請求項１または２または３の構成に加えて、白黒画像を形成する場合は、黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して同時に主走査方向に複数の光ビームを走査することにより一つの像担持体に画像形成し、他の色の画像用の発光源ユニットの発光源は消灯することを特徴としており（請求項４）、これにより、発光源の寿命を延ばすことが可能となる。
また、本発明では、上記の請求項１または２または３の構成に加えて、カラー画像を形成する場合は、同時に主走査方向に走査する光ビーム数について、黒画像用の発光源ユニットの発光源を、他の色の画像用の発光源ユニットの発光源と同じ数だけ用いて、各々の光ビーム数を同じにすることを特徴としており（請求項５）、これにより、画像品質をさらに向上させることが可能となる。
さらにまた、本発明では、請求項１〜５の何れか一つの構成に加えて、黒以外の色の画像として、シアン、マゼンタ、イエローの画像を形成することを特徴としており（請求項６）、これにより、画像品質の劣化を防止することができ、発光源の寿命を延ばすことが可能で、画像品質を向上させることができるフルカラーの画像形成装置の提供が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成・動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
まず、請求項１，３，６に対応する実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例を示す図であって、複数の像担持体として４つのドラム状感光体を用いた４ドラム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。このカラー画像形成装置は、４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ））の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために同じ構成の４組の画像形成部（感光体１１、帯電器１２、現像ユニット１３、転写器１４等）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫと、４組の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫを備えている。そして、搬送用モータ８によって回転駆動される駆動ローラ４と従動ローラ５，６，７に掛け渡されて回動する転写ベルト３によって図中の矢印方向に搬送される記録紙Ｓ上に、第１の画像形成部１Ｙにより１色目の画像を形成して転写し、次に第２〜第４の画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫにより２色目、３色目、４色目の順に画像を形成して転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙Ｓ上に形成することができる。
【００１３】
図２は図１に示すカラー画像形成装置における１色分の画像形成装置の概略構成を示す図であり、各色に共通の構成である。この画像形成装置の光学ユニット２においては、画像データによって点灯するＬＤユニット２１内のレーザダイオード（図示せず）から出射された光ビーム２６は、コリメートレンズ（図示せず）により平行光束化され、シリンダレンズ（図示せず）を通り、ポリゴンモータ２２ｂによって回転するポリゴンミラー２２ａにより偏向され、ｆθレンズ２３を通り、ＢＴＬ２４を通り、折り返しミラー２５によって反射し、感光体１１上を走査する。ここで、ＢＴＬとは、Barrel Toroidal Lens（バレル（樽型）・トロイダル・レンズ）の略で、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等））を行っている。
また、像担持体である感光体１１の周りには、帯電器１２、現像ユニット１３、転写器１４、クリーニングユニット１５、除電器１６が配備されており、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写により転写ベルト３上の記録紙Ｓ上に画像が形成される。尚、現像ユニット１３内には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色に対応した現像剤が収納されている。
この図２の構成の画像形成装置が各色の画像形成部として、図１に示したように転写ベルト３に沿って４つ配設され、４つの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫで形成された４色の画像が順次記録紙上に重ねて転写され、カラー画像を記録紙Ｓ上に形成することができる。そして、このカラー画像が形成された記録紙Ｓは図示しない定着装置に搬送され、定着装置によってカラー画像が記録紙Ｓに定着される。
【００１４】
次に図３は図１に示すカラー画像形成装置におけるブラック用の光学ユニット２ＢＫの構成例を示す図である。この光学ユニット２ＢＫには、発光源ユニットとして、画像データに応じて駆動変調されることにより選択的に光ビームを出射するＬＤユニット２１ＢＫが設けられ、このＬＤユニット２１ＢＫから出射された光ビームの光路上にはシリンダレンズ２９が設けられているとともに、モータ（図示せず）により高速回転されて光ビームを水平面内で偏向走査させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）２２ａが設けられている。このポリゴンミラー２２ａは、その回転駆動用のポリゴンモータ（図示せず）とともに偏向手段を構成するもので、図示の例では正６角形に形成されて６つの反射面を有している。このポリゴンミラー２２ａによる偏向走査方向の前方には、前述のｆθレンズ２３、ＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）２４の組合せによる走査レンズ系と、折り返しミラー２５とが順に配設され、ポリゴンミラー２２ａにより偏向走査される光ビームを被走査面となるドラム状の感光体１１ＢＫ上に結像させるように設定されている。ＢＴＬ２４は、前述したように副走査方向のピント合わせ用であり、集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等）の機能を有する。また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方に、ポリゴンミラー２２ａで偏向された光ビームを受光することにより、主走査方向の書き込み開始のタイミングを取るための同期検知信号を出力する同期検知センサ２７が設けられている。
【００１５】
図３に示すブラック用の光学ユニット２ＢＫにおいては、ＬＤユニット２１ＢＫは、複数の光ビーム（本実施例においては２つの光ビーム）を同時に出射し得るマルチビーム光源として構成されている。すなわち、ＬＤユニット２１ＢＫ内には、各々ＬＤ駆動部２８ＢＫにより個別に点灯制御される２個のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を発光源として備え、２個のレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２から出射される２つの光ビームを恰も１つの光源から出射される如く合成して出射させる構成としている。
【００１６】
ここで、このＬＤユニット２１ＢＫのビーム合成原理を説明する。ここでは画像データである印字データを奇数行、偶数行に分け、ＬＤ駆動部２８ＢＫにより２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２をデータに合わせて点灯させる。そして第１のレーザダイオードＬＤ１からの光ビームは、コリメートレンズ３１−１により平行光束化され、ビーム合成プリズム３３の上部側に入射する。また、第２のレーザダイオードＬＤ２からの光ビームは、コリメートレンズ３１−２により平行光束化されるが、第２のレーザダイオードＬＤ２は第１のレーザダイオードＬＤ１の光ビームに対して光軸が角度Ｘだけ傾けられており、角度Ｘだけ傾いた光ビームがλ／２板３４に入射し、λ／２板３４で偏光面を９０度回転された後、ビーム合成プリズム３３の下部側に入射し、ビーム合成プリズム３３内の傾斜面３３ｂで上方に向けて反射される。このビーム合成プリズム３３内の上部側には、第１のレーザダイオードＬＤ１の光軸に対して４５度傾けて配置された偏光分離面３３ａが設けられており、この偏光分離面３３ａは、第１のレーザダイオードＬＤ１からの光ビームは透過するが、第２のレーザダイオードＬＤ２からの光ビームは偏光面が９０度回転されているので偏光分離面３３ａで反射されることにより、何れの光ビームもビーム合成プリズム３３から同方向に出射される。また、この出射に際しては、２つの光ビームをλ／４板３５を通すことにより、２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２による光ビームの偏光状態を近づける。尚、これらの光学要素により構成されているＬＤユニット２１ＢＫ自体が、第１のレーザダイオードＬＤ１による光ビームの光軸を中心として角度θだけ傾き角を可変自在に設けられている。よって、第２のレーザダイオードＬＤ２から出射された光ビームが角度Ｘだけ傾いてビーム合成プリズム３３に入射することにより、第１のレーザダイオードＬＤ１による光ビームと第２のレーザダイオードＬＤ２による光ビームが主走査方向にずれることになり、さらに、ＬＤユニット２１ＢＫ自体の傾き角度θによって、第１のレーザダイオードＬＤ１による光ビームと第２のレーザダイオードＬＤ２による光ビームの被走査面上での副走査方向のずれ量Ｐθが決まる。
【００１７】
図４は図３に示す光学ユニット２ＢＫにおける被走査面（感光体１１ＢＫ）上の２つの光ビームの位置関係を示しており、これらの２つの光ビームは同時に走査し、同じ同期検知センサで検出するので、同期検知センサ上で２つの光ビームの主走査方向のずれ量Δｘが０より大きければ良い。図中の円で示したＬＤ１，ＬＤ２は光ビームの広がりを考慮しているので、Δｘ＞０であれば同じ同期検知センサで２つの光ビームを検出できる。よって、２つの光ビームの副走査方向のずれ量ＰθがＰθ＝１ラインピッチ（６００ｄｐｉであれば４２．３μｍ）となり、且つΔｘ＞０となるように前述の角度Ｘ及び角度θを調整することになる。
【００１８】
次に図５は図１に示すカラー画像形成装置におけるイエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの共通の構成例を示す図である。この光学ユニット２Ｙ（２Ｍ，２Ｃ）には、画像データに応じて駆動変調されることにより選択的に光ビームを出射する発光源ユニットとしてＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）が設けられ、このＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）から出射された光ビームの光路上にはシリンダレンズ２９が設けられているとともに、モータ（図示せず）により高速回転されて光ビームを水平面内で偏向走査させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）２２ａが設けられている。このポリゴンミラー２２ａは、その回転駆動用のポリゴンモータ（図示せず）とともに偏向手段を構成するもので、図示の例では正６角形に形成されて６つの反射面を有している。このポリゴンミラー２２ａによる偏向走査方向の前方には、ｆθレンズ２３、ＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）２４の組合せによる走査レンズ系と、折り返しミラー２５とが順に配設され、ポリゴンミラー２２ａにより偏向走査される光ビームを被走査面となるドラム状の感光体１１Ｙ（１１Ｍ，１１Ｃ）上に結像させるように設定されている。ＢＴＬ２４は、副走査方向のピント合わせ用であり、集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等）の機能を有する。また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方に、ポリゴンミラー２２ａで偏向された光ビームを受光することにより、主走査方向の書き込み開始のタイミングを取るための同期検知信号を出力する同期検知センサ２７が設けられている。
【００１９】
図５に示すイエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、ブラック用の光ビームより少ないビーム数であり、本実施例では１つの光ビームを出射するように構成されている。そして、印字データによってＬＤ駆動部２８により点灯制御される１個のレーザダイオードＬＤを発光源として備え、レーザダイオードＬＤから出射された光ビームは、コリメートレンズ３１により平行光束化されてＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）から出射される。
【００２０】
図６は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表１に示す。
【００２１】
【表１】
図６において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ１１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、各色光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータ２２ａを表１で示した回転数で回転させる（Ｓ１２）。そして各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ１３）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ１４）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ１５）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２３】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ１１）で、白黒画像を出力するのであれば、同じように各色の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータを表１で示した回転数で回転させる（Ｓ１６）。このとき、イエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃについては画像の書き込みは行われないが、ポリゴンモータは通常の回転数で回転させ、同期検知信号を検出するために、同期検知センサ２７の付近のみレーザダイオードを点灯させている。そして各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ１７）、ブラック用の画像形成部１ＢＫで画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上にブラックの画像を転写させた後、定着装置でブラック画像を定着し、白黒画像を出力する（Ｓ１８）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ１９）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２４】
尚、本実施例ではブラック用のレーザダイオードを２つ、イエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードをそれぞれ１つとしているが、これに限らず、ブラック用のレーザダイオードを４つ、その他の色用のレーザダイオードをそれぞれ２つとした構成としても良い。その場合、イエロー、マゼンタ、シアンについてもピッチ調整が必要になるが、さらに高速記録が可能となる。
【００２５】
（実施例２）
次に請求項４に対応する実施例について説明する。
本実施例においては、画像形成装置及び各光学ユニットの構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
図７は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。本実施例でも実施例１と同様に、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表２に示す。
【００２６】
【表２】
図７において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ２１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、各色の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータを表２で示した回転数で回転させる（Ｓ２２）。そして各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ２３）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ２４）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ２５）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２８】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ２１）で、白黒画像を出力するのであれば、イエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードを点灯させないようにし（Ｓ２６）、ブラック用の光学ユニット２ＢＫのポリゴンモータのみを表２で示した回転数で回転させる（Ｓ２７）。そしてブラック用のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯によりブラック用の同期検知信号を検出し（Ｓ２８）、ブラック用の画像形成部１ＢＫのみで画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上にブラックの画像を転写させた後、定着装置でブラック画像を定着し、白黒画像を出力する（Ｓ２９）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ３０）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００２９】
尚、白黒画像を出力する際、図１に示した転写ベルト３をイエロー、マゼンタ、シアン用感光体から離すような構成にすれば、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部（感光体、現像部等）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの動作を止めることができ、光源部だけでなく、画像形成部の寿命も延ばすことができる。
【００３０】
（実施例３）
次に請求項５に対応する実施例について説明する。
本実施例においては、画像形成装置及び各光学ユニットの構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
図８は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。本実施例でも実施例１と同様に、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表３に示す。
【００３１】
【表３】
図８において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ３１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、ブラック用光学ユニット２ＢＫのＬＤユニット２１ＢＫ内の２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の片方（例えばＬＤ２）を点灯させないようにした後（Ｓ３２）、各色の光学ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのポリゴンモータを表３で示した回転数で回転させる（Ｓ３３）。そして各色のＬＤユニットの１個ずつのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ３４）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ３５）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ３６）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００３３】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ３１）で、白黒画像を出力するのであれば、実施例１または実施例２と同様の動作を行う。尚、図８のＳ３７〜Ｓ４０の動作は、図６のＳ１６〜Ｓ１９と同様の動作とした例であるが、図７のＳ２６〜Ｓ３０の動作としてもよい。。
【００３４】
本実施例の場合は、カラー画像出力時は、画像書き込みに使用するブラック用のレーザダイオードの数を、イエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードの数と同数にする。それにより、ブラック用のポリゴンモータ回転数をレーザダイオードの数を減らした分、速くする必要があるが、その回転数は、白黒画像形成時と同じなので問題ない。
【００３５】
（実施例４）
次に請求項２に対応する実施例について説明する。
図９に４ドラム方式の画像形成装置の構成例を示す。本実施例と図１に示した実施例１とは光学ユニットの構成が異なるが、それ以外の感光体周りの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫや転写ベルト３等の構成については実施例１の図１，２に示した構成と同様なので説明を省略する。
本実施例の光学ユニット４０は、ポリゴンミラー４２ａとポリゴンモータ４２ｂからなる１つの偏向器を用いて、ポリゴンミラー面の上部と下部で異なる色の光ビームを偏向走査させ、さらに、ポリゴンミラー４２ａを中心に２ビームずつ対向振分走査させることで、４色分の光ビームでそれぞれの色の感光体上を走査する。各色の光ビームは、ポリゴンミラー４２ａによって偏向し、ｆθレンズ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３ＢＫを通り、第１ミラー４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４ＢＫ、第２ミラー４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５ＢＫで折り返され、ＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６ＢＫを通り、第３ミラー４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ，４７ＢＫで折り返され、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上を走査し、画像を書き込む。
【００３６】
図１０は光学ユニットを示す平面図であり、図９に示す画像形成装置の光学ユニット４０を上から見た図である。図９，１０において、ブラック用ＬＤユニット４１ＢＫ及びイエロー用ＬＤユニット４１Ｙからの光ビームは、シリンダレンズ４８ＢＫ，４８Ｙを通り、反射ミラー４９ＢＫ，４９Ｙによってポリゴンミラー４２ａのミラー面の下部側に入射し、ポリゴンミー４２ａが回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ４３ＢＫ，４３Ｙを通り、第１ミラー４４ＢＫ，４４Ｙによって折り返される。また、シアン用ＬＤユニット４１Ｃ及びマゼンタ用ＬＤユニット４１Ｍからの光ビームは、シリンダレンズ４８Ｃ，４８Ｍを通り、ポリゴンミラー４２ａのミラー面の上部側に入射し、ポリゴンミー４２ａが回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ４３Ｃ，４３Ｍを通り、第１ミラー４４Ｃ，４４Ｍによって折り返される。さらに、各色の光ビーム２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６ＢＫに対応して主走査方向の画像書き出し位置より前方にシリンダミラー５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫと同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫが備わっており、ｆθレンズ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３ＢＫを通った各色の光ビーム２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６ＢＫがシリンダミラー５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫによって反射集光されて同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫに入射するような構成となっており、この同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫによって各色の同期検知信号が検出される。
【００３７】
尚、シリンダミラー５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫと同期検知センサ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫは、各色毎に１つずつ設けてもよいが、ブラック用のＬＤユニット４１ＢＫからの光ビーム２６ＢＫとシアン用のＬＤユニット４１Ｃからの光ビーム２６Ｃとで共通のシリンダミラーと同期検知センサを使用し、同様にイエロー用ＬＤユニット４１Ｙからの光ビーム２６Ｙとマゼンタ用のＬＤユニット４１Ｍからの光ビーム２６Ｍとで共通のシリンダミラーと同期検知センサを使用するようにすれば、部品数を削減できコストの低減を図れる。但しこの場合は、同じセンサに２つの光ビームが入射することになるので、各光ビームのポリゴンミラー４２ａへの入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームがセンサに入射するタイミングを変え、それぞれの信号を検出できるようにしている。また、図１０からも分かるように、ブラックとシアンの光ビーム２６Ｂｋ，２６Ｃに対して、イエローとマゼンタの光ビーム２６Ｙ，２６Ｍは逆方向に走査するようになっている。
【００３８】
また、ブラック用のＬＤユニット４１ＢＫの構成は、図３に示したブラック用ＬＤユニット２１ＢＫと同様に、２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２とコリメートレンズ３１−１，３１−２を備え、２つの光ビームをビーム合成プリズム３３で合成して出射する構成であり、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のＬＤユニット４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃの構成は、図５のＬＤユニット２１Ｙ（２１Ｍ，２１Ｃ）と同様に１つのレーザダイオードＬＤとコリメートレンズ３１からなり、１つの光ビームを出射する構成である。
【００３９】
図１１は本実施例の画像形成装置における画像形成動作の一例を示すフローチャートである。本実施例でも実施例１と同様に、カラー画像出力時の感光体線速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒画像出力時の感光体線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、白黒画像をカラー画像の２倍のスピードで出力できるようにしている。また、その際の条件を以下の表４に示す。
【００４０】
【表４】
図１１において、プリントスタート命令により、まず、カラー画像を出力するのか、白黒画像を出力するのかを決定する（Ｓ４１）。そしてカラー画像を出力するのであれば、ブラック用光学ユニットのＬＤユニット４１ＢＫ内の２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の片方（例えばＬＤ２）を点灯させないようにし（Ｓ４２）、ポリゴンモータ４２ｂを表４で示した回転数で回転させる（Ｓ４３）。そして各色のＬＤユニットの１個ずつのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ４４）、各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫでそれぞれの色の画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上に各色の画像を順次転写させた後、定着装置でカラー画像を定着し、カラー画像を出力する（Ｓ４５）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ４６）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００４２】
また、カラー画像か白黒画像かの選択（Ｓ４１）で、白黒画像を出力するのであれば、ポリゴンモータ４２ｂを表４で示した回転数で回転させる（Ｓ４７）。この際、イエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニットについては、画像の書き込みは行われないが、実施例１と同様に、同期検知信号を検出するために、同期検知センサ付近のみレーザダイオードを点灯させている。各色のＬＤユニットのレーザダイオードの点灯により各色の同期検知信号を検出し（Ｓ４８）、ブラック用の画像形成部１ＢＫで画像形成動作（帯電、画像書き込み、現像等）を行い、転写ベルト３で搬送される記録紙Ｓ上にブラックの画像を転写させた後、定着装置でブラック画像を定着し、白黒画像を出力する（Ｓ４９）。そして次のページが有るか否かを検知し（Ｓ５０）、次のページが有れば上記と同様の画像形成動作を行い、次のページが無ければ終了する。
【００４３】
尚、本実施例においても実施例２のように、白黒画像を出力する際にはイエロー、マゼンタ、シアン用のレーザダイオードを点灯させないようにしても良い。また、白黒画像を出力する際、図９に示した転写ベルト３をイエロー、マゼンタ、シアン用感光体１１Ｙ，１１Ｍ．１１Ｃから離すように構成すれば、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部（感光体、現像部等）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの動作を止めることができ、光源部だけでなく画像形成部の寿命も延ばすことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２記載の画像形成装置においては、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、できる限り画像品質の劣化を防止することができる。
請求項３記載の画像形成装置においては、請求項１，２の効果に加えて、白黒画像の場合はプリント速度を優先とし、カラー画像の場合は、白黒よりプリント速度は落ちるが、ピッチ調整を無くし、画像品質を向上させることができる。
請求項４記載の画像形成装置においては、請求項１，２または３の効果に加えて、発光源の寿命を延ばすことができる。
請求項５記載の画像形成装置においては、請求項１，２または３の効果に加えて、画像品質をさらに向上させることができる。
請求項６記載の画像形成装置においては、請求項１，２，３，４または５の効果を得ることができるフルカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図であって、複数の像担持体として４つのドラム状感光体を用いた４ドラム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すカラー画像形成装置における１色分の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図３】図１に示すカラー画像形成装置におけるブラック用の光学ユニットの構成例を示す図である。
【図４】図３に示す光学ユニットにおける感光体の被走査面上の２つの光ビームの位置関係を示す図である。
【図５】図１に示すカラー画像形成装置におけるイエロー、マゼンタ、シアン用の光学ユニットの構成例を示す図である。
【図６】図１〜５に示す構成の画像形成装置における画像形成動作の一実施例を示すフローチャートである。
【図７】図１〜５に示す構成の画像形成装置における画像形成動作の別の実施例を示すフローチャートである。
【図８】図１〜５に示す構成の画像形成装置における画像形成動作のさらに別の実施例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の別の実施例を示す図であって、複数の像担持体として４つのドラム状感光体を用いた４ドラム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図１０】図９に示す画像形成装置の光学ユニットを上から見た平面図である。
【図１１】図９，１０に示す構成の画像形成装置における画像形成動作の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ：イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の各色用の画像形成部
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の光学ユニット
３：転写ベルト
４：駆動ローラ
５，６，７：従動ローラ
８：搬送用モータ
１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の感光体（像担持体）
１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の帯電器
１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の現像ユニット
１４（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４ＢＫ）：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の転写器
１５：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のクリーニングユニット
１６：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の除電器
２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ：Ｙ，Ｍ，Ｃの各色用のＬＤユニット（発光源ユニット）
２１ＢＫ：ＢＫ用のＬＤユニット（発光源ユニット）
２２ａ：ポリゴンミラー
２２ｂ：ポリゴンモータ
２３：ｆθレンズ
２４：バレル・トロイダル・レンズ（ＢＴＬ）
２５：折り返しミラー
２６：光ビーム
２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の光ビーム
２７：同期検知センサ
２８：Ｙ，Ｍ，Ｃの各色用のＬＤ駆動部
２８ＢＫ：ＢＫ用のＬＤ駆動部
２９：シリンダレンズ
３１，３１−１，３１−２：コリメートレンズ
３３：ビーム合成プリズム
３４：λ／２板
３５：λ／４板
４０：光学ユニット
４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のＬＤユニット（発光源ユニット）
４２ａ：ポリゴンミラー
４２ｂ：ポリゴンモータ
４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のｆθレンズ
４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の第１ミラー
４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の第２ミラー
４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のＢＴＬ
４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ，４７ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の第３ミラー
４８Ｙ，４８Ｍ，４８Ｃ，４８ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のシリンダレンズ
４９ＢＫ，４９Ｙ：ＢＫ用、Ｙ用の反射ミラー
５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用のシリンダミラー
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１ＢＫ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色用の同期検知センサ
Claims (6)
- 画像信号に応じて点灯制御される複数の発光源ユニットを備え、その複数の発光源ユニットから出力される複数の光ビームを走査することによって、複数の像担持体の一つに黒に対応する画像を形成し、それ以外の像担持体には黒以外の色の異なる画像を形成する画像形成装置において、
黒画像用の発光源ユニットは複数の発光源を有し、同時に主走査方向に走査する光ビーム数を、他の色の各々の画像用光ビーム数よりも多く備え、
白黒画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して一つの像担持体に複数の光ビームで書き込みを行い、
カラー画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの一部の発光源と、他の色の画像用の発光源ユニットとを使用して複数の像担持体に書き込みを行うことを特徴とする画像形成装置。 - 画像信号に応じて点灯制御される複数の発光源ユニットを備え、その複数の発光源ユニットから出力される複数の光ビームについて、その中の少なくとも一つの光ビームは他の光ビームに対して走査方向が逆となり、その複数の光ビームを走査することによって、複数の像担持体の一つに黒に対応する画像を形成し、それ以外の像担持体には黒以外の色の異なる画像を形成する画像形成装置において、
黒画像用の発光源ユニットは複数の発光源を有し、同時に主走査方向に走査する光ビーム数を、他の色の各々の画像用光ビーム数よりも多く備え、
白黒画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して一つの像担持体に複数の光ビームで書き込みを行い、
カラー画像形成時は、前記黒画像用の発光源ユニットの一部の発光源と、他の色の画像用の発光源ユニットとを使用して複数の像担持体に書き込みを行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１または２記載の画像形成装置において、黒画像用の発光源ユニットは、発光源を２つ以上備え、他の色の画像用の発光源ユニットは、発光源を各々１つずつとすることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１または２または３記載の画像形成装置において、白黒画像を形成する場合は、黒画像用の発光源ユニットの複数の発光源を使用して同時に主走査方向に複数の光ビームを走査することにより一つの像担持体に画像形成し、他の色の画像用の発光源ユニットの発光源は消灯することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１または２または３記載の画像形成装置において、カラー画像を形成する場合は、同時に主走査方向に走査する光ビーム数について、黒画像用の発光源ユニットの発光源を、他の色の画像用の発光源ユニットの発光源と同じ数だけ用いて、各々の光ビーム数を同じにすることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１〜５の何れか一つに記載の画像形成装置において、黒以外の色の画像として、シアン、マゼンタ、イエローの画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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| JP33789999A JP3946920B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 画像形成装置 |
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| JP33789999A JP3946920B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 画像形成装置 |
Publications (2)
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