JP5000393B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
したがって、本発明に関連する特許文献1ないし4に記載の技術は、いずれも本発明とは目的が異なる。
本発明による実施形態を説明する前に、本発明による実施形態の特徴を明らかにするために、図13に光走査装置の比較構成例を示し、図13ないし図15を参照して説明する。
図13は、光走査装置の一部を示す。比較構成例の光走査装置は、レーザ光源、光束分割手段であるハーフミラープリズム、共通の回転軸を有し2段からなる多面反射鏡(ポリゴンミラー)で構成されている。また光源とポリゴンミラー間には図示しないが副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズが配備される。またこれも図示しないが、ポリゴンミラーからの走査光が被走査面に結像するには、fθレンズ、アナモフィックレンズなどの結像光学系が用いられる。また、本比較構成例においては、共通の光源からビームを分割する光束分割手段としてハーフミラープリズムが用いられる。
そこで、本発明による実施の形態について以下に説明する。図1に本実施形態の一構成例を示すが、言うまでもなく、本発明は本例に限定されて解釈されない。
図1を参照して、まず、本実施形態の光走査装置の全体構成を説明する。本実施形態の光走査装置は、レーザ光源から光路切換手段4の後のシリンドリカルレンズまでの前段の光学系(光学系1)、及び、fθレンズを含む結像光学系(光学系2)のそれぞれを2セットと、2段ポリゴンミラーを備える光走査装置である。当該構成を備えることによって、本実施形態の光走査装置は、2ビームで光走査4個所への書き込みが可能に構築されている。4個所の光走査は、4色(好ましくは、シアン、イエロー、マゼンダ、黒)に対応する感光体への光走査とするとよい。光走査装置を本実施形態のように構成することによって、感光体を中心とする走査結像光学系を半分にしながら、多色画像形成装置を構成することができる。なお、多色画像形成装置については、後述する。
光学系1は、半導体レーザ1,1’とLD(レーザダイオード)ベース2,2’とカップリングレンズ3,3’とを備えて構成されるレーザ光源、光路切換手段である光路切換素子4、共通の回転軸を有し複数の段からなる回転多面鏡ユニット7、を有する。また、比較構成例で説明した遮光部材14を有していてもよい。
回転多面鏡ユニット7は、共通の回転軸を有するポリゴンミラー7a,7bが多段状に重なる構成である。ポリゴンミラーは複数であってもよい。また、回転多面鏡ユニット7は、光路切換素子4が切換える各光路のレーザ光を、ポリゴンミラー7a,7bにより回転しながら反射して走査光とする。
走査結像光学系は、fθレンズ8a,8b、光路上に適宜配されるミラー9、アナモフィックレンズ10a,10b等で構成される。
同期検知フォトダイオードはAドラム11aに対応したフォトダイオード13aとBドラム11bに対応したフォトダイオード13b(図1においては走査結像光学系の裏に隠れ図示すると図が煩雑になるため図示せず)が配置されている。同期検知フォトダイオード13は必ずしも感光体近傍の走査開始位置に配置する必要はなく、回転多面京ユニット7以後、感光体ドラムまでの任意の光路中に配置することができる。その場合は、ポリゴンミラー7a,7bで反射走査されるビームの走査開始部分を光路途中でミラーにより取り出して同期検知フォトダイオード13で検出する。
Bドラム走査同期信号パルスを元に光路切換制御信号の立上がり部を規定し、立上がりから決められた一定時間(走査周期の約半分の時間)だけHi状態となり立下がる波形となる。これをBドラム走査同期信号パルス発生毎にくり返し生成する。光路切換制御信号波形のHi部分は感光体Aドラムへの走査用光路となり、Lo部分は感光体Bドラムへの走査用光路となる。さらに光路切換制御信号を元に、実際の光路切換え素子を駆動する光路切換え駆動信号を生成する(図5最下段)。図では+V,−Vの双極性パルス信号が光路切換え駆動信号として生成されている。このような双極性パルス信号はMEMSミラー、強誘電性液晶素子などの駆動を行うときに用いられる。また、図8の最下段に示すように0,+Vの単極性パルス信号を光路切換駆動信号として生成することもある。このような単極性パルス信号はホログラフィックポリマ分散液晶、PLZT電気光学セラミックスなどの駆動を行うときに用いられる。
以上のように、光路切換駆動信号は走査同期信号から生成されることになるが、基となる走査同期信号パルスは、必ず光路切換え前に発生した同期信号を用いることになる。これはポリゴンミラーの回転により光走査を行う光走査装置において、光走査と完全に同期した光路切換えを行わせるための必須の方法である。
図6は光路切換え前1走査周期の同一光路の走査同期信号を元に光路切換え駆動信号を生成している例である。図6では感光体Aドラム走査のための光路切換え信号の立上がりは1走査周期前の感光体Aドラムの走査同期信号を時間原点として用いて生成される。また次の感光体Bドラム走査のための光路切換え駆動信号の立上がり部(光路切換え制御信号としてはパルス立下がり部)は1走査周期前の感光体Bドラムの走査同期信号を時間原点として用いて生成される。この実施例を含め光路切換えN走査周期前の走査同期信号を基に生成させればよい。
図9に別の実施例を示す。図1とほとんど同様であるが、同期検知用のフォトダイオードがひとつの走査面に2つ配置されている。Aドラムに対しては走査の開始部に配置された同期検知フォトダイオード1と、走査終了部に配置された同期検知フォトダイオード13cの2つである。Bドラムに対しては走査の開始部に配置された同期検知フォトダイオード13b(図示せず)と、走査終了部に配置された同期検知フォトダイオード13dの2つである。走査開始部分と走査終了部分から同期信号を発生させて、その2点間の時間を検出することにより、周囲温度の変化に伴う走査レンズの焦点距離変化による走査面でのビーム走査速度の変動やポリゴンミラーの回転むらによる走査速度の変動に対応して、走査記録信号のクロック周波数を適応的に可変にすることで、走査記録ドット位置の変動をなくすことができる。このような2点同期システムに本願の光路切換え駆動を適用したときの実施例を図10に示す。
上記実施形態の光走査装置は、特に、多色画像形成装置に組み込むことが好適である。図12は、上記実施形態の光走査装置を備える画像形成装置の要部を示す図である。図12には、当該多色画像形成装置の基本的な構成が示されている。図12中、Yはイエロー、Mはマゼンタ、Cはシアン、Kはブラックを示す。
図12に示す画像形成装置は、載置された記録紙を搬送する転写ベルト31を中心に、記録紙の搬送方向に感光体21Y,21M,21C,21Kが並ぶタンデム型の画像形成装置である。各感光体を中心に、現像器20、帯電器22、クリーニング手段23、転写用帯電手段24などが配備されている。帯電器22は、感光体21表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材である。この帯電部材と現像部材である現像器20の間の感光体表面に、書き込みユニット30によりビームが照射され、感光体に静電潜像が形成されるようになっている。この書き込みユニット30として機能するのが、上記実施形態の光走査装置である。
前述したような電界制御により光路が切換可能な光走査装置を用いた画像形成装置において、複数団のポリゴンミラーからの走査記録に対応して、レーザ光源の光路切換え及び光量を変調駆動することで、各色に対応する感光体を順次走査記録することができ、光源数を減らしながらも、ビームパワーのロスがなく、高速な画像出力を可能とする画像形成装置が実現できる。図12に示すような、4ドラムタンデム方式の画像形成装置においては、2段ポリゴンミラーを用いる場合、順次操作記録は、例えば、イエローとマゼンタ、シアンとブラックのそれぞれ2つの感光体を交互に走査記録することができる。
2,2’ LDベース
3,3’ カップリングレンズ
4 光路切換素子
5a,5b シリンドリカルレンズ
6 防音ガラス
7 回転多面鏡ユニット
7a,7b ポリゴンミラー
8a,8b fθレンズ
9 ミラー
10a,10b アナモフィックレンズ
11a,11b 感光体(Aドラム,Bドラム)
13a,13b,13c,13d 同期検知フォトダイオード
14 遮光部材
Claims (2)
- 複数の異なる感光体を備える画像形成装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
光路切換制御信号に基づいて前記レーザ光源が出射するレーザ光の光路を切り換え動作を行う光路切換手段と、
共通の回転軸を有する複数の段からなる多面反射鏡ユニットと、を備え、
前記多面反射鏡ユニットが、前記光路切換手段によって光路を切り換えられたレーザ光の各々を異なる段の反射鏡によって反射しながら回転することによって、前記レーザ光の各々が、前記複数の異なる感光体上の被走査面を順次走査する走査光となり、
前記光路切換制御信号の立ち上がりが、前記複数の感光体の各々に照射された前記走査光の走査が終了したことを検知して発生される走査終了同期信号を時間原点として用いて生成されることによって、前記光路切換制御信号が前記走査終了同期信号の発生の直後に立ち上がるように生成されることを特徴とする、
画像形成装置。 - 前記光路切換手段は、偏光切換手段と、偏光分離手段との組合せを備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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