(57)【要約】【課題】  単色用レーザビームを出射する光源（ＬＤ）として、画質を低下させることなく低パワーのものを適用できるようにする。【解決手段】  本発明のカラー光走査装置は、カラー印刷を行うカラー印刷モードと、カラー印刷モードでの印刷速度よりも高速でモノクロ印刷を行うモノクロ印刷モードとを備えている。そして、光源から像面までのレーザビームの光路上に介在する光学部品の光学効率を、モノクロ印刷モードで使用する光路での光学効率が他の光路での光学効率より大きくなるように選定している。例えば、このような光学効率の大小を、各光路に介在している折り返しミラーの枚数で形成させることができる。【選択図】      図３
2006259673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー印刷を行うカラー印刷モードと、カラー印刷モードでの印刷速度よりも高速でモノクロ印刷を行うモノクロ印刷モードとを備えたカラー光走査装置において、
光源から像面までのレーザビームの光路上に介在する光学部品の光学効率を、上記モノクロ印刷モードで使用する光路での光学効率が他の光路での光学効率より大きくなるように選定していることを特徴とするカラー光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー光走査装置において、
モノクロ印刷モード時に利用される単色用レーザビームを折り返す、光源から像面までに存在する折り返しミラーの枚数が、カラー印刷モード時にのみ利用されるカラー用の他のレーザビームを折り返す、光源から像面までに存在する折り返しミラーの枚数より少なくなるように折り返しミラーを配置していることを特徴とするカラー光走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカラー光走査装置において、
偏向前光学系が上記単色用レーザビームを折り返す上記折り返しミラーを備えず、偏向後光学系が上記単色用レーザビームを折り返す上記折り返しミラーを１つだけ備えたことを特徴とするカラー光走査装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のカラー光走査装置において、
上記単色用レーザビームを出射する光源の出力パワーと、上記カラー用の他のレーザビームを出射する光源の出力パワーとを、同じ又はほぼ同じに設定したことを特徴とするカラー光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のカラー光走査装置において、
上記単色用レーザビームを出射する光源として出力パワーを可変し得るものを適用し、上記単色用レーザビームを出射する光源の出力パワーを、上記モノクロ印刷モード時に、高速印刷速度に対応して上記カラー印刷モード時より高めることを特徴とするカラー光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のカラー光走査装置と、
上記カラー光走査装置からの光線に基づいて潜像が形成される被走査面を備えた感光体と
を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーレーザプリンタやカラーデジタル複写機等のカラー画像形成装置、及び、カラー画像形成装置に適用し得るカラー光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置としては、例えば特許文献１に記載のようなものがある。ここでは、画像を形成する記録量の多い方の書き込み部の光路を折り返すミラーの数を、他方の記録量の少ない方の書き込みミラーの数よりも少なくし、記録量の多い方の書き込み部のビームパワーの減衰を少なくしている。これにより、記録量の多い方の書き込み部の発光パワーを小さくし、発熱による変形（膨張等）を抑えている。これは、発熱が大きいと、各部品が膨張して、書き込み部のミラーやレンズ等の各部品の位置が変位し、カラー画像に色ずれが発生してしまう問題があるためであり、発光パワーを小さくすることで、これを防止することができる。
【０００３】
一般に、カラー複写機等の画像形成装置においては、カラーで印字（印刷）する場合の速度に対する１つの制約が、トナーの定着である。カラー印字の場合、トナーを紙の上に何層も重ねるため、定着の負荷が増えてしまい、所定の電力（Ｗ（ワット））以下で印字をしようとする場合、印字速度が単色時に比べ遅くなってしまう。
【０００４】
同じ機構で、単色（例えば黒）印字を行うと、定着部分での負荷が減るため、定着に対する印字速度上限はカラー印字時に比べ高くなる。これに応じて印字速度を上げると、信号処理系や、駆動の速度を上げる必要がでてくる。書き込み走査光学系でも感光体上でのパワーを上げることが要求される。例えば、印字速度をα倍するには、感光体上でのパワーをα倍にする必要がある。
【０００５】
従来は、書き込み光学系の結像特性を同じにすることを重視する場合には、通常、（ａ）各色に対応する光源（ＬＤ）のうち１番大きなパワーを必要とするＬＤを全ての光源に使うか、（ｂ）単色印字用の光源を複数個とし、マルチビーム化することで、パワーを確保する、態様で設計されていた。コスト重視の場合は、（ｃ）単色印字用光源のみ大きなパワーとする態様で設計されていた。
【特許文献１】特開２００２−２７８２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術では、次のような問題点がある。
【０００７】
特許文献１に記載の従来の技術では、記録量の多い方の書き込み部のビームパワーの減衰を少なくした効用を、積極的に利用していない。
【０００８】
また、上述した（ａ）〜（ｃ）の従来の方式では、いずれの態様もコスト高となってしまう。また、コストが高くなる比率が一番低い（ｃ）の態様の場合、単色用には、色印字用と異なる種類のＬＤを使用するため、光源であるＬＤの放射角、波長、駆動特性が異なってくることから、単色印字用の光線のみの結像特性（像面でのビーム径や強度分布）やｆθ特性および走査線の曲がり、面倒れ補正効果が他の光線と異なってきてしまい、カラー印字時の、各色のプロセスや、画像処理上のバランスを取ることを難しくしてしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、カラー印刷を行うカラー印刷モードと、カラー印刷モードでの印刷速度よりも高速でモノクロ印刷を行うモノクロ印刷モードとを備えたカラー光走査装置において、光源から像面までのレーザビームの光路上に介在する光学部品の光学効率を、上記モノクロ印刷モードで使用する光路での光学効率が他の光路での光学効率より大きくなるように選定していることを特徴とする。
【００１０】
本発明のカラー画像形成装置は、本発明のカラー光走査装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カラー印刷時での印刷速度よりも高速でモノクロ印刷を行う場合であっても、モノクロ印刷モードで使用する光路での光学効率が他の光路での光学効率より大きくなるので、単色用レーザビームを出射する光源（ＬＤ）として、画質を低下させることなく低パワーのものを適用でき、コスト低減に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置の最良な実施の形態について説明する。
【００１３】
カラー画像形成装置は図１に示すように構成されている。カラー画像形成装置では、通常、Ｙすなわちイエロー、Ｍすなわちマゼンタ、ＣすなわちシアンおよびＢすなわちブラックの各色成分ごとに色分解された（ブラックは墨入れ用）４種類の画像データを用いて画像が形成される。このカラー画像形成装置では、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画像を形成するさまざまな装置が４組使用されることから、各参照符号に、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢを付加することで、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装置を識別することとする。
【００１４】
図１に示すように、カラー画像形成装置１００は、色分解された色成分、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂごとに画像を形成する第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃおよび５０Ｂを有している。
【００１５】
各画像形成部５０（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）は、カラー光走査装置１の第３の折り返しミラー３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃおよび第１の折り返しミラー３３Ｂを介して各色成分画像に対応するレーザビームＬ（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）が出射される位置に対応して、光走査装置１の下方に、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃおよび５０Ｂの順で直線上に配置されている。
【００１６】
各画像形成部５０（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）の下方には、各画像形成部５０（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）により形成された画像を転写される転写材を搬送する搬送ベルト５２が配置されている。
【００１７】
搬送ベルト５２は、図示しないモータにより、矢印の方向に回転されるベルト駆動ローラ５６およびテンションローラ５４に掛け渡され、ベルト駆動ローラ５６が回転される方向に所定の速度で回転される。
【００１８】
各画像形成部５０（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）は、それぞれ、円筒ドラム状で、矢印の方向に回転可能に装着され、画像に対応する静電潜像が形成される感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂを有している。
【００１９】
各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂは、駆動モータ(図示せず)によって回転されるが、その回転速度を調整できるようになっている。即ち、各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂのうち、カラー印刷モードで使用する全ての感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂと、モノクロ印刷モードで使用する感光体ドラム５８Ｂの回転速度を調整できるようになっている。光学効率の比率に応じて、モノクロ印刷モードでの感光体ドラムの回転速度を、カラー印刷モードでの感光体ドラムの回転速度よりも早く設定されている。これにより、感光体ドラム５８Ｂは、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとで、その回転速度を変更できるようになっている。
【００２０】
この回転速度を調整するパターンとしては以下の３つがある。全ての感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂを１つの駆動モータで駆動するパターンと、感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ及び５８Ｃを１つの駆動モータで、感光体ドラム５８Ｂを１つの駆動モータで駆動するパターンと、全ての感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂを４つの駆動モータでそれぞれ別々に駆動するパターンとである。これらにより、カラー印刷モードの場合は、全ての感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂを一定速度で回転させる。モノクロ印刷モードの場合は、感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ及び５８Ｃを休止して、感光体ドラム５８Ｂのみを他のドラムよりも高速で回転させる。なお、全ての感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂを１つの駆動モータで駆動する場合は、搬送ベルト５２を傾ける機構を備える。この搬送ベルト５２を傾ける機構によって、カラー印刷モードの場合は、搬送ベルト５２が全ての感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂに接触するようにして、一定速度で回転させる。モノクロ印刷モードの場合は、搬送ベルト５２が感光体ドラム５８Ｂにのみ接触するようにして、カラー印刷モードよりも高速で回転させるようにする。具体的には、テンションローラ５４を上下に昇降させる昇降機構を備えて、テンションローラ５４を上昇させて全ての感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂに接触させ、テンションローラ５４を降下させて感光体ドラム５８Ｂにのみ接触させる。モノクロ印刷モードで、感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ及び５８Ｃを休止させる場合も、必要に応じてテンションローラ５４を昇降させる。また、感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ及び５８Ｃに対してレーザ光の照射を止めて潜像の形成を休止させ、感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ及び５８Ｃ自体は空転させるようにしてもよい。そして、カラー印刷モードでは通常回転、モノクロ印刷モードでは高速回転になるように各ドラムの回転速度を調整する。
【００２１】
各感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）の周囲には、帯電装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃおよび６０Ｂと、現像装置６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃおよび６２Ｂと、転写装置６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃおよび６４Ｂと、クリーナ６６（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）と、除電装置６８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）とが、各感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）の回転方向に沿って順に配置されている。帯電装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃおよび６０Ｂは、感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）の表面に所定の電位を提供する。現像装置６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃおよび６２Ｂは、感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）の表面に形成された静電潜像に対応する色が与えられているトナーを供給することで現像する。転写装置６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃおよび６４Ｂは、搬送ベルト５２を感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）との間に介在させた状態で感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）に対向され、搬送ベルト５２または搬送ベルト５２を介して搬送される記録媒体すなわち記録用紙Ｐに感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）のトナー像を転写する。クリーナ６６（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）は、転写装置６４（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）を介してトナー像が転写されたあとに感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）上に残った残存トナーを除去する。除電装置６８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）は、転写装置６４（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）を介してトナー像が転写されたあとの感光体ドラム５８（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）上に残った残存電位を除去する。
【００２２】
搬送ベルト５２の下方には、各画像形成部５０（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）により形成された画像が転写されるための記録媒体すなわち用紙Ｐを収容する用紙カセット７０が配置されている。
【００２３】
用紙カセット７０の一端であって、テンションローラ５４に近接する側には、おおむね半月状に形成され、用紙カセット７０に収容されている用紙Ｐを、最上部から１枚ずつ取り出す送り出しローラ７２が配置されている。
【００２４】
送り出しローラ７２とテンションローラ５４との間には、カセット７０から取り出された１枚の用紙Ｐの先端と画像形成部５０Ｂ（黒）の感光体ドラム５８Ｂに形成されたトナー像の先端とを整合させるためのレジストローラ７４が配置されている。
【００２５】
レジストローラ７４と第１の画像形成部５０Ｙとの間であって、搬送ベルト５２を挟んだテンションローラ５４の外周上には、吸着ローラ７６が配置されている。この吸着ローラ７６は、レジストローラ７２を介して所定のタイミングで搬送される１枚の用紙Ｐに、所定の静電吸着力を提供する。
【００２６】
搬送ベルト５２の一端であって、ベルト駆動ローラ５６の近傍で、実質的に、搬送ベルト５２を挟んでベルト駆動ローラ５６の外周上には、搬送ベルト５２あるいは搬送ベルトにより搬送される用紙Ｐ上に形成された画像の位置を検知するためのレジストセンサ７８および８０が、ベルト駆動ローラ５６の軸方向に所定の距離をおいて配設されている。
【００２７】
ベルト駆動ローラ５６の外周に対応する搬送ベルト５２上には、搬送ベルト５２上に付着したトナーあるいは用紙Ｐの紙かすなどを除去する搬送ベルトクリーナ８２が配設されている。
【００２８】
搬送ベルト５２を介して搬送された用紙Ｐがテンションローラ５６から離脱されてさらに搬送される下流方向には、用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐに定着する定着装置８４が配置されている。
【００２９】
次に、カラー画像形成装置１００に用いる光走査装置１について図１、２を基に説明する。
【００３０】
図示するように、光走査装置１は、光源としてのレーザーダイオード（ＬＤ）から出射されたレーザビームを、所定の位置に配置された像面である感光体ドラム（上記第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃおよび５０Ｂの感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂ）に走査しながら照射するための装置である。光走査装置１は、各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂの所定の位置に向かってレーザビームを所定の線速度で偏向させる光偏向装置７と、光偏向装置７と像面（感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂ）との間に設けられた偏向後光学系８と、光源と光偏向装置７との間に設けられた偏向前光学系９とを備えている。なお、以下、光偏向装置７によりレーザビームが偏向される方向を主走査方向という。
【００３１】
光偏向装置７は、例えば８面の平面反射鏡が正多角形状に配置された多面鏡本体７ａと、多面鏡本体７ａを主走査方向に所定の速度で回転させるモータ７ｂとを有している。
【００３２】
偏向後光学系８は、結像レンズ群２１と、折り返しミラー３３、３５、３７とから構成されている。結像レンズ群２１は、光偏向装置７の反射面により所定の方向に偏向されたレーザビームに所定の光学特性を与える第１および第２の結像レンズ２１ａ、２１ｂから構成されている。
【００３３】
折り返しミラー３３、３５、３７は、光偏向装置７で反射されたレーザビームを、各色成分毎のレーザビームに分離して各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂに案内するためのミラーであり、各色によって異なる構成になっている。
【００３４】
イエローでは、３つの折り返しミラー３３Ｙ、３５Ｙ、３７Ｙが配設されている。第１の折り返しミラー３３Ｙは、図２の側面図において、結像レンズ群２１に最も近い位置（最も光路の上流側の位置）でかつ最も副走査方向が高い位置に配設されており、最も副走査方向が高い位置を進行するレーザビームＬＹを感光体ドラム側（被走査面側）へ反射させる。第２の折り返しミラー３５Ｙは、第１の折り返しミラー３３Ｙの感光体ドラム側に位置して第１の折り返しミラー３３Ｙで反射されたレーザビームＬＹを受ける。第３の折り返しミラー３７Ｙは、感光体ドラム５８Ｙ側に位置して、第２の折り返しミラー３５Ｙで第３の折り返しミラー３７Ｙの方向に反射されたレーザビームＬＹを感光体ドラム５８Ｙに向けて反射させる。
【００３５】
マゼンタでは、３つの折り返しミラー３３Ｍ、３５Ｍ、３７Ｍが配設されている。第１の折り返しミラー３３Ｍは、図２の側面図において、イエローの折り返しミラー３３Ｙに隣接した光路の下流側の位置でかつイエローの折り返しミラー３３Ｙに次いで副走査方向が高い位置に配設されており、レーザビームＬＹの次に副走査方向の高い位置を進行するレーザビームＬＭを感光体ドラム側へ反射させる。第２の折り返しミラー３５Ｍは、第１の折り返しミラー３３Ｍの感光体ドラム側に位置して第１の折り返しミラー３３Ｍで反射されたレーザビームＬＭを受ける。第３の折り返しミラー３７Ｍは、感光体ドラム５８Ｍ側に位置して、第２の折り返しミラー３５Ｍで第３の折り返しミラー３７Ｍの方向に反射されたレーザビームＬＭを感光体ドラム５８Ｍに向けて反射させる。
【００３６】
シアンでは、３つの折り返しミラー３３Ｃ、３５Ｃ、３７Ｃが配設されている。第１の折り返しミラー３３Ｃは、図２の側面図において、マゼンタの折り返しミラー３３Ｍに隣接した光路の下流側の位置でかつマゼンタの折り返しミラー３３Ｍに次いで副走査方向が高い位置に配設されており、レーザビームＬＭの次に副走査方向の高い位置を進行するレーザビームＬＣを感光体ドラム側へ反射させる。第２の折り返しミラー３５Ｃは、第１の折り返しミラー３３Ｃの感光体ドラム側に位置して第１の折り返しミラー３３Ｃで反射されたレーザビームＬＣを受ける。第３の折り返しミラー３７Ｃは、感光体ドラム５８Ｃ側に位置して、第２の折り返しミラー３５Ｃで第３の折り返しミラー３７Ｃの方向に反射されたレーザビームＬＣを感光体ドラム５８Ｃに向けて反射する。
【００３７】
ブラックでは、１つの折り返しミラー３３Ｂが配設されている。この折り返しミラー３３Ｂは、図２の側面図において、シアンの折り返しミラー３３Ｃに隣接した光路の下流側の位置でかつ感光体ドラム５８Ｂ側に配設されている。レーザビームＬＢは、各折り返しミラー３３Ｙ、３５Ｙ、３７Ｙ、３３Ｍ、３５Ｍ、３７Ｍ、３３Ｃ、３５Ｃ、３７Ｃの間をすり抜けて折り返しミラー３３Ｂに到達するように調整されている。これにより、１つの折り返しミラー３３Ｂだけで、レーザビームＬＢを直接、感光体ドラム５８Ｂに向けて反射させる。
【００３８】
なお、各折り返しミラー３３Ｂ、３７Ｃ、３７Ｍ、３７Ｙの各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂ側には、防塵ガラス３９Ｂ、３９Ｙ、３９Ｃ及び３９Ｍが設けられている。
【００３９】
各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、各帯電装置６０（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）と各現像装置６２（Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢ）との間から各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂに照射される。
【００４０】
偏向前光学系９は、図３、図４に示すように構成されている。
【００４１】
まず、偏向前光学系９に入射されるレーザビームの光源として、第１ないし第４のレーザダイオード（ＬＤ）１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｂを備えている。各レーザダイオード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｂは、各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃおよび５８Ｂに導かれるレーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣおよびＬＢを出射する。第１レーザダイオード１１Ｙは、イエロー画像に対応するレーザビームを出射するイエロー用レーザダイオードである。第２レーザダイオード１１Ｍは、マゼンタ画像に対応するレーザビームを出射するマゼンタ用レーザダイオードである。第３レーザダイオード１１Ｃは、シアン画像に対応するレーザビームを出射するシアン用レーザダイオードである。各レーザダイオード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃは、同じ出力パワーのものを用いる。
【００４２】
第４レーザダイオード１１Ｂは、ブラック画像に対応するレーザビームを出射するブラック用レーザダイオードである。第４レーザダイオード１１Ｂは、出力可変型レーザダイオードで構成されている。これにより、第４レーザダイオード１１Ｂの出力パワーを、カラー印刷モードで、他のレーザダイオードからのレーザビームによる感光体ドラム上でのパワーよりも低いパワーになるように調整することができると共に、モノクロ印刷モードで、他のレーザダイオードからのレーザビームによる感光体ドラム上でのパワーよりも大きくするように調整することができる。なお、第４レーザダイオード１１Ｂとしては、発光出力を可変型したレーザダイオードおよびその制御システムの代わりに、パルス波によって発光時間を調整して出力パワーを変えるレーザダイオード及びその制御システムでもよい。
【００４３】
第１ないし第４レーザダイオード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃならびに１１Ｂと光偏向装置７との間には、各レーザダイオード１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃならびに１１ＢからのレーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣならびにＬＢのビーム形状を所定の形状に整えて光偏向装置７に入射させる４組の偏向前光学系９Ｙ、９Ｍ、９Ｃおよび９Ｂが配置されている。
【００４４】
第１偏向前光学系９Ｙは、有限焦点レンズ１２Ｙと、絞り１３Ｙと、シリンダレンズ１４Ｙとから構成されている。
【００４５】
有限焦点レンズ１２Ｙは、レーザダイオード１１Ｙからの発散光の発散角を緩和、平行化、もしくは、収束させる。絞り１３Ｙは、レーザビームＬＹの断面ビーム形状を所定の形状に整える。シリンダレンズ１４Ｙは、副走査方向に対して所定の収束性を与える。シリンダレンズ１４Ｙから出射されたレーザビームは、図４（Ｂ）に示すように、折り返しミラー１６Ｃの下方を通り、ビームスプリッタ１５で反射されて光偏向装置７側へ向けられる。
【００４６】
第２偏向前光学系９Ｍは、有限焦点レンズ１２Ｍと、絞り１３Ｍと、シリンダレンズ１４Ｍとから構成されている。有限焦点レンズ１２Ｍ、絞り１３Ｍ及びシリンダレンズ１４Ｍは、第１偏向前光学系９Ｙのものと同様である。折り返しミラー１６Ｍは、図４（Ａ）に示すように、シリンダレンズ１４Ｍから出射したレーザビームＬＭを折り返すものであり、折り返されたレーザビームＬＭは、図４（Ａ）に示すように、ビームスプリッタ１５を直進して光偏向装置７側へ与えられる。
【００４７】
第３偏向前光学系９Ｃは、有限焦点レンズ１２Ｃと、絞り１３Ｃと、シリンダレンズ１４Ｃとから構成されている。このうち、有限焦点レンズ１２Ｃ、絞り１３Ｃ、シリンダレンズ１４Ｃは、第１偏向前光学系９Ｙのものと同様である。折り返しミラー１６Ｃは、シリンダレンズ１４Ｃから出射したレーザビームＬＣを折り返すものであり、この折り返しミラー１６Ｃで折り返されたレーザビームＬＣは、図４（Ｂ）に示すように、ビームスプリッタ１５で反射されて光偏向装置７側へ入射する。
【００４８】
第４偏向前光学系９Ｂは、有限焦点レンズ１２Ｂと、絞り１３Ｂと、シリンダレンズ１４Ｂとから構成されている。これら有限焦点レンズ１２Ｂ、絞り１３Ｂ及びシリンダレンズ１４Ｂは、第１偏向前光学系９Ｙのものと同様である。シリンダレンズ１４ＢからのレーザビームＬＢは、図４（Ａ）に示すように、折り返しミラー１６Ｍの上方を通過することにより折り返しミラーを一切介さずにビームスプリッタ１５に到達し、ビームスプリッタ１５を直進して光偏向装置７へ入射される。
【００４９】
なお、ビームスプリッタ１５の代わりに、ハーフミラーを用いても良い。
【００５０】
偏向後光学系８と偏向前光学系９とを以上のように構成することで、黒用（単色用）レーザビームＬＢは、偏向前光学系９Ｂ内で折り返されることなく光偏向装置７に入射し、光偏向装置７で反射した後は偏向後光学系８において折り返しミラー３３Ｂによって一回だけ折り返される構成にしたので、他の色の光路に比べて折り返しミラーの枚数が最も少なくなり、黒用光線の光学効率を他の光線の光学効率よりも高くすることができる。
【００５１】
印字速度をβ倍にする際には、駆動系モータの速度、ポリゴンモータの回転速度、画像周波数をβ倍に変えることで全体の設定を変更するが、その際には、レーザビームの出力パワーも変更する必要がる。具体的には、単色印字に使用するレーザダイオードのパワーを、多色印字に使用するレーザダイオードのパワーのβ倍にする必要がある。これは、光源そのもののパワーではなく、感光体ドラム５８に到達するレーザビームのパワーである。このため、偏向後光学系８と偏向前光学系９とで光学効率が高いものであれば、光源のパワーはそれほど上げなくても良いことになる。このため、光学効率の善し悪しが問題となる。以下に、偏向前光学系９での光学効率について述べる。
【００５２】
ビームスプリッタ１５での透過、反射効率はほぼ同じとする。ハーフミラータイプの際には、ほぼ、５０％の透過、反射率とする。偏光ビームスプリッタタイプのものの場合には、ほぼ１００％に近い透過、反射率となる。
【００５３】
偏向前光学系９の折り返しミラーの反射率をｒ0、偏向後光学系８の折り返しミラーの反射率をｒ1とすると、黒用光線は偏向後光学系８に１つ、イエロー用光線は偏向後光学系８に３つ、マゼンタ用光線は偏向前光学系９に１つと偏向後光学系８に３つ、シアン用光線は偏向前光学系９に１つと偏向後光学系８に３つであるため、次のようになる。
【００５４】
（１）黒用光線の折り返しミラーによる効率：ｒ1
（２）イエロー用光線の折り返しミラーによる効率：ｒ13
（３）マゼンタ用光線の折り返しミラーによる効率：ｒ0×ｒ13
（４）シアン用光線の折り返しミラーによる効率：ｒ0×ｒ13
これにより、ミラーの効率を通常の０．８〜０．９とすると、以下の表１のようになる。
【表１】
2006259673.tif 000003
【００５５】
この表１から分かるように、モノクロ用光線として、カラー用光線と同じ光源での最大露光量を使った場合でも、ミラー反射率８０％時には１．９５倍、ミラー反射率９０％時には１．３７倍の速度まで対応することができる。
【００５６】
また、モノクロ用光線に対する折り返しミラーのみ、増反射コーティング等を行って、ミラー反射率を０．９８前後にすると、以下の表２のようになる。
【表２】
2006259673.tif 000004
【００５７】
この表２から分かるように、モノクロ用光線として、カラー用光線と同じ光源での最大露光量を使った場合でも、黒用光線用以外のミラー反射率８０％時には２．４倍、黒用光線用以外のミラー反射率９０％時には１．５倍の速度まで対応することができる。
【００５８】
カラー用光線の光源発光パワーと、単色時の黒光線の光源発光パワーは必ずしも同じとする必要は無く、カラー印字速度と単色印字速度差をさらに大きくすることも可能である。
【００５９】
［第１変形例］
偏向前光学系については、図５、６のように、ビームスプリッタ１５（又はハーフミラー）を用いず、光路をずらして光偏向装置７に入射させるようにしてもよい。図５に示す偏向前光学系を構成する部材は、ビームスプリッタ１５がないことを除いて全て図３に示す偏向前光学系９と同じである。レーザビームＬＭ、ＬＢの光路に配設される部材及びその位置は、図３及び図５の両者で同じである。レーザビームＬＹは、レーザビームＬＢの近傍に変更されている。これにより、レーザビームＬＹは折り返されることなくストレートに光偏向装置７に入射される。そして、このレーザビームＬＹの光路上に折り返しミラー１６Ｃが配設されて、レーザビームＬＣが光偏向装置７に案内される。
【００６０】
この場合も、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
［第２変形例］
また、効率比は下がってしまうが、偏向前光学系９については、折り返しミラーを図７、８のように配設しても、ある程度の効果は上げることができる。
【００６２】
ここでは、イエローのレーザビームＬＹをストレートに光偏向装置７に入射させるように配設されている。レーザビームＬＹの光路上に３つの折り返しミラー１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂが配設され、各折り返しミラー１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢでマゼンタのレーザビームＬＭ、シアンのレーザビームＬＣ及びブラックのレーザビームＬＢを折り返して光偏向装置７に入射させるように構成されている。
【００６３】
この場合、効率比は下記の表３のようになる。モノクロ用光線として、カラー用光線と同じ最大露光量を使った場合でも、黒用光線用以外のミラー反射率８０％時には１．５倍、黒用光線用以外のミラー反射９０％時には１．２倍の速度まで対応することができる。
【表３】
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【００６４】
以上、詳述したように本発明によれば、次のように効果を奏する。
【００６５】
単色印字用の光源から像面に至るまでの光学効率［（結像面でのビームのパワー）／（発光部でのビームのパワー）］を上げることができれば、同じ光源を用いても、単色印字時の速度を上げることに対応することができる。例えば、［（単色印字用の書き込み光学系の光学効率）／（他の色の印字用の書き込み光学系の光学効率）＝β］とすると、全ての光源を同じパワーで発光させても、単色印字時の速度としては、光量的にカラー印字時のβ倍まで対応することができる。なお、カラー印字時は、単色印字に使うレーザダイオードのパワーは他の色の１／βのパワーとなるため、立ち上がり特性や波長が微妙に異なってくるが、画像上で問題となるレベルではない。
【００６６】
これにより、従来技術との関係で次のような効果がある。
【００６７】
（１）各色に対応する光源（ＬＤ）のうち１番大きなパワーを必要とするＬＤを全ての光源に使っていた従来技術の構成に対して、本発明では、光源の最大パワーを低減できるため、小さな最大定格パワーのＬＤを全ての色用に使用することができる。例えば４色印字の場合、４つのＬＤを最大定格パワーの小さいＬＤにすることができる。これにより、コストの低減、パワーの大きい光源による熱の問題、消費電力の問題等の解消を図ることができる。
【００６８】
また、ＬＤパワーが制約条件となる場合でも、単色モードでの印字速度を上げることができる。
【００６９】
同じＬＤであれば、パワーが多少違っても、波長、放射角度、電気的な立ち上がり特性がほぼ同じとなるため、光源周辺の光学部品も同一のものを使用できる。光源及び周辺の部品として同一の光学部品を使うことにより、主、副走査ビーム径、発光時の立ち上がり、立下り特性等の諸特性を似たものとできるというメリットが出てくる。これにより、部品の配置の制約も大幅に減少して、設計の自由度の向上、最も効率的な部品の配置を実現できる。
【００７０】
（２）単色印字用の光源を複数個としてマルチビーム化することでパワーを確保していた従来の構成に対して、本発明では、最大パワーを低減できるため、通常マルチビームを使わなくて済むようになる。また、高精細モード等のためにＬＤアレイを用いてマルチ化を行う場合には、ＬＤアレイを使用した場合の相互干渉を小さくすることができる。ＬＤアレイは、発光点間隔が小さいため、１つの発光点を大きなパワーで駆動すると、他の発光点周辺の温度を上げてしまい、他の発光点からの光量に影響を及ぼしてしまうという特性があり、最大パワーはできるだけ抑えることが望ましい。このため、本発明では、最大パワーを低減して、ＬＤアレイの相互干渉を小さくすることができる。
【００７１】
（３）色印字用光源のみ大きなパワーとしていた従来の構成に対して、本発明では、最大パワーを低減できるため、小さな最大定格パワーのＬＤを全ての色用に使用することができる。諸条件により全てのＬＤを同じとできない場合でも、黒用のＬＤの最大定格パワーを下げることができ、コスト低減を図ることができる。
【００７２】
理想的には、［（単色印字用の書き込み光学系の光学効率）／（他の色の印字用の書き込み光学系の光学効率）≒（単色印字時プロセス速度）／（多色印字時プロセス速写）≒（単色印字時枚数（ＰＰＭ））／（多色印字時単色印字時枚数（ＰＰＭ））］とし、同じＬＤを全ての光源として共通に使うことが望ましい。
【００７３】
これにより、カラー画像形成装置１００の全ての光線の結像特性（像面でのビーム径や強度分布）やｆθ特性、および、走査線の曲がり、面倒れ補正効果を最も良い状態になるような光学部品配置とすることができると共に、単色印字と多色印字とでほぼ同じ特性を持ち、画像処理上のバランスのとれたカラー画像形成装置を提供することができる。なお、カラー印字時には、単色印字に使う光源のパワーが他色用の光源のパワーよりも小さくなるが、基本的には同じＬＤを使うため、その差は小さく、問題になることはない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】実施形態のカラー光走査装置を示す概略側面図である。
【図３】実施形態のカラー光走査装置を示す概略平面図である。
【図４】実施形態のカラー光走査装置の偏向前光学系での光の透過、反射状態を示す模式図である。
【図５】実施形態の第１変形例に係るカラー光走査装置を示す概略平面図である。
【図６】図５のカラー光走査装置の偏向前光学系での光の透過、反射状態を示す模式図である。
【図７】実施形態の第２変形例に係るカラー光走査装置を示す概略平面図である。
【図８】図７のカラー光走査装置の偏向前光学系での光の透過、反射状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…カラー光走査装置、８…偏向後光学系、９…偏向前光学系、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂ…レーザダイオード（ＬＤ）、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｂ…第１の折り返しミラー、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ…第２の折り返しミラー、３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃ…第３の折り返しミラー、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂ…画像形成部、５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ…感光体ドラム、１００…カラー画像形成装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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