(57)【要約】【課題】  高画質な画像形成可能な光走査装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】  光走査装置１８の回転多面鏡５０は、隣接する反射面同士の平面度差が１．５λ以内に抑えられている。したがって、走査領域が隣接する部分において露光位置のずれ量が抑制され、画質が向上する。特に、走査領域を重複させて同一位置を複数回露光させる多重露光方式では、露光位置のずれにより所定の濃度に対して画像濃度が低下する。しかしながら、回転多面鏡の隣接する反射面同士の平面度差が１．５λ以内とされているため、露光位置の主走査方向ずれが抑制され、濃度低下によるバンディングや白スジの発生を防止できる。すなわち、高画質の画像形成を行なうことができる。【選択図】  図５
2005062460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、
前記回転多面鏡で偏向された前記光ビームを感光体表面上に結像させ等速度で走査させる走査レンズを含む走査結像光学系と、
を備え、前記回転多面鏡の隣接する反射面間の平面度の差が０．１５λ（λ＝６３２．８ｎｍ）以下であることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
感光体を帯電させる帯電器と、
帯電された感光体に対して光走査する請求項１記載の光走査装置と、
光走査された感光体に対してトナーを付着させることによって、トナー像を形成させる現像器と、
感光体のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光体上の同一走査線上を複数回走査露光することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真プロセス技術を使用した画像形成装置およびこれに用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真プロセス技術を使用した画像形成装置においては、一様に帯電させた感光体上に光走査装置からの走査光により静電潜像を形成させ、この静電潜像をトナーによって現像し、得られた感光体上のトナー像を用紙に転写、定着させて画像を記録している。
感光体上に走査光によって静電潜像を形成していく場合、走査領域を重複させながら（同一走査線上を複数回露光して）静電潜像を形成していく多重露光方式がある。この方式は、走査領域を重複させながら画像を形成していくため、走査領域の境界が目立たなくなり、滑らかな画像となるという利点を有している。
【０００３】
一方、光走査装置において光を偏向させる回転多面鏡の各反射面の平面度の違いにより、反射面（走査）毎に書き込み開始タイミングが異なってジッタ−を生じないように、各反射面の平面度が（１／７）λ以内となるように形成している。この結果、図１０に示すように、書き込み開始位置（ドットＤで表す）の主走査方向（矢印Ｘ方向）のバラツキが許容範囲内に抑制され、ジッタ−を抑制できる。
【特許文献１】特開２００３−１８２１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、多重露光方式の場合、例えば２重露光の場合には、感光体上の同一位置に２回の露光が行なうため、１回目の走査露光を行なう回転多面鏡の反射面の平面度と２回目の走査露光を行う回転多面鏡の反射面間の平面度の差、すなわち隣接反射面間の平面度の差によって露光位置が主走査方向（矢印Ｘ方向）にずれてしまう(図１１参照）。この露光位置のずれ量が大きいと画像濃度が大きく低下してしまう。この結果、図１２に示すように、ずれ量が大きい部分毎に濃度の低い部分が周期的に発生し、周期的な濃度ムラを生ずることになる。また、所定の濃度と比較して濃度不足が大きいと画像に白スジを発生することになるというおそれがあった。
【０００５】
すなわち、回転多面鏡の各反射面の平面度を１／７λ以内とするように形成しても、多重露光の場合に画像に周期的な濃淡や白スジが発生し、高画質な画像形成を行なうことができないおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記不都合を解消するために、回転多面鏡の平面度の影響による画質劣化を防止する光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１記載の光走査装置においては、光ビームを出射する光源と、前記光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、前記回転多面鏡で偏向された前記光ビームを感光体表面上に結像させ等速度で走査させる走査レンズを含む走査結像光学系と、を備え、前記回転多面鏡の隣接する反射面間の平面度の差が０．１５λ（λ＝６３２．８ｎｍ）以下であることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の光走査装置の作用について説明する。
【０００９】
回転多面鏡の隣接反射面間の平面度の差が０．１５λ以内であるため、両反射面による露光位置の主走査方向のずれが抑制される。したがって、精度良く光走査を行なうことができる。
【００１０】
特に、本発明の光走査装置が適用された画像形成装置が多重露光方式の場合、感光体上の同一位置を複数回露光することになる。この場合、同一位置を露光するのは隣接する反射面による走査光である。したがって、隣接する反射面間の平面度の差が０．１５λ以内ならば、同一位置に対する複数回の露光の主走査方向の位置ずれが許容範囲内に抑制される。この結果、露光位置ずれによる画像濃度低下が抑制され、画像における濃度ムラや白スジの発生が防止される。
【００１１】
請求項２記載の画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、感光体を帯電させる帯電器と、帯電された感光体に対して光走査する請求項１記載の光走査装置と、光走査された感光体に対してトナーを付着させることによって、トナー像を形成させる現像器と、感光体のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００１３】
回転多面鏡の隣接反射面で走査される領域は感光体上の副走査方向で隣接している。したがって、上記隣接反射面の平面度差が０．１５λ以内に抑制されていれば、隣接走査領域同士の走査位置の主走査方向のずれが抑制され、高画質に画像形成できる。
【００１４】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項２記載の画像形成装置において、感光体上の同一走査線上を複数回走査露光することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００１６】
画像形成装置が多重露光方式の場合、感光体上の同一位置に対する複数回露光は、回転多面鏡の連続する複数の反射面による走査で行なわれる。したがって、回転多面鏡の隣接反射面間の平面度差が、感光体上における主走査方向の露光位置ずれになる。同一位置に対する露光位置ずれは画像濃度低下を発生させ、ずれ量が大きい（濃度低下が大きい）場合には画像に白スジが発生する。しかしながら、本願発明においては、回転多面鏡の隣接反射面間の平面度差を０．１５λ以内としたため、隣接反射面間の平面度差による主走査方向の露光位置ずれが抑制される。すなわち、バンディングや白スジの発生が防止され、良好な画像が形成される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発に係る光走査装置においては、回転多面鏡の隣接反射面間の平面度差を所定範囲内とすることによって、露光位置ずれを抑制することができる。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置においては、高画質な画像形成を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００２０】
先ず、画像形成装置の概略説明を行う。画像形成装置１０は、図１に示すように、ケーシング１２の内部に設けられているものであり、感光体ドラム１４の周囲には、感光体ドラム１４の回転方向に沿って、感光帯ドラム１４を帯電させる帯電器１６と、帯電された感光体ドラム１４に走査光によって静電潜像を形成させる光走査装置１８と、感光体ドラム１４上の静電潜像にトナーを供給して現像する（トナー像を形成させる）現像器２０と、トナー像を感光体ドラム１４上から中間転写ベルト２２上に転写させる転写器２４と、感光体ドラム１４上に残留したトナーを除去するクリーナー２６を備える。
【００２１】
現像器２０は、ロータリー式であって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーロール２８を備え、各色のトナーロール２８を感光体ドラム１４の対向位置に回転移動することによって、感光体ドラム１４上に各色のトナー像を形成させるものである。
【００２２】
感光体１４の下方に配置される中間転写ベルト２２は、転写器２４によって感光体ドラム１４からベルト上にトナー像が転写されるものである。したがって、現像器２０の回転によって感光体ドラム１４上に形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像がベルト上で順次積層されることによってフルカラーのトナー像とされるものである。
【００２３】
一方、中間転写ベルト２２上に積層されたトナー像は、トレイ３０から搬送路に沿って供給される用紙に転写器３２によって転写される構成である。トナー像が転写された用紙は、定着器３４によってトナー像が定着された後、排紙トレイ３６に排出される構成である。
【００２４】
次に、光走査装置１８について簡単に説明する。光走査装置１８は、ハウジング４０の内部に走査光学系が構成されている。走査光学系は、ハウジング１２の側壁に取り付けられた図示しないビーム光源から出射された光ビームＬＡに沿って説明すると、レーザー光ＬＡを反射面で偏向させる回転多面鏡５０に向かって、レーザー光ＬＡを略平行光とするコリメータレンズ４２Ａと、レーザー光ＬＡを整形するアパーチャー４４、ハーフミラー４６と、副走査方向のみパワーを有し回転多面鏡の近傍でレーザー光ＬＡを主走査方向に長い線像に結像させるシリンドリカルレンズ４８が配設されている。他のビーム光源から出射された光ビームＬＢもコリメータレンズ４２Ｂ、アパーチャ４４Ｂを介してハーフミラー４６によって、平面視において光ビームＬＡと同一光路上を進むように構成されている。
【００２５】
回転多面鏡５０以降のレーザ光ＬＡの光路に沿っては、主走査方向のみパワーを有するｆθレンズ５２と、副走査方向のみパワーを有するシリンダーミラー５４と、折り返しミラー５６と、副走査方向のみパワーを有するシリンダーミラー５８を備える。なお、シリンダーミラー５８で反射された光ビームＬＡは、ハウジング４０の孔部６０を通過して感光体ドラム１４上を走査して線像を形成する構成である。
【００２６】
ここで、回転多面鏡５０は、図３に示すように、回転方向（矢印Ｒ方向）に沿って６つの反射面５０Ａ〜５０Ｆを有しており、それぞれの反射面５０Ａ〜５０Ｆの平面度は、（１／７）λ（λ＝６３２．８ｎｍ）よりも小さく形成されている。また、隣接する反射面同士の平面度の差（｜回転方向下流側−回転方向上流側｜）が０．１５λ以内、好適には０．１０λ以内とされている。
【００２７】
ここで、図４、図５には、反射面が６面の４つの回転多面鏡の試験データが記載されており、図４の横軸の１〜６は各反射面５０Ａ〜５０Ｆを示し、図５の横軸は、例えば、「２−１」が反射面５０Ｂの平面度から反射面５０Ａの平面度を引いた差分であることを示している。この試験データにおいては、本実施形態を満たしているものは実施例１、２である。例えば、実施例１は、図４に示すように、反射面５０Ａ〜５０Ｆまで平面度が０．１０λ〜０．１５λ程度であるが、隣接する反射面間の平面度差（例えば５０Ａ−５０Ｂ）が小さく、図５に示すように、±０．１０λ以内である。
【００２８】
ここで、平面度とは、理想平面からの最大距離（垂直方向高さ）と最小距離との差分である。なお、平面度の正負は、理想平面に対して外側に凸の場合には正、凹の場合に負としたものである。
【００２９】
このように構成される光走査装置１０の作用について説明する。
【００３０】
光走査装置１８の光源から出射された光ビームＬがコリメータレンズ４２Ａで平行光とされ、アパーチャー４４Ａで整形された後、シリンダーレンズ４８で主走査方向に線状とされ回転多面鏡５０の反射面近傍に結像される。
【００３１】
回転多面鏡５０の反射面、例えば、反射面５０Ａに反射された光ビームは、ｆθレンズ５２、シリンダーミラー５４、折り返しミラー５６、シリンダーミラー５８を介して感光体ドラム１４上に照射される。この際、回転多面鏡５０の回転によって反射面５０Ａで反射された光ビームが感光体ドラム１４上を主走査方向に走査される。
【００３２】
本実施形態では、２重露光方式を採用しており、反射面５０Ａで反射された光ビームの走査によって露光された感光体ドラム１４の走査領域と続いて反射面５０Ｂで反射された光ビームの走査によって露光された走査領域が副走査方向において半ピッチ分だけ重複するように感光体ドラム１４の回転速度が調整されている。したがって、感光体上の同一位置（以下、画素という場合がある）を２回のビーム照射で露光する構成である。この場合、同一画素を構成する２回の露光位置（以下、ドットという場合がある）は完全に一致するのが理想であるが、反射面５０Ａ〜５０Ｆの平面度のばらつきによって、実際には主走査方向にずれを生ずる。例えば、図６に示すように、同一画素について１回目の露光（ドットＤ１（実線円））と２回目の露光（ドットＤ２（破線円参照））で重複して露光した場合について考察する。各ドットの中心が位置すべき正規（露光）位置Ｎに対してドットＤ１が左、ドットＤ２が右に位置しており、ドットＤ１、Ｄ２間に主走査方向（Ｘ方向）の位置ずれが発生している。
【００３３】
主走査方向における露光位置ずれを生じた場合には、２回露光による露光プロトコルのピーク位置がずれ、所定のピーク値よりも下がることがわかっている(図７、図８参照）。すなわち、２回の露光（ドット）位置のずれ量が大きいほど、２回露光による露光プロトコルのピーク値が低下し、画像濃度が低下する。
【００３４】
ところで、回転多面鏡５０の各反射面５０Ａ〜５０Ｆの平面度は通常、（１／７）λ以下とされ、ドットＤ１、Ｄ２の正規位置Ｎからの主走査方向のずれ量が許容範囲内に抑制され、濃度低下による影響はさほど目立たなくなるように設計されている。しかし、２重露光の場合には、同一位置を２回露光して画像を形成しているため、２回の露光位置（ドットＤ１、Ｄ２）の正規位置Ｎに対する主走査方向のずれ量Ｍ１、Ｍ２が許容範囲内であるとしても、２回の露光位置（ドットＤ１、Ｄ２）が正規位置を挟んで反対方向である場合には、２回の露光位置（ドットＤ１、Ｄ２）相互の主走査方向ずれ量Ｍ３が大きくなる(図６参照）。この結果、大きな濃度低下を生じ（図７参照）、画像で白スジ等が発生してしまう。
【００３５】
ここで、２重露光における露光位置のずれ量は、回転多面鏡の隣接反射面間の平面度差とほぼ比例することが確認されており（図９参照）、隣接平面間の平面度差を所定範囲（０．１５λ以内、好適には０．１０λ以内）とすることによって、濃度低下を許容範囲内に抑制することができ、画像における白スジの発生等を抑制することができ、高画質な画像形成が可能となる。
【００３６】
すなわち、本実施形態では、回転多面鏡の反射面同士の平面度差を１．５λ以内としたため、２重露光の場合であっても、例えば反射面５０Ａによる１回目の走査露光と反射面５０Ｂによる２回目の走査露光の露光位置（ドットＤ１、Ｄ２）の主走査方向ずれ量Ｍ３が許容範囲内に収まり、露光位置ずれによる濃度低下も許容範囲内に収まる。したがって、形成された画像に濃度ムラや白スジが発生することを回避でき、高画質な画像形成を行なうことができる。
【００３７】
このような作用を確認するために、下記のような試験を行なった。すなわち、平面度および隣接平面度差の異なる４つの回転多面鏡（以下、比較例１、２、実施例１、２という）を複数用い、画像形成を行なうことによって白スジやバンディングが生じたか否かを判定した。横軸は反射面を示し、縦軸は平面度を示す。第１〜第４回転多面鏡は、反射面の平面度が０．１０λ〜０．２５λ以内である。
【００３８】
このような比較例１、２、実施例１、２に係る回転多面鏡５０を光走査装置１８に装填し、画像形成装置１０において単色の画像形成を行なった。
【００３９】
試験結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2005062460.tif 000003
このように、比較例１の回転多面鏡を用いた場合には画像にバンディング、比較例２の回転多面鏡を用いた場合には画像にバンディング、白スジが発生した。一方、実施例１、２回転多面鏡を用いた場合には、画像にバンディング、白スジのいずれも発生せず、良好な画像形成を行なうことができた。
【００４１】
これは、比較例１、２の回転多面鏡の反射面の平面度は実施例１、２の回転多面鏡と大差なくても、隣接する反射面の平面度が正と負で反対であったりする(図４参照）ため、隣接反射面間の平面度差が図５に示すように、±０．３０λ程度となることがある。このように、比較例１、２の回転多面鏡は隣接反射面間の平面度差が大きく、２重露光では露光位置の主走査方向位置ずれが大きくなるためと考えられる。一方、実施例１、２の回転多面鏡は、いずれの反射面の平面度も＋側であるため、その隣接反射面間の平面度差が、０．１０λ以内に限定され、２重露光における主走査方向の位置ずれが抑制されるためと考えられる。
【００４２】
なお、本実施形態では２重露光（多重露光）の場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、通常の露光においても隣接する走査領域における走査範囲のずれが抑制され、高画質に画像形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光走査装置の斜視図である。
【図３】本発明の位置実施形態に係る回転多面鏡平面図である。
【図４】回転多面鏡の各反射面の平面度を示すグラフである。
【図５】回転多面鏡の隣接反射面間の平面度差を示すグラフである。
【図６】２重露光時の同一に対する露光位置のずれを示す説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｆ）は、２重露光時の露光位置のずれ量と露光プロトコルとの関係を示す図である。
【図８】２重露光時の露光位置のずれ量とピーク高さとの関係を示す図である。
【図９】回転多面鏡の隣接平面度と、露光位置の主走査方向ずれ量との関係を示す図である。
【図１０】従来例に係る走査開始位置のドット位置ずれ状態を示す図である。
【図１１】従来例に係る２重露光時の露光位置ずれ状態を示す図である。
【図１２】従来例に係る２重露光時の濃度ムラを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…画像形成装置
１８…光走査装置
５０…回転多面鏡
５０Ａ〜５０Ｆ…反射面
【図１】
2005062460.tif 000004
【図２】
2005062460.tif 000005
【図３】
2005062460.tif 000006
【図４】
2005062460.tif 000007
【図５】
2005062460.tif 000008
【図６】
2005062460.tif 000009
【図７】
2005062460.tif 000010
【図８】
2005062460.tif 000011
【図９】
2005062460.tif 000012
【図１０】
2005062460.tif 000013
【図１１】
2005062460.tif 000014
【図１２】
2005062460.tif 000015