(57)【要約】【課題】  画像形成時の色ずれを抑制しつつ，騒音，振動，汚れ等に有利な画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の走査光学装置１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃに備えられたポリゴンミラー４３のうち特定色である黒の画像形成に必要なポリゴンミラーを定格回転数Ｎ１で駆動する。その他のポリゴンミラーをＮ１よりも低い回転数Ｎ２(Ｎ１＞Ｎ２＞0)で駆動する。【選択図】図１
2007083514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からのレーザ光を反射偏向する回転偏向手段と、反射偏向された該レーザ光を像担持体上に結像走査する光学系とを有する複数の走査光学装置を備え、該装置から各々の前記像担持体上に出射される各々のレーザ光により該担持体表面に互いに異なる色の画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の走査光学装置に備えられた前記回転偏向手段のうち特定色の画像形成に必要な回転偏向手段を定格回転数で、その他の回転偏向手段を該回転数よりも低い回転数で駆動させて、前記特定色の画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転偏向手段は動圧軸受を有し、
前記その他の回転偏向手段の前記低い回転数は、該動圧軸受のラジアル浮上に必要な回転数と等しいかまたは該必要な回転数よりも高い回転数である
ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記定格回転数と前記低い回転数の比が整数比ではないことを特徴とする請求項１または２の画像形成装置。
【請求項４】
前記特定色はブラックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。特に詳細には、複数のレーザ光を複数の像担持体上に露光してカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。本発明は例えば、カラーＬＢＰやカラーデジタル複写機、カラーデジタルＦＡＸ等に適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラーＬＢＰ、カラーデジタル複写機、カラーデジタルＦＡＸ等の画像形成装置、その中でも特に、レーザ光を像担持体上に結像走査する結像光学系を有する走査光学装置において、単色モード時は使用しない走査光学装置は駆動させないのが一般的である。しかしこの場合、駆動中の走査光学装置内で発生した熱が走査光学装置内の構成部品に熱膨張を引き起こし、歪み、撓み等を発生させ、駆動中でない走査光学装置との温度差が生じる。この温度差によって、画像を像担持体上に書き込む際に書き込み位置ずれの問題が起きる。この書き込み位置ずれは画像の色ずれとなって、画像品質悪化をもたらす。このような問題に対しては、特許文献１に開示されているように、単色画像形成用の走査光学装置以外の走査光学装置も駆動させる等、熱による変形の偏りをなくす方法がとられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１４６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年走査光学装置の更なる高速化によって騒音、振動、ミラーやレンズなどの光学部品の経時的な汚れ等の問題が、ますます重視されるようになってきている。特にプリント出力のほとんどが単色画像である利用者の場合、熱変形が原因で起こる色ずれによる画像品質悪化以上に、駆動時の騒音、振動、汚れ等を低減することが重要となっている。つまり、単色画像形成時に使用しない色の走査光学装置を駆動させると、単色からフルカラー画像形成への切替え時の発熱部位の温度差には有利だが、走査光学装置の更なる高速化によって発生する騒音、振動、汚れ等を低減するためには不利である。
【０００５】
このような新たな要求を満たすべく、本発明の目的は、色ずれをほとんど悪化させずに、騒音、振動、汚れ等の低減にも有利な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、光源と、該光源からのレーザ光を反射偏向する回転偏向手段と、反射偏向された該レーザ光を像担持体上に結像走査する光学系とを有する複数の走査光学装置を備え、該装置から各々の前記像担持体上に出射される各々のレーザ光により該担持体表面に互いに異なる色の画像を形成する画像形成装置において、記複数の走査光学装置に備えられた前記回転偏向手段のうち特定色の画像形成に必要な回転偏向手段を定格回転数で、その他の回転偏向手段を該回転数よりも低い回転数で駆動させて、前記特定色の画像形成を行うことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記回転偏向手段は動圧軸受を有し、前記その他の回転偏向手段の前記低い回転数は、該動圧軸受のラジアル浮上に必要な回転数と等しいかまたは該必要な回転数よりも高い回転数であってよい。また、前記定格回転数と前記低い回転数の比が整数比ではないことがよい。また、前記特定色はブラックであってよい。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明によれば、フルカラー画像形成装置における走査光学装置の色ずれを悪化させずに、特定色の画像形成時に、騒音、振動、汚れ等にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施形態１）
図１は、本実施形態のカラー画像形成装置の構成を説明する図である。本実施形態においては、画像情報に基づいて各々光変調された各レーザ光線ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＫが各々の走査光学装置１１から出射し、各々対応する像担持体としての感光ドラム１２面上を照射して潜像を形成する。潜像は一次帯電器１３によって各々一様に帯電している感光ドラム１２面上に形成される。潜像は、現像器（図示せず）によって各々シアン・マゼンダ・イエロー・ブラックの画像に可視像化される。可視像が転写ベルト２６上を搬送されてくる転写材３６に転写ローラ（図示せず）によって順に静電転写されることで、カラー画像が形成される。この後感光ドラム１２面上に残っている残留トナーはクリーナ２５によって除去されて、次のカラー画像を形成する為に再度一次帯電器１３によって一様に帯電される。
【００１０】
転写材３６は給紙トレイ２３上に積載されており、給紙ローラ２２によって１枚ずつ順に給紙され、レジストローラ２１によって画像の書き出しタイミングに同期を取って転写ベルト２６上に送り出される。転写ベルト２６上を精度良く搬送されている間に感光ドラム１２面上に形成されたシアンの画像、マゼンタの画像、イエローの画像、ブラックの画像が順に転写材３６上に転写されてカラー画像が形成される。駆動ローラ（図示せず）は転写ベルト２６の送りを精度良く行っており、回転ムラの小さな駆動モータ（図示せず）と接続している。転写材３６に形成されたカラー画像は定着器３７によって熱定着された後、排紙ローラ３８等によって搬送されて装置外に出力される。
【００１１】
図２はカラー画像形成装置に具備されている走査光学装置の構成を説明する図である。
【００１２】
レーザユニット４１から発生させたレーザ光線は、シリンドリカルレンズ４２によって、回転偏向手段であるポリゴンミラー４３上に潜像を結像する。レーザ光線は、ポリゴンミラー４３により反射偏向されながら、順にｆθレンズ４５、折り返しミラー４６を通過して最終的には感光ドラム１２表面に到達する。ｆθレンズ４５は、ポリゴンミラー４３によって反射されるレーザ光線が感光ドラム１２上においてスポットを形成するように集光され、また、スポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。なお、ポリゴンミラー４３はポリゴンモータ４４によって回転駆動される。また、偏向されたレーザ光線の一部は画像領域外の部分を利用して信号検知ミラー４８によって反射され、結像レンズ４９を介して、信号検知センサ５０に案内されて検知され、画像書き出し位置の調整が行われる。
【００１３】
これらの各構成部材は走査光学装置１１に正確に組みつけられている。ポリゴンミラー４３の回転により感光ドラム１２において主走査が行われ、感光ドラム１２が円筒の軸線まわりに回転駆動することで副走査が行われる。
【００１４】
上述のようにカラーＬＢＰやカラーデジタル複写機などのカラー画像形成装置(図１)においては、黒画像を形成する走査光学装置１１Ｋと、色画像を形成する１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの４種類の走査光学装置１１を具備している。この時、利用者のプリント出力状況によってこれら４色の使用頻度は異なってくる。
【００１５】
そこでブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のうち、多くとも３つの色によって形成されるような特定色の画像を形成する際、４台の走査光学装置に備えられた４個のポリゴンモータの回転数が以下の条件を満足するように各ポリゴンモータを駆動する。つまり、画像形成に必要なポリゴンモータの定格回転数をＮ1とし、画像形成に必要ないポリゴンモータの回転数をＮ2とした時、Ｎ1＞Ｎ2＞0を満たす回転数で駆動させる。なお、画像形成に必要な定格回転数とは、任意の画像形成装置が単位時間あたりに出力するプリント枚数を満たすために必要なポリゴンモータの回転速度のことを言う。
【００１６】
本出願人らの検討を元に、マゼンタとイエローの２色で形成される画像の場合について、以下説明する。この場合、マゼンタとイエローの走査光学装置は定格回転数で駆動させ、ブラックとシアンの走査光学装置は、定格回転数より低い回転数で駆動させることになる。つまり４個のポリゴンモータのうち２個を画像形成に使用することになる。マゼンタとイエローを形成するポリゴンモータを定格回転数３００００ｒｐｍで、ブラックとシアンを形成するポリゴンモータを１５０００ｒｐｍで駆動させると、４個全てのポリゴンモータを３００００ｒｐｍで駆動させた時と比較して低騒音化が可能である。この騒音の低下量はおよそ３ｄＢ程度である。
【００１７】
また、振動に関しては、４個のうち２個のポリゴンモータを１５０００ｒｐｍで回すことで、３００００ｒｐｍでの駆動による基本周波数である５００Ｈｚへの集中を避けることができ、共振による振幅の増大を抑制できる。
【００１８】
また、図４は各回転数の時、時間と共に感光ドラム上の光量がどのくらい低下するかを表した図である。なお光量の低下は、ポリゴンモータの回転によるポリゴンミラー面汚れやその他の光学部品汚れによって起こる経時的な変化である。汚れによる光量低下に関して、４個全てを３００００ｒｐｍで駆動させる場合よりも、１５０００ｒｐｍで駆動させた場合の方が有利である。
【００１９】
また、図５は時間とともに感光ドラム上への照射位置の変化量を表した図である。例えば、定格回転数３００００ｒｐｍで駆動させているマゼンタとイエローの走査光学装置に対して、ブラックとシアンの走査光学装置を停止させていた場合について以下述べる。駆動していたマゼンタとイエローの走査光学装置は、発熱による内部構成部品の変形のため、駆動していないブラックとシアンの走査光学装置と比較して、２０μｍの照射位置が変化することになる。それに対して、ブラックとシアンのポリゴンモータを本実施形態のように１５０００ｒｐｍで駆動させた場合、その差を８μｍ程度に抑えることが可能である。つまり、照射位置の変化に伴う色ずれによる画像品質悪化を大きく抑制できる構成となっている。
【００２０】
実際には、ブラック単色画像を出力する頻度が多いので、ブラックステーションである走査光学装置１１Ｋのポリゴンモータのみを定格回転数Ｎ1で駆動させ、他の走査光学装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１ＣのポリゴンモータはＮ2で駆動させるとよい。
【００２１】
昨今、回転偏向手段を回転駆動するポリゴンモータ等の軸受は、動的な安定性のためにオイルや空気を流体とした動圧軸受を用いられるのが一般的である。本実施形態でも動圧軸受を有するポリゴンモータを使用している。このような動圧軸受は、ある回転数以上で駆動させないと動圧が発生せず、接触回転を起こしてしまう。その結果、磨耗が起こり軸受寿命は低下してしまう。
【００２２】
そこで、動圧軸受のラジアル浮上に必要な回転数をＮu、画像出力に必要なポリゴンモータの定格回転数をＮ1、使用しない色を形成するポリゴンモータの回転数をＮ2とした時、Ｎ1＞Ｎ2≧Ｎuを満たす回転数で駆動させる構成を採用するとよい。動圧軸受のラジアル浮上に必要な回転数は、回転多面鏡の大きさや重さ等の負荷によって異なるが、一般的には約３０００ｒｐｍ程度である。Ｎuを３０００ｒｐｍとした場合、駆動による騒音はほとんど発生せず、振動に関してもほとんど影響しない。また、汚れ等にも有利である。
【００２３】
以上のようにＮu以上の回転数で駆動させることでラジアル動圧が発生し、モータ回転軸が軸受に接触せずに回転するので、軸受寿命に対して有利な構成となる。さらに、図５が示すように、画像形成を行っていないポリゴンモータを３０００ｒｐｍ程度で駆動させることにより、全く停止している状態よりも照射位置変化量に伴う色ずれを抑制することが可能である。
【００２４】
なお、振動に関して、Ｎ1とＮ2の比が整数比になっているとポリゴンモータ駆動による基本周波数の高調波が発生することがある。そこで、Ｎ1とＮ2の比をＮ1≠ｎＮ2（ｎは整数）でないようにすることで、振幅の増大を抑制することが可能となる。
【００２５】
本実施形態によれば、画像形成を行っていない走査光学装置に備えられたポリゴンモータの回転数を、定格回転数より低い回転数で駆動させることで、発生する騒音を格段に低減できる許りでなく、画像形成装置全体の振動を低減できる。本実施形態によればさらに、ポリゴンモータの回転による走査光学装置内部の光学部品の汚れ、ポリゴンミラーの回転によるミラー面汚れ等を低減できる。また、全てのポリゴンモータは駆動しているため、従来から問題となっていた色ずれの点においても、定格回転数で駆動させた場合と比べて色ずれが少ない構成となっている。
【００２６】
（実施形態２）
図３は、本実施形態のカラー画像形成装置の構成を説明する図である。レーザ光線ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＫが各々の感光ドラム８４C、８４M、８４Y、８４Kに結像される構成を備え、その他は実施形態１と同様であるので詳細を省く。
【００２７】
次に、本カラー画像形成装置に具備されている走査光学装置８０a、８０bの構成について説明する。走査光学装置８０a内に正確に組み付けられている半導体レーザ（図示せず）より出射されたレーザ光線はポリゴンミラー８１aによって異なる方向に走査される。ポリゴンミラー８１aを備えたポリゴンモータ８５aの回転駆動によって走査されたレーザ光線は、それぞれ走査レンズ８２C、８２Mを透過し、折り返しミラー８３C、８３Mによって反射されて、感光ドラム８４C、８４Mに結像する。このような走査光学系を２対並列に並べることで、４つの感光ドラム８４C、８４M、８４Y、８４Kに走査光を案内する構成である。このような構成の時は、ポリゴンモータはカラー画像形成装置全体中に２個具備されていることになる。
【００２８】
本実施形態では、特定色の画像を形成する際、２台の走査光学装置に備えられた２個のポリゴンモータの回転数が以下の条件を満足するように各ポリゴンモータを駆動する。つまり、画像形成に必要なポリゴンモータの定格回転数をＮ1とし、画像形成を行わないもう一方のポリゴンモータの回転数をＮ2とした時、Ｎ1＞Ｎ2＞0を満たす回転数で駆動させる。
【００２９】
例えば、マゼンタとシアンの２色で形成される画像の場合、マゼンタとシアンの走査光学装置８０aは、定格回転数３００００ｒｐｍで駆動させ、ブラックとマゼンタの走査光学装置は定格回転数より低い１５０００ｒｐｍで駆動させる。つまり２個のポリゴンモータのうち１個を画像形成に使用することになる。この場合、２個のポリゴンモータを駆動させた場合よりも全騒音を低減でき、振動に関しては、ポリゴンモータの駆動による周波数が分散されることから、共振による振幅の増大を抑制できる。
【００３０】
実際には、ブラック単色画像を出力する頻度が多い。そこで、ブラックステーションを備えている、走査光学装置８０ｂのポリゴンモータ８５ａの定格回転数をＮ1とし、一方走査光学装置８０ａのポリゴンモータ８５ｂの回転数をＮ2とした時、Ｎ1＞Ｎ2＞０を満たす速度で回転させるとよい。
【００３１】
本実施形態においても、ポリゴンモータの軸受として動圧軸受を使用しているので、以下のようにすると軸受寿命に対して有利となる。すなわち、動圧軸受のラジアル浮上に必要な回転数をＮu、画像出力に必要なポリゴンモータの定格回転数をＮ1、使用しない色を形成するもう一方のポリゴンモータの回転数をＮ2とした時、Ｎ1＞Ｎ2≧Ｎuを満たす回転数で駆動させる構成とする。
【００３２】
なお、振動に関して、Ｎ1とＮ2の比が整数比になっているとポリゴンモータ駆動による基本周波数の高調波が発生することがある。そこで、Ｎ1とＮ2の比をＮ1≠ｎＮ2（ｎは整数）でないようにすることで、振幅の増大を抑制することが可能となる。
【００３３】
本実施形態によれば、実施形態１と同様、画像形成を行っていない走査光学装置に備えられたポリゴンモータの回転数を定格回転数より低い回転数で駆動させることで、発生する騒音を格段に低減できる許りでなく、画像形成装置全体の振動を低減できる。本実施形態によればさらに、はポリゴンモータの回転による走査光学装置内部の光学部品の汚れ、ポリゴンミラーの回転によるミラー面汚れ等を低減できる。また、全てのポリゴンモータは駆動しているため、従来から問題となっていた色ずれの点においても、定格回転数で駆動させた場合と比べて色ずれが少ない構成となっている。
【００３４】
また、本実施形態のカラー画像形成装置は、実施形態１のカラー画像形成装置と比較して、走査光学装置内の部品点数を削減でき、また走査光学装置が一体化されるのでタクトの低減が可能であり、その結果、コストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態の構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置に用いられる走査光学装置の構成図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態の構成図である。
【図４】感光ドラム上の光量の時間による変化を回転数別に示した図である。
【図５】感光ドラム上での照射位置の変化量を回転数別に示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，８０a，８０b  走査光学装置
１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，８４Ｋ，８４Ｙ，８４Ｍ，８４Ｃ  感光ドラム
１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ  一次帯電体
２１  レジストローラ
２２  給紙ローラ
２３  給紙トレイ
２５  クリーナ
２６  転写ベルト
３６  転写材
３７  定着器
３８  排紙ローラ
４１  レーザユニット
４２  シリンドリカルレンズ
４３，８１  ポリゴンミラー
４４，８５  ポリゴンモータ
４５  ｆθレンズ
４６，８３  折り返しミラー
４８  信号検知ミラー
４９  結像レンズ
５０  信号検知センサ
８２  走査レンズ
ＬＫ，ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ  レーザ光線
【図１】
2007083514.tif 000003
【図２】
2007083514.tif 000004
【図３】
2007083514.tif 000005
【図４】
2007083514.tif 000006
【図５】
2007083514.tif 000007