(57)【要約】【課題】カラー画像形成装置の感光体上に潜像を形成する露光装置であって、モノクロ画像のみを形成する場合にはカラー画像よりも高解像度のモノクロ画像を形成する露光装置と、この露光装置を備えた画像形成装置とを提供すること。【解決手段】レーザビームにより走査露光を行うカラー用露光装置であって、カラー各色及びブラックの画像形成に対応させて設けた複数のレーザ光源からなる第１のレーザ光源と、ブラックの画像形成のみに対応する第２のレーザ光源と、を有することを特徴とする露光装置の提供。【選択図】図５
2007225974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームにより走査露光を行うカラー用露光装置であって、
カラー各色及びブラックの画像形成に対応させて設けた複数のレーザ光源からなる第１のレーザ光源と、
ブラックの画像形成のみに対応する第２のレーザ光源と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１のレーザ光源から出射されるレーザビーム、および前記第２のレーザ光源から出射されたレーザビームによって共用される回転多面鏡と走査用レンズを備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第２のレーザ光源から出射されたレーザビームの径を、前記第１のレーザ光源の中のブラックに対応するレーザ光源から出射されたレーザビーム径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１のレーザ光源の中のブラックの画像形成に対応するレーザ光源から出射されたレーザビームと、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザビームとを、偏光方向が９０度異なるように配置して、二つのレーザビームを偏光ビームスプリッタにより一つの光路に導くことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームにより走査露光をする露光装置、及び前記露光装置を備えた画像形成装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
帯電した感光体の表面をレーザビームで走査する露光手段により潜像を形成し、現像手段により形成したトナー画像を用紙に転写して、所定のコピーを出力する電子写真技術による画像形成装置は、一般に広く使用されている装置である。
【０００３】
高速で、且つ、多色のコピーを出力するカラー画像形成装置の場合には、レーザ光源、感光体、現像手段等の各手段をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に設けて、直列に配置した各感光体上に各色のトナー画像形成して、このトナー画像を、逐次、用紙に、あるいは中間転写体を介して用紙に転写するように構成した、通称、タンデム型と呼ばれるものが多い。
【０００４】
タンデム型のカラー画像形成装置に用いられる露光装置、即ち、レーザ光源であるレーザダイオードからレーザ光を出力して、コリメータを含むビーム形成手段により所定の径のレーザビームを形成し、このレーザビームを複数多種のミラー、レンズにて感光体まで導く装置に関しては、コストダウンとコンパクト化という視点から多くの提案がなされ（例えば特許文献１、２参照）、各種の考え方に基づく露光装置を備えたカラー画像形成装置が市場に提供されている。
【０００５】
ところが、このようなカラー画像形成装置を複数の使用者により共同使用される場合、カラー画像の出力よりもモノクロの画像の出力、特に文字が並んだテキストの出力のために装置が多用されることが多い。
【０００６】
その結果、カラー画像形成装置の備える各手段の中で、特にブラック（Ｋ）の画像形成に関わる手段が多用されることになる。
【０００７】
このようなカラー画像形成装置におけるブラック画像の形成手段は、モノクロ画像の形成のためだけでなく、多色のカラー画像の形成のためにも使用することから、モノクロの画像形成専用の手段から構成されるモノクロ専用の画像形成装置に比較して画像の解像度を低くせざるを得ない場合がある。その結果、画像の解像度、特に小さな文字の細線部の画像形成において使用者が不満をいだくこともある。
【特許文献１】特開平８−１２２６７３号公報
【特許文献２】特開２００３−７５７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、カラー画像形成装置の感光体上に潜像を形成する露光装置であって、モノクロ画像のみを形成する場合にはカラー画像よりも高解像度のモノクロ画像を形成する露光装置と、この露光装置を備えた画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下に記載する発明により達成される。
（１）レーザビームにより走査露光を行うカラー用露光装置であって、
カラー各色及びブラックの画像形成に対応させて設けた複数のレーザ光源からなる第１のレーザ光源と、
ブラックの画像形成のみに対応する第２のレーザ光源と、
を有することを特徴とする露光装置。
（２）前記第１のレーザ光源から出射されるレーザビーム、および前記第２のレーザ光源から出射されたレーザビームによって共用される回転多面鏡と走査用レンズを備えることを特徴とする１項に記載の露光装置。
（３）前記第２のレーザ光源から出射されたレーザビームの径を、前記第１のレーザ光源の中のブラックに対応するレーザ光源から出射されたレーザビーム径よりも小さくしたことを特徴とする１又は２項に記載の露光装置。
（４）前記第１のレーザ光源の中のブラックの画像形成に対応するレーザ光源から出射されたレーザビームと、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザビームとを、偏光方向が９０度異なるように配置して、二つのレーザビームを偏光ビームスプリッタにより一つの光路に導くことを特徴とする１乃至４項のいずれか１項に記載の露光装置。
（５）１乃至５項のいずれか１項に記載の露光装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明により、より高解像度のモノクロ画像を形成できるカラー画像形成装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、通称、タンデム型と呼ばれるカラー画像形成装置Ｇの概略構成図である。
【００１３】
カラー画像形成装置Ｇは、複写機、プリンタ、ファクシミリの機能を合わせ持つ複合機であって、本体の上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを有し、本体は、画像読み取り手段１、露光装置２、画像形成手段３、操作表示手段４、給紙手段５、排紙再給紙手段６、および、定着装置７、制御手段Ｃ等から構成されている。
【００１４】
自動原稿送り装置ＡＤＦは、原稿載置台１０２に載置された原稿Ｄを原稿剥離手段１０１によって一枚ずつ原稿搬送手段１０３に送り出し、原稿搬送手段１０３は送られた原稿Ｄを原稿排紙手段１０４に搬送し、原稿排紙手段１０４は送られた原稿を原稿排紙台１０５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路１０３に設けられた、画像読み取り手段１の原稿画像読み取り位置であるスリット１１にて読み取りがなされる。
【００１５】
原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１０６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１０３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１０５に排紙される。
【００１６】
画像読み取り手段１は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット１１の位置にて、ランプ１２により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット１３と、第２ミラーユニット１４と、結像レンズ１５とによりライン状のＣＣＤである撮像素子１６に結像させている。撮像素子１６から出力された信号は、制御手段Ｃの画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされて制御手段ＣのメモリＭに設けられた所定の画像ファイルに画像データとして保存される。
【００１７】
露光装置２は、メモリＭの画像ファイルから呼び出され、露光のために所定の画像処理が施された画像データに基づき、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応する複数のレーザビームと、回転多面鏡ＰＲとにより、一様帯電されて回転している感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面を走査して、各感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの面上に原稿画像の各色に対応した静電潜像を形成する。
【００１８】
前記静電潜像は、画像形成手段３の各色毎の現像手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋにより反転現像されて、各色のトナー画像が感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成され、形成された前記トナー画像は、第１転写手段３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋにより転写ベルト３６に転写される。
【００１９】
トナー画像形成のタイミングに対応して、手差し給紙手段５５、もしくは、用紙Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは、用紙Ｐが給送され、所定の搬送ローラにより搬送され、タイミングローラ５１によって転写ベルト上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に送り出される。
【００２０】
転写領域において、転写ベルト３６の表面に形成されたトナー画像は、第２転写手段３７により用紙Ｐに転写される。転写されたトナー画像を担持した用紙Ｐは、転写ベルト３６の表面から分離し、定着装置７に送られる。
【００２１】
定着装置７において、トナー画像を担持した前記用紙Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とにより加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が用紙Ｐに定着されて、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。
【００２２】
なお、用紙Ｐを表裏反転して排紙台６４に排出する場合には、切換ガイド６２により、用紙Ｐを排紙再給紙手段６に導き、用紙Ｐをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。
【００２３】
また、用紙Ｐの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた用紙Ｐを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。
【００２４】
一方、用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた転写ベルト３６表面は、クリーニング手段３８により残留トナーが除去されて次なる画像の転写に向けての準備がなされる。
【００２５】
図２は、カラー画像形成装置Ｇの制御関係を示すブロック図である。
【００２６】
制御手段ＣはＣＰＵ、メモリＭを始め、図に記されてはいないが演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路等を有するコンピュータシステムであり、図示の各手段、又は装置とは対応するＩ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路にて接続されている。
【００２７】
また、制御手段Ｃによる制御は、メモリＭに格納されている所定のプログラムが実行されることによりなされる。
【００２８】
自動原稿送り装置ＡＤＦにも、制御手段Ｃに比較して規模は小さいが、ＣＰＵを中心とした同様な制御手段が設けられており、制御手段Ｃとは、通信手段Ｒにて接続されている。
【００２９】
なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックの記載が省略されている。
【００３０】
図３は、カラー画像形成装置における公知の露光装置の光学系の概念を示す上面図である。また、図４は側面図である。
【００３１】
図３、図４で示す露光装置は、レーザダイオードによる光源であるレーザ光源ＬＤ１〜４、ビーム形成手段ＣＭ１〜４、走査用レンズであるｆθレンズＦＴ、複数のシリンドリカルレンズＣＹ１〜５、回転多面鏡ＰＲ、ミラーＤＭ１〜３、その他の複数のミラーＭＲ等から構成される。
【００３２】
レーザダイオードＬＤ１〜４から出射された各レーザ光は、コリメータ、スリット等から構成される公知の技術手段であるビーム形成手段ＣＭ１〜４により所定の径の光束であるレーザビームとなり、ミラーＤＭ１〜３によって回転多面鏡ＰＲに導かれる。なお、ミラーＤＭ１〜３は、各ビームの光路を妨害することがないように図３の奥行き方向にずれて配置されている。回転多面鏡ＰＲの鏡面にて反射したレーザビームは走査用レンズであるｆθレンズＦＴによって感光体３２表面でのレーザビームの走査速度が等速になるように光学的に処理される。シリンドリカルレンズＣＹ１はレーザビームの径を回転多面鏡ＰＲの鏡面にて最小にするために、また、シリンドリカルレンズＣＹ２〜５はレーザビームを感光体３１の所定の走査位置に導き、且つ走査面にてビーム径を最小にするために用いられる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、レーザ光源ＬＤ１はイエロー画像（Ｙ）の形成に、そしてＬＤ２はマゼンタ画像（Ｍ）、ＬＤ３はシアン画像（Ｃ）、ＬＤ４はブラック画像（Ｋ）の形成に対応している。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態である露光装置を説明する。
【００３５】
図５は、本発明による露光装置を説明する概念図（上面図）であり、図６は概念図（側面図）である。
【００３６】
図に示すように、レーザビームは５つのレーザ光源ＬＤ１〜５から出力され、すでに図３、及び図４を基に説明したような光学系にて感光体３１の走査面に導かれる。
【００３７】
第１のレーザ光源であるレーザ光源ＬＤ１〜４は、各々、上述の露光装置と同じくＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成に使用される。第２のレーザ光源であるレーザ光源ＬＤ５は、ＬＤ４と同じくＫの画像形成に使用されるものである。
【００３８】
本実施の形態においては、レーザ光源ＬＤ１〜４から出射されたレーザビームにより各感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋが走査され、画像形成手段３によってトナー現像され、転写ベルト３６にカラー画像が形成される。しかしながら、モノクロ画像を出力する場合には、レーザ光源ＬＤ５から出力されたレーザビームのみにより感光体３１Ｋが走査され画像形成手段３によってトナー現像され、転写ベルト３６にモノクロ画像が形成される。
【００３９】
レーザ光源ＬＤ５から出力されたレーザ光はビーム形成手段ＣＭ５によって、レーザ光源ＬＤ１〜４から出射されビーム形成手段ＣＭ１〜４により作られるレーザビームよりも、ビーム径が小さくなるようにビーム形成される。その結果、感光体３１Ｋは、レーザ光源ＬＤ４によるレーザビームよりもビーム径の細いレーザビームにより走査されることとなり、より高解像度の高い潜像形成が可能となる。
【００４０】
これは、特に、テキスト、特に細線を含む文字フォントの画像形成に効果のあるもので、切れが良く、見栄えがする文字が出力される。即ち、カラー画像形成装置を一般的なオフィスで使用する場合、最も使用頻度の高いモノクロのテキストを出力が高品位になる効果をもたらす。
【００４１】
なお、上述した露光装置では、レーザ光源ＬＤ４、及びレーザ光源ＬＤ５から出射されビーム形成された二つのレーザビームは、ダイクロイックミラーＤＭ４により一つの光路を進むことになるが、ダイクロイックミラーＤＭ４の反射率と透過率の関係は、一方を上げれば他方が下がるという関係にあることから、レーザ光源ＬＤ４からのレーザビームの反射率を上げると、レーザ光源ＬＤ５からのレーザビームの透過率が低くなり、レーザ光源ＬＤ５からのレーザビームの透過率を上げるとレーザ光源ＬＤ４からのレーザビームの反射率が低くなる。
【００４２】
このような、状況を改善するために、レーザ光源ＬＤ４とレーザ光源ＬＤ５から出力されるレーザ光の偏光方向が９０度異なるようにレーザ光源を配置して、ダイクロイックミラーＤＭ４の代わりに偏光ビームスプリッタを用いてレーザ光源ＬＤ４からのレーザビームの反射率を上げ、レーザ光源ＬＤ５からのレーザビームの透過率を上げるように構成してもよい。
【００４３】
図７は、レーザ光源ＬＤ１〜５の選択の流れを示すフローチャートである。
【００４４】
カラー画像形成装置Ｇの操作表示手段４によりジョブの設定がなされ、スタートボタンが押されると、先ず、出力する頁がモノクロ画像であるか、カラー画像であるかの判定がなされる（ステップＳ１）、当該の頁がモノクロ画像である場合には、高解像度のモノクロ画像の形成に対応できるレーザ光源ＬＤ５が選択され、所定の走査露光が行われる（ステップＳ２）。当該の頁がカラー画像である場合にはＬＤ１〜４が選択され、所定の走査露光が行われる（ステップＳ３）
以上説明したように、このような露光装置を備えたカラー画像形成装置は、カラー画像形成装置であっても高解像度のモノクロ画像を出力させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】カラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】カラー画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。
【図３】公知の露光装置の概念図（上面図）である。
【図４】公知の露光装置の概念図（側面図）である。
【図５】本発明の露光装置の概念図（上面図）である。
【図６】本発明の露光装置の概念図（側面図）である。
【図７】レーザ光源の選択の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１  画像読み取り手段
２  露光装置
３  画像形成手段
Ｃ  制御手段
ＣＭ１〜５  ビーム形成手段
ＤＭ１〜３  ミラー
ＤＭ４  ダイクロイックミラー
ＦＴ  ｆθレンズ（走査用レンズ）
Ｇ  カラー画像形成装置
ＬＤ１〜５  レーザ光源
ＰＲ  回転多面鏡
【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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