(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多面鏡の回転によって光を偏向走査させる光偏向器を備えた光走査装置が複数配置された画像形成装置であって、
前記複数の光走査装置のうち特定の光走査装置を構成する光偏向器の回転負荷が、他の光走査装置を構成する光偏向器の回転負荷よりも小さい低負荷光偏向器とされ、
前記低負荷光偏向器を構成する回転多面鏡の面数が、他の光偏向器を構成する回転多面鏡の面数よりも多いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記低負荷光偏向器が、白黒モード時に使用される光偏向器であることを特徴する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記低負荷光偏向器の回転多面鏡の内接円径が、他の光偏向器の回転多面鏡の内接円径よりも小さくされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記低負荷光偏向器を備えた光走査装置の光学系がオーバーフィルド光学系とされ、他の光偏向器を備えた光走査装置の光学系がアンダーフィルド光学系とされていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
カラーモード時には同一の画像情報に対して複数回の書き込みを行い、白黒モード時には単一の書き込みを行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
白黒モード時のプロセススピードが、カラーモード時のプロセススピードよりも速く設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光走査装置を備えた画像形成装置に関し、具体的には、例えば、いわゆるレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザ複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置はカラー化の傾向にあり、かつ画像形成の高速化が求められている。このため、図７及び図８に示すように、複数の光走査装置を備えた構成の画像形成装置１１２が用いられることがある。
【０００３】
この画像形成装置１１２はいわゆるタンデム方式あるいはタンデム型と称されるものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応した４つの光走査装置（光学系）１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋをそれぞれ備えているため高速化に適している。これらの光走査装置１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋでは、回転多面鏡１２４Ｙ、１２４Ｍ、１２４Ｃ、１２４Ｋによって偏向走査された光ビームが、結合光学素子群１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋ及び反射ミラー１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋによって感光体１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋ上に照射される。このような光走査装置１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋでは通常、回転多面鏡１２４Ｙ、１２４Ｍ、１２４Ｃ、１２４Ｋを回転駆動するためのクロックとしては、色ずれ防止のために単一のクロックを光走査装置１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外部から入力させ、各色の回転数を共通にするのが一般的である。
【０００４】
また、このような光走査装置を構成する各部品は通常、電気的な共通性と光学的な共通性を持たせるために共通化されることが一般的である。
【０００５】
ところで、画像形成装置の実際の使用状況では、単色モード（特に白黒モード）において、１枚目の用紙排出までの時間を短くしたいという要求がある。従来の画像形成装置１１２等では、光走査装置１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋが同一構成とされているため、白黒モード時のみ画像形成のプロセススピードを高く設定し、それに応じて回転多面鏡１２４Ｙ、１２４Ｍ、１２４Ｃ、１２４Ｋの回転速度を上げるといった手段をおこなっている。しかし、それに応じて、回転多面鏡１２４Ｙ、１２４Ｍ、１２４Ｃ、１２４Ｋの立ち上がり時間（停止から定常回転に達するまでの時間）が長くなり、消費電力が多くなったり、騒音が大きくなったりする。
【０００６】
このような不都合を解消するために、近年いくつかの提案がなされてきている。
【０００７】
たとえば、特開平５−３３６３３１号公報では、複数の光ビームを備えた光走査装置において、単色モード時はプロセススピードを高く切り替えるとともに、使用する光ビームの本数を増やすといった方式が提案されている。
【０００８】
また、特開２０００−２８０５２３号公報では、タンデム型の光走査装置において、図９に示されるように、白黒モード時は、カラーモード時よりも使用する光ビームの本数を増やすという提案がなされている（この公報記載の実施例では、カラーモードでは図９（Ａ）に示すように、各光走査装置においてビームを各１本とし、白黒モードでは、図９（Ｂ）に示すように、ブラック色に対応した光走査装置のみを動作させ、ビームを２本としている）。これにより、白黒モード時のプロセススピードを高くすることが可能になる。また、白黒モード時のプロセススピードをカラーモード時と同じに設定すれば、白黒モード時はカラーモード時の倍の解像度で書き込みが可能となる。
【０００９】
しかしながら、いずれの公報に記載の構成でも、単色モードで使用する回転多面鏡とカラーモードで使用する回転多面鏡は同じであるため、単色モード時の回転数とカラーモード時の回転数は同じになる。つまり回転多面鏡が停止から定常回転に達するまでの立ち上がり時間は同じになる。ところが、現実的な用紙排出時間には、たとえば使用者が画像形成開始の指示を画像形成装置に与えてから、画像形成装置が１枚目の用紙に画像形成を開始するまでの時間も含まれるため、回転多面鏡の立ち上がり時間が同じということは、排出する枚数が少ない場合はその時間が支配的となり、プロセススピードを高速化した効果が出にくいことになる。すなわち、上記したいずれの公報の構成であっても、少数枚の用紙に画像を形成するときなどは、画像形成に要する時間を短縮する効果が小さい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事実を考慮し、単色モード時において、高速で画像形成することが可能な画像形成装置を得ることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、回転多面鏡の回転によって光を偏向走査させる光偏向器を備えた光走査装置が複数配置された画像形成装置であって、前記複数の光走査装置のうち特定の光走査装置を構成する光偏向器の回転負荷が、他の光走査装置を構成する光偏向器の回転負荷よりも小さい低負荷光偏向器とされ、前記低負荷光偏向器を構成する回転多面鏡の面数が、他の光偏向器を構成する回転多面鏡の面数よりも多いことを特徴とする。
【００１２】
この画像形成装置では、光走査装置が複数配置されているので、例えば、各光走査装置ごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した画像情報を走査させることで、いわゆるフルカラーの画像を形成することができる。
【００１３】
また、複数の光走査装置のうち特定の光走査装置を構成する光偏向器は、低負荷光偏向器とされており、その回転負荷が、他の光走査装置を構成する光偏向器の回転負荷よりも小さくなっている。したがって、低負荷光偏向器は、停止から定常回転に達するまでの時間（立ち上がり時間）が短くなる。これにより、低負荷光偏向器を備えた画像形成装置によって形成される画像の用紙排出時間、特に、ファーストプリントタイム（１枚目の用紙を排出するまでの時間）を短くし、生産性を向上させることが可能になる。特に、低負荷光偏向器を構成する回転多面鏡の面数は、他の光偏向器を構成する回転多面鏡の面数よりも多くなっている。これにより、回転多面鏡の回転によって生じる振動の成分にばらつきが生じるので、その振動によって生じる音の成分にもばらつきが生じる（これを、「音がばらける」と称することがある）。この結果、すべての回転多面鏡で発生する音全体としては、静かに聞こえる。また、特定の回転多面鏡の面数を増やすだけの簡単な構成で、特定の光偏向器を低負荷光偏向器とすることができる。
【００１４】
複数の光走査装置のそれぞれの光偏向器のうち、どの光走査装置の光偏向器を低負荷光偏向器とするかは、画像形成装置の種類や実際の使用状況を考慮して決めることができるが、一般的なフルカラーの画像形成装置では、単色モードが白黒モードであることが多い。したがって、請求項２に記載のように、低負荷光偏向器が、白黒モード時に使用する光偏向器であるように画像形成装置を構成すると、白黒モード時のファーストプリントタイムを短くすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記低負荷光偏向器の回転多面鏡の内接円径が、他の光偏向器の回転多面鏡の内接円径よりも小さくされていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、低負荷光偏向器では、他の光偏向器よりも回転多面鏡が小型化されていることになり、慣性モーメントが小さくなるので、立ち上がり時間が短くなる。しかも、特定の回転多面鏡の内接円径を小さくするだけの簡単な構成で、低負荷光偏向器とすることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記低負荷光偏向器を備えた光走査装置の光学系がオーバーフィルド光学系とされ、他の光偏向器を備えた光走査装置の光学系がアンダーフィルド光学系とされていることを特徴とする。
【００２２】
このように、低負荷光偏向器を備えた光走査装置の光学系をオーバーフィルド光学系とした場合、例えば、回転多面鏡に入射するレーザビームのビーム幅を変更することなく、回転多面鏡の面の幅を小さくする構成を採用することができる。そして、低負荷光偏向器の回転多面鏡の面幅を小さくすることで、その面数を多くすることができる。また、低負荷光偏向器の回転多面鏡の面数を多くすると共に、その内接円径を小さくすることも可能になる。
【００２３】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、カラーモード時には同一の画像情報に対して複数回の書き込みを行い、白黒モード時には単一の書き込みを行うことを特徴とする。
【００２４】
これにより、カラーモード時には高画質の画像を形成することができ、白黒モード時には、高速で画像形成することが可能になる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、白黒モード時のプロセススピードが、カラーモード時のプロセススピードよりも速く設定されていることを特徴とする。
【００２６】
これにより、白黒モード時に、高速で画像形成することが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の一実施形態の画像形成装置１２の概略構成が示されている。
【００２８】
この画像形成装置１２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した４つの光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを備えており、フルカラーの画像を形成することが可能とされている。
【００２９】
それぞれの光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、図示しないレーザビーム光源、光偏向器１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ、結像光学素子群１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ、反射ミラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ及び感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを備えている。なお、図面では、結像光学素子群１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋとしてｆ−θレンズを図示しているが、実際の光走査装置では、必要に応じて各種のレンズやミラーが適切に配置されている。
【００３０】
光偏向器１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋはそれぞれ回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを備えており、これらは、図示しないシャフトに対して軸受により回転可能に装着され、同じく図示しないモータによって一定速度で回転するようになっている。
【００３１】
レーザビーム光源はそれぞれ、図示しない制御装置によって制御され、画像情報に応じた各色ごとのレーザビームを出射するようになっている。レーザビーム光源から出射されたレーザビームは回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの回転によって偏向走査され、さらに、結像光学素子群１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ及び反射ミラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを経て、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面で結像される。なお、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋも、図示しない制御装置によってその回転を制御され、少なくとも画像形成時には所定の回転数（角速度）で回転するようになっている。
【００３２】
画像形成装置１２は、それぞれの感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに対応した現像器（図示省略）と、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋのすべてに接触するように配置された無端状の転写ベルト（図示省略）を有している。感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面に結像されたレーザビームによって形成された静電潜像に対し、現像器によってトナーが付着されて顕在化（可視化）される。そして、トナーが転写ベルトに転写されたのち、転写ベルト上を搬送される用紙に再転写される。最後に、用紙上のトナーが定着器（図示省略）によって定着され、所望の画像が形成された状態で、画像形成装置１２の外部に排出される。
【００３３】
ここで、図２からも分かるように、本実施形態の画像形成装置１２では、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色に対応した光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃの回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の面数（本実施形態ではいずれも６面）に対し、ブラック色に対応した光走査装置１４Ｋの回転多面鏡２４Ｋはそれよりも多い数（本実施形態では１２面）とされている。このように、回転多面鏡２４Ｋの面数を回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの面数よりも多くしたので、相対的に回転多面鏡２４Ｋは回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃよりも平面視したときに円形に近い形状となり、回転時の空気抵抗が小さくなっている。
【００３４】
また、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの厚みは同一とされているが、図３から分かるように、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの内接円径Ｄ１（本実施形態ではφ３４ｍｍ）に対し、回転多面鏡２４Ｋの内接円径Ｄ２（本実施形態ではφ２５ｍｍ）はこれより小さくされている。これにより、回転多面鏡２４Ｋの慣性モーメントが、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの慣性モーメントよりも小さくなっている。
【００３５】
図４には、回転多面鏡の内接円径と風損との関係が、鏡面の面数ごとに示されている。このグラフから分かるように、回転多面鏡の鏡面の面数が多くなるほど、風損は小さくなることが分かる。また、鏡面の面数が同じ回転多面鏡では、内接円径が小さくなるほど、風損が小さくなっていることが分かる。本実施形態では、鏡面の面数を多くすることに加えて、内接円径を小さくすることで、回転多面鏡２４Ｋの回転負荷を、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの回転負荷よりも小さくしている。
【００３６】
なお、このように、回転多面鏡２４Ｋを回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃよりも小径で、且つ多面としたことで、回転多面鏡２４Ｋの鏡面の幅Ｗ２が、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の幅Ｗ１よりも狭くなっている。本実施形態では、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋはいずれも同一構成のレーザビーム光源を備えているので、レーザビームの幅は同一となる。したがって、レーザビームの幅として、Ｗ２より大きくＷ１よりも小さくなるようにすることで、光走査装置１４Ｋではいわゆるオーバーフィルド光学系、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃではいわゆるアンダーフィルド光学系となる。
【００３７】
以上のような概略構成とされた本実施形態の画像形成装置１２では、いわゆるフルカラーの画像形成（カラーモード）と、白黒の画像形成（白黒モード）の双方を行うことができる。
【００３８】
カラーモード時、すなわち、フルカラーの画像を形成する場合には、すべての光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを動作させ、４色のそれぞれに対応した静電潜像を感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ上に形成する。そして、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋのそれぞれにおいて、対応する色のトナーが付着された後、このトナーが転写ベルトを経て用紙上で重ね合わされて、用紙上に所望のカラー画像が得られる。
【００３９】
白黒モード時、すなわち、白黒の画像を形成する場合には、ブラックに対応した光走査装置１４Ｋのみを動作させる。これにより、ブラックに対応した感光体２２Ｋ上にのみ静電潜像が形成され、これに対応するブラックのトナーが付着された後、転写ベルトを経て用紙に転写され、用紙上に所望の白黒画像が得られる。
【００４０】
ここで、本実施形態の画像形成装置１２では、上記したように、回転多面鏡２４Ｋの慣性モーメントが回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの慣性モーメントよりも小さくされており、且つ、回転時の空気抵抗も、回転多面鏡２４Ｋが回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃより小さくなっている。このため、回転多面鏡２４Ｋを回転させるときの負荷は、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃを回転させるための負荷よりも小さくなり、相対的に、停止から所定回転数（角速度）に達するまでの立ち上がり時間を短縮することが可能になっている。
【００４１】
また、回転多面鏡２４Ｋの鏡面の数が回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の数よりも多いので、例えば、カラーモード時と白黒モード時とで同一のプロセススピードとする場合には、回転多面鏡２４Ｋの回転数が回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの回転数よりも少なくなる。これによっても、停止から所定回転数に達するまでの時間（立ち上がり時間）が短縮される。
【００４２】
特に、画像形成を行う用紙の枚数が少ない場合には、画像形成装置１２の駆動から、１枚目の用紙が排出されるまでの時間（ファーストプリントタイム）が、すべての用紙に対する画像形成の時間に対して支配的になる。本実施形態の画像形成装置１２では、白黒モード時に、より短かい時間で回転多面鏡２４Ｋを所定回転数に到達させることが可能であるので、すべての用紙の対する画像形成の時間も、大きく短縮することができる。
【００４３】
また、本実施形態の画像形成装置１２では、白黒モード時に、より小さな負荷で回転多面鏡２４Ｋの回転数を高く設定し、プロセススピードを高くすることも可能である。したがって、画像形成を行う用紙の枚数が多い場合には、プロセススピード高くすることで、すべての用紙の対する画像形成の時間も、大きく短縮することができる。
【００４４】
特に、いわゆるコピー時においては、通常使用者が原稿を画像形成装置１２の読取部にセットし、画像形成の指示を画像形成装置１２に与えてから用紙の排出が終了するまで、画像形成装置１２の近傍で待っていることが多いが、このような場合に用紙の排出速度を高くするのはもちろんのこと、１枚目の用紙が排出されるまでの時間を短縮することができ、短時間で画像形成を行うという点で、本実施形態の画像形成装置１２が有効であることがわかる。
【００４５】
なお、本実施形態の画像形成装置１２では、画像の書き込み方法を、カラーモード時と白黒モード時とで切り替えることによって、カラーモードでの高画質化と、白黒モード時の画像形成速度向上とを両立させることも可能である。たとえば前述のように、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃの光学系をいわゆるアンダーフィルド光学系、光走査装置１４Ｋの光学系をいわゆるオーバーフィルド光学系とした構成において、さらにカラーモード時には同一の画像情報に対し高品質の画像を得るために複数回のレーザ書き込みを行う多重書き込みを行い、白黒モード時には画質形成速度を優先させるために単一の書き込みをおこなうようにする。これにより、たとえば回転多面鏡２４Ｋの鏡面の面数が１２、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の面数が６の構成で、カラーモード時には２回のレーザ書き込み、白黒モード時には１回のレーザ書き込みを行うようにすると、白黒モード時の回転多面鏡２４Ｋの回転数は、カラーモード時に対して１／４の回転数で済む。したがって、回転多面鏡２４Ｋの回転負荷が小さいことに加えて、低い回転数で回転させればよいので、さらに画像形成を高速化することができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１２では、白黒モード時に、用紙の枚数の多少に関わらず、高速で画像を形成することができる。
【００４７】
なお、本実施形態の画像形成装置１２では、回転多面鏡２４Ｋの慣性モーメントが相対的に小さく、且つ回転時の空気抵抗も相対的に小さいので、定常回転に到達させるためのエネルギー及び、定常回転を維持するためのエネルギーのいずれも少なくなる。このため、回転多面鏡２４Ｋの回転に要する消費電力を少なくすることも可能となる。
【００４８】
また、回転多面鏡２４Ｋの回転時の空気抵抗が小さいので、いわゆる風切り音も小さくなり、低騒音となる。
【００４９】
さらに、回転多面鏡２４Ｋの回転数を低くすることで、この回転多面鏡２４Ｋを回転可能に支持している軸受に対する負荷も小さくなり、例えば、軸受部分での発熱量を少なくすることが可能になる。一般に、回転多面鏡用の軸受としては、玉軸受やオイル軸受、焼結含油軸受などの潤滑流体軸受が用いられることが多いが、この場合には、潤滑流体の流速も小さくなるので、軸受の寿命を長くすることができる。特に光走査装置１４Ｋだけは白黒モード、カラーモードともに使用されるので、他の光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃに対し長寿命化が要求されるが、このような場合でも、何ら問題なく対応できる。
【００５０】
また、上記説明では、ブラック色に対応した回転多面鏡２４Ｋを他の回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃよりも小径で、且つ面数を多くすることで、回転の負荷を小さくした例を挙げたが、特定の回転多面鏡の回転負荷を小さくするための構成は、これに限定されない。
【００５１】
例えば、図５に示すように、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの外径寸法は同一とし、回転多面鏡２４Ｋの鏡面の面数のみを、他の回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の面数より多くすることでも、回転負荷を小さくすることができる（図５では一例として、回転多面鏡２４Ｋの鏡面の面数８、他の回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の面数を６としている）。この構成において、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのそれぞれの光学的性能を略同一にするためには、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの外接円径を略同一にする必要があるが、これにより、回転多面鏡２４Ｋの内接円径が、他の回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの内接円径よりも大きくなる。しかし、このような場合であっても、回転多面鏡２４Ｋの鏡面の数が多い分、同一のプロセススピードを得るために、その回転数を低くすることが可能になる。しかも、回転多面鏡２４Ｋを平面視した形状がより円に近づくことで回転時の空気回転が少なくなる。これらにより、白黒モード時の立ち上がり時間を短くすると共に、消費電力を少なくすることが可能になる。
【００５２】
回転多面鏡２４Ｋと回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃとで、鏡面の面数を互いに異なる数としてもよい。たとえば、図６に示す例では、回転多面鏡２４Ｋの鏡面の面数を９とし、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の面数を８としている。あるいは、回転多面鏡２４Ｋの鏡面の面数を９とし、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃの鏡面の面数を４としてもよい。このように、回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋのうち、少なくとも１つの回転多面鏡の鏡面の面数を、他の回転多面鏡と異なるように構成すると、回転多面鏡の回転によって生じる振動の成分にばらつきが生じるので、その振動によって生じる音の成分にもばらつきが生じる（これを、「音がばらける」と称することがある）。この結果、すべての回転多面鏡で発生する音全体としては、静かに聞こえるので、好ましい。
【００５３】
また、回転多面鏡の面数は変更することなく、その内接円径を小さくすることによっても、慣性モーメントを小さくし、回転の負荷を少なくすることができる。この場合、単純に内接円径を小さくすると、一般的には感光体上のビーム径が大きくなるため画質に影響を及ぼすことが考えられる。したがって、カラー画像及び白黒画像の双方において、画像形成速度よりも画質を優先させて画像形成を行う場合には不向きであるが、たとえばカラー画像は画質優先させ、白黒画像は生産性（画像形成速度）を優先させた画像形成装置などには有効な手段である。このように、単純に回転多面鏡の回転負荷を減らすのではなく使用目的に応じて内接円径を選択することが好ましい。
【００５４】
なお、一般に、回転多面鏡の内接円径を小さくすると慣性モーメントも小さくなるため、例えば、図１に示す画像形成装置１２において、すべての回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを小径化することも考えられる。しかしながら、たとえばカラーの画像を形成する場合、内接円径の小さい回転多面鏡を使用した構成では、それぞれの回転多面鏡の慣性が小さいので、却って回転精度を向上させることが困難になり、いわゆる色ずれが発生してしまうおそれが生じる。このため、ブラック色に対応した回転多面鏡２４Ｋのみ、内接円径が小径のものを採用し、他の回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃは、内接円径が相対的に大径のものを採用すると、白黒モード時には画像形成速度向上と、カラーモード時の画質向上の双方の効果を奏するので、画像形成装置としてのバランスは良いものになり、好ましい。
【００５５】
また、カラーモードの場合、原理的にはイエロー、マゼンタ及びシアンの各色のみ使用することで画像形成は可能であるが、実際にはこれらの色のトナー消費量をなるべく抑えるためなどの理由でＫ色を使用していることが多い。したがって、カラーモードにおいては、ブラック色の画質への寄与は小さく、この点においてブラック色に対して求められる光学性能は、他の色に対して求められる光学特性よりも低い場合が多い。このような観点からも、ブラック色に対応する回転多面鏡２４Ｋのみ小径化し、回転負荷を小さくする意義がある。
【００５６】
さらに、特定の回転多面鏡の回転負荷を小さくするための構成としては、回転多面鏡自体の形状を変更するものに限定されない。たとえば、回転多面鏡２４Ｋの形状は回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃと同一とし、回転多面鏡２４Ｋのみ、その周囲に、回転多面鏡２４Ｋの回転時の空気の流れを制御する整流部材を設けた光偏向器としてのよい。このような整流部材としては、回転多面鏡２４Ｋの周囲を取り囲むようにして取り付けられるカバーなどを挙げることができる。
【００５７】
また、回転負荷を小さくしたい特定の光偏向器のみ、他の光偏向器と異なる軸受構造を採用する構成でもよい。たとえば、ブラック色に対応した光偏向器１６Ｋの軸受として空気軸受を採用し、他の色に対応した光偏向器１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの軸受としては、オイル動圧や焼結含油軸受、玉軸受などの潤滑流体軸受を採用しても良い。この構成では、相対的に動作時間の長い光偏向器１６Ｋの消費電力を少なくすることができる。また、光偏向器１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの長寿命化を図ることも可能となる。
【００５８】
上記説明では、単色モードとして白黒モードを想定し、ブラック色に対応した光偏向器１６Ｋを他の光偏向器１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃよりも回転負荷の小さい低負荷光偏向器とした例を挙げたが、単色モードとしては白黒モードに限定されない。一般的な画像形成装置では、単色モードとして白黒モードが設定されることが多いが、画像形成装置１２の用途等によっては、他の色が単色モードの色に設定されることもあり得る。したがって、必要に応じて、光偏向器１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋのいずれかを、他の回転多面鏡よりも小径で、且つ鏡面の数を多くするように構成すればよい。
【００５９】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
【００６０】
本実施例では、上記実施形態の画像形成装置１２を使用して、用紙上に画像形成を行い、白黒モード時のいわゆる立ち上がり時間と、回転多面鏡２４Ｋ（鏡面の面数が１２、内接円径がφ２５ｍｍ）の回転時の電流及び騒音について測定した。
【００６１】
また、比較例として、ブラック色に対応した回転多面鏡の鏡面の数を６、内接円径をφ３４ｍｍ（したがって、実質的に回転多面鏡２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃと同一形状）とした以外は画像形成装置１２と同一構成とされた画像形成装置を用意し、同じくブラック色に対応した回転多面鏡の回転時の電流及び騒音について測定した。
【００６２】
画像形成装置それぞれのプロセススピードは、白黒モード時で４４０ｍｍ／ｓ、カラーモード時で２２０ｍｍ／ｓとし、それぞれの白黒モード時の回転多面鏡の回転数は、１３０００／ｍｉｎとした。なお、比較例の画像形成装置では実施例の画像形成装置１２と比較して、回転多面鏡の鏡面の数が１／２になっているが、レーザビームの本数を実施例の２倍にすることで、同一の回転数であっても、実施例と同一のプロセススピードが得られるようにしている。
【００６３】
結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
0004058975.tif 000002
表中、「騒音」とは、単体の回転多面鏡の２００ｍｍ上方での測定値である。
【００６５】
この表から分かるように、本実施例では、いわゆる立ち上がり時間が比較例の約１／２になっている。特に、画像形成する用紙の枚数が少ない場合には、すべての用紙に画像を形成するまでの総時間に対して、立ち上がり時間の占める割合が相対的に大きい。したがって、本実施例では、画像形成する用紙の枚数が少ない場合に特に、短時間ですべての用紙に画像を形成することができる。
【００６６】
また、本実施例では電流値も比較例より少なくなっていることが分かるので、より少ない消費電力で画像形成を行うことが可能になっている。さらに、騒音に関しても、本実施例では比較例よりも低くなっている。
【００６７】
なお、本実施例では、回転多面鏡２４Ｋの回転負荷が小さいので、比較例の回転多面鏡よりも、少ない消費電力で、高速回転させることもできる。これにより、白黒モードでのプロセススピードを高め、特に用紙の枚数が多い場合に、短時間ですべての用紙に画像を形成することができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、単色モード時において、高速で画像形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】  本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図３】  本発明の一実施形態の画像形成装置に使用される回転多面鏡を示す平面図であり、（Ａ）はブラックに対応した回転多面鏡、（Ｂ）はブラック以外の色に対応した回転多面鏡である。
【図４】  回転多面鏡の内接円径と風損との関係を回転多面鏡の鏡面の面数ごとに示すグラフである。
【図５】  本発明の一実施形態の変形例に係る画像形成装置の概略構成を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図６】  本発明の一実施形態のさらに別の変形例に係る画像形成装置の概略構成を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図７】  従来の画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。
【図８】  従来の画像形成装置の概略構成を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図９】  従来の画像形成装置における画像形成の方法を示す説明図であり、（Ａ）はカラーモード時、（Ｂ）は白黒モード時である。
【符号の説明】
１２    画像形成装置
１４Ｙ  光走査装置
１４Ｍ  光走査装置
１４Ｃ  光走査装置
１４Ｋ  光走査装置
１６Ｙ  光偏向器
１６Ｍ  光偏向器
１６Ｃ  光偏向器
１６Ｋ  光偏向器（低負荷光偏向器）
２４Ｙ  回転多面鏡
２４Ｍ  回転多面鏡
２４Ｃ  回転多面鏡
２４Ｋ  回転多面鏡
【図１】
0004058975.tif 000003
【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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【図９】
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