JP2011158618A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチビーム機において、装置内の環境条件の変化を原因とする副走査方向の等倍度ずれを補正する。
【解決手段】露光装置１２４は、画像データに応じた光を発光する複数のレーザダイオード（ＬＤ）４９−１〜４９−４（発光部）と、ＬＤ４９−１〜４９−４の副走査方向ピッチを可変させるステッピングモータ４５（ピッチ可変機構）と、を有し、帯電装置１２３により帯電された感光体ドラム１２１にＬＤ４９−１〜４９−４が発光する光を走査して静電潜像を形成する。ピッチ制御部３１２は、温度センサ７０（環境条件検出部）が検出した中間転写ベルトの温度（画像形成装置１の内部の環境条件）に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、ステッピングモータ４５に、当該決定した副走査方向ピッチでＬＤ４９−１〜４９−４の前記副走査方向ピッチを可変させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の発光部から発光される光を感光体に走査して画像形成を行うマルチビーム方式の画像形成装置に関し、特に、副走査方向の等倍度ずれを補正する技術に関する。

中間転写ベルトを用いた二次転写方式により記録紙への画像形成を行う画像形成装置では、温度変化等に伴う中間転写ベルトの伸縮等により、予定したサイズとは異なるサイズの画像が前記記録紙に形成される、いわゆる等倍度ずれが生じる場合がある。例えば、前記中間転写ベルトの温度が上昇すると、当該中間転写ベルトが膨張して当該中間転写ベルトの表面に転写されているトナー像が伸張し、原稿サイズよりも拡大されたサイズの画像が前記記録紙に形成される。

従来、前記等倍度ずれを補正するために、例えば特許文献１に開示されている画像形成装置では、転写搬送装置の速度情報を元に転写搬送装置の副走査倍率誤差を検知し、該検知した副走査倍率誤差の補正量を算出し、該算出した補正量を元に副走査倍率誤差を低減するように前記転写搬送装置の駆動速度を可変させる制御を行っている。

また、近年、画像形成処理を高速化するために、露光装置として複数のレーザダイオード（以下、ＬＤという）を備えたマルチビーム露光装置を採用した画像形成装置（以下、マルチビーム機という）が広く利用されている。一般に、前記露光装置は、ＬＤから射出されたレーザビーム光を、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等から構成される光学部材を通過させて感光体表面に走査する。前記レーザビーム光は、前記ポリゴンミラーの回転により前記感光体表面に等速走査され（主走査）、前記感光体の回転により当該感光体表面の副走査方向に等速走査される。マルチビーム機は、当該感光体表面の副走査方向に一度に走査されるレーザビーム光の本数が増加するので、１本のレーザビーム光を用いて走査する場合に比べ、ポリゴンミラーの回転数を上げることなく感光体表面の走査および静電潜像の形成を迅速に行うことができる。

特開２００６−２５９１７３号公報

従来のマルチビーム機は、各ＬＤから射出されるレーザビーム光間のビームピッチが通常固定されているため、特許文献１に開示されているような従来の方式では、副走査方向における前記等倍度補正を行うことができないという問題がある。

また、副走査方向へのビームピッチ調整を可能としたマルチビーム機も提案されているが、このようなマルチビーム機においては、温度変化等の周囲環境の変化に伴う中間転写ベルト等の伸縮を原因とする副走査方向の等倍度ずれの補正と前記ビームピッチの調整とはリンクされていなかった。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、マルチビーム方式の画像形成装置において、装置内の環境条件の変化を原因とする前記副走査方向の等倍度ずれを補正することを目的とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電装置と、
画像データに応じた光を発光する複数の発光部と、当該複数の発光部間の副走査方向ピッチを可変させるピッチ可変機構とを有し、帯電された前記感光体に前記複数の発光部が発光する光を走査して静電潜像を形成する露光装置と、
前記感光体に形成された静電潜像をトナーにより顕像化して、当該感光体にトナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置により生成された前記感光体上の前記トナー像を記録紙に転写する転写装置と、
当該画像形成装置内部の環境条件を検出する環境条件検出部と、
前記環境条件検出部が検出した前記環境条件に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させるピッチ制御部と、を備える。

請求項１に係る発明によれば、前記ピッチ制御部は、前記環境条件検出部が検出した前記環境条件に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させるので、いわゆるマルチビーム機において副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となる。

なぜならば、画像形成装置内部の温度や湿度等の装置内の環境条件に応じて中間転写ベルトや二次転写ローラ等が伸縮すること等により、副走査方向の等倍度ずれが発生するところ、当該環境条件に応じて前記複数の発光部間の副走査方向ピッチを可変させることが可能となり、もって、副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となるからである。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に係る画像形成装置において、前記転写装置は、複数のローラ間に前記副走査方向へ無端走行可能に張架され、前記感光体に形成された前記トナー像が外周面に転写される中間転写ベルトを有し、前記環境条件検出部は、前記中間転写ベルトの温度を検出する温度検出部であって、前記ピッチ制御部は、前記温度検出部が検出した前記温度に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる。

請求項２に係る発明によれば、前記ピッチ制御部は、前記温度検出部が検出した前記中間転写ベルトの温度に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させるので、いわゆるマルチビーム機において副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となる。

なぜならば、前記中間転写ベルトは、当該中間転写ベルトの温度に応じて構成材質固有の熱膨張率で伸縮し、副走査方向の等倍度ずれが発生するところ、当該伸縮に応じて前記複数の発光部間の副走査方向ピッチを可変させることが可能となり、もって、副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となるからである。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１に係る画像形成装置において、前記環境条件検出部は、当該画像形成装置内部の湿度を検出する湿度検出部であって、前記ピッチ制御部は、前記湿度検出部が検出した前記湿度に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる。

請求項３に係る発明によれば、前記ピッチ制御部は、前記湿度検出部が検出した前記湿度に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させるので、いわゆるマルチビーム機において副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となる。

なぜならば、画像形成装置内部の湿度に応じて中間転写ベルト等が構成材質固有の膨張率で伸縮し、副走査方向の等倍度ずれが発生するところ、当該伸縮に応じて前記複数の発光部間の副走査方向ピッチを可変させることが可能となり、もって、副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となるからである。

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１に係る画像形成装置において、前記環境条件検出部は、ユーザからの入力を受け付けて紙厚に応じて異なる前記記録紙の種類を設定する用紙設定部であって、前記ピッチ制御部は、用紙設定部が設定した前記記録紙の前記紙厚に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる。

請求項４に係る発明によれば、前記ピッチ制御部は、用紙設定部が設定した前記記録紙の紙厚に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させるので、いわゆるマルチビーム機において副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となる。

なぜならば、前記記録紙に前記トナー像が転写される前記転写部の転写ニップ部において、搬送される前記記録紙の紙厚の増加に応じて、前記トナー像が形成された転写部材（中間転写ベルト等）への当該記録紙による押圧量が増加し、当該転写部材が変形して当該トナー像が収縮するところ、当該収縮に応じて前記複数の発光部間の副走査方向ピッチを可変させることが可能となり、もって、副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となるからである。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項１に係る画像形成装置が、両面印刷機能を備える画像形成装置であって、前記環境条件検出部は、ユーザからの入力を受け付けて熱定着時の収縮率が異なる前記記録紙の種類を設定する用紙設定部であり、前記ピッチ制御部は、表面に前記熱定着が施された前記記録紙の裏面に画像形成処理を施すに際して、前記用紙設定部が設定した前記記録紙の前記収縮率に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる。

請求項５に係る発明によれば、表面に前記熱定着が施された前記記録紙の裏面に画像形成処理を施すに際して、前記ピッチ制御部は、前記用紙設定部が設定した前記記録紙の前記収縮率に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させるので、両面印刷時に発生する副走査方向の等倍度ずれを、いわゆるマルチビーム機において補正することが可能となる。

なぜならば、両面印刷時には、表面印刷後の前記熱定着による加熱で前記記録紙は除湿されて収縮し、収縮状態の当該記録紙の裏面に画像形成がされると、印刷終了後に当該記録紙が吸湿して元の大きさに伸張する際に前記裏面に形成された画像も伸張し、当該記録紙表裏の画像に等倍度ずれが生じるところ、表面に前記熱定着が施された前記記録紙の裏面に画像形成処理を施すに際して、記録紙の種類によって異なる前記熱定着時の前記収縮率に応じて前記複数の発光部間の副走査方向ピッチを可変させることが可能となり、もって、両面印刷時の当該記録紙表裏の画像に生じる副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となるからである。

本発明によれば、マルチビーム方式の画像形成装置において、装置内の環境条件の変化を原因とする前記副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 図１に示す画像形成装置が備える中間転写ベルトの断面構造を示す図である。 図１に示す画像形成装置が備える露光装置によるレーザビーム走査を示す図である。 図３に示す露光装置が備えるレーザビーム光源（発光部）の外観図である。 図１に示す画像形成装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。 二次転写が行われる部分において中間転写ベルトが伸縮している状態を模式的に示す図である。 ピッチ制御部が、ステッピングモータの駆動パルス数を決定し、ステッピングモータにレーザビーム光源を回転させて副走査方向のビームピッチを可変させる制御を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を説明するための正面断面図である。画像形成装置１は、いわゆるタンデム型のカラー複写機であり、装置本体１０と、この装置本体１０の上部に設けられた原稿画像を読み取る原稿読取部１６と、を備える。

装置本体１０には、原稿読取部１６によって読み取られた原稿の画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、記録紙Ｐに転写された画像に熱定着を施す定着装置１３と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部１４とが内装されている。装置本体１０内の各部への用紙の搬送は、用紙搬送部１１によって行われる。

図１に示すように原稿読取部１６は、装置本体１０の上面に開閉可能に設けられた原稿押え１６１と、装置本体１０の上部の筐体内でコンタクトガラス１６３を介して原稿押え１６１と対向配置された光学系ユニット１６２とを備えている。コンタクトガラス１６３は、載置された原稿の原稿面を読み取るために原稿押え１６１より若干小さい平面形状に寸法設定されている。原稿押え１６１は、原稿読取部１６の一構成要素である筐体の上面の一側辺に設けられた所定の軸回りに正逆回動することで開閉する。

光学系ユニット１６２は、図略の光源や複数のミラー、レンズユニット、さらにはＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等を有している。そして、光源からの光が原稿面で反射され、この反射光がこれらミラーおよびレンズユニットを介して原稿情報としてＣＣＤに入力されるようになっている。ＣＣＤに入力されたアナログ量としての原稿情報は、デジタル信号に変換されて所定の記憶装置に記憶される。

用紙搬送部１１は、用紙搬送路１１１、ピックアップローラ１１２、搬送ローラ対１１３、排紙搬送路１１４、および用紙逆送路１１６を備えて構成されている。

用紙搬送路１１１および排紙搬送路１１４は、記録紙Ｐが搬送される通路である。用紙逆送路１１６は、記録紙Ｐに両面印刷がなされる場合に、片面印刷済の記録紙Ｐがスイッチバックされて表裏反転され、画像形成部１２に再度搬送される通路である。搬送ローラ対１１３は、用紙搬送路１１１および排紙搬送路１１４ならびに用紙逆送路１１６の適所に設けられたローラ対である。搬送ローラ対１１３の駆動によって用紙搬送路１１１および排紙搬送路１１４ならびに用紙逆送路１１６を記録紙Ｐが搬送される。

ピックアップローラ１１２は、用紙トレイ１４１に貯留された用紙束から記録紙Ｐを１枚ずつ繰り出すためのローラである。用紙トレイ１４１から繰り出された記録紙Ｐは、搬送ローラ対１１３の駆動によって画像形成部１２へと搬送される。

画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙にトナー画像を形成させるものであり、本実施形態では、上流側（図１の紙面の左側）から下流側へ向けて順次配設されたマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン用ユニット１２Ｃと、イエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック用ユニット１２Ｋと、転写装置１２５と、が備えられている。

各ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋは、感光体ドラム１２１（感光体）と、現像装置１２２と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、をそれぞれ備える。各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１２２からトナーの供給を受ける。各現像装置１２２には、図略のトナーコンテナからトナーがそれぞれ補給される。

帯電装置１２３は、各感光体ドラム１２１の直上位置にそれぞれ設けられている。露光装置１２４は、帯電装置１２３および現像装置１２２の上方位置にユニット毎に設けられている。各感光体ドラム１２１は、帯電装置１２３によって周面が一様に帯電される。そして、原稿読取部１６から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザビーム光が、各露光装置１２４から帯電後の各感光体ドラム１２１の周面へと照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面にそれぞれ静電潜像が形成される。露光装置１２４の詳細は後に詳しく説明する。

前記静電潜像に現像装置１２２からそれぞれの色のトナーが供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像がそれぞれ形成される。

感光体ドラム１２１の下方位置には、転写装置１２５が設けられている。転写装置１２５は、駆動ローラ１２５ａと、従動ローラ１２５ｂと、二次転写対向ローラ１２５ｃと、二次転写ローラ１２５ｄと、中間転写ベルト１２５ｅと、を備えている。

中間転写ベルト１２５ｅは、駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよび二次転写対向ローラ１２５ｃならびにその他の必要なローラ間に張設され、かつ、各感光体ドラム１２１の周面に当接するように設けられている。中間転写ベルト１２５ｅは、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた一次転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。

中間転写ベルト１２５ｅが周回することにより、その表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の一次転写が行なわれ、ついで中間転写ベルト１２５ｅの同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の一次転写が行なわれ、ついで中間転写ベルト１２５ｅの同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエローのトナー像の一次転写が行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックのトナー像の一次転写が行なわれ、これによって中間転写ベルト１２５ｅの表面にカラーのトナー像が形成される。

図２は、中間転写ベルト１２５ｅの断面構造を示す図である。図２においては、中間転写ベルト１２５ｅが二次転写対向ローラ１２５ｃに張架されている部分を拡大して示している。本実施形態において中間転写ベルト１２５ｅは、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の樹脂材料により内周側に形成される基層１２５ｅ１と、例えばクロロプレンゴムやウレタンゴム等により外周側に形成される弾性層１２５ｅ２とが積層されて構成されている。中間転写ベルト１２５ｅに弾性層１２５ｅ２を設けることで中間転写ベルト１２５ｅの記録紙Ｐへの追従性が向上するので、記録紙Ｐへの前記カラー画像の転写性が高くなり、記録紙Ｐに二次転写された前記カラー画像の画質を向上させることができる。

再び図１を参照して、二次転写ローラ１２５ｄは、用紙搬送路１１１の二次転写対向ローラ１２５ｃと対向した位置に、中間転写ベルト１２５ｅの表面と当接して設けられている。中間転写ベルト１２５ｅの表面に形成されたカラーの前記トナー像は、二次転写ローラ１２５ｄと二次転写対向ローラ１２５ｃとの間のニップ部Ｎにおいて、用紙貯留部１４から搬送されてきた記録紙Ｐに転写される。

各感光体ドラム１２１の図１における右方位置には感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去してクリーニングするクリーニング装置１２７がそれぞれ設けられている。クリーニング装置１２７は、感光体ドラム１２１の周面をクリーニングし、クリーニング後の当該周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かう。

クリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。

用紙貯留部１４の右方位置から画像形成部１２の下部にかけて用紙搬送路１１１が形成されている。用紙貯留部１４から繰り出された記録紙Ｐは、搬送ローラ対１１３の駆動で中間転写ベルト１２５ｅの下方位置へ向けて搬送される。用紙搬送路１１１を搬送されつつある記録紙Ｐがニップ部Ｎにおいて二次転写対向ローラ１２５ｃと二次転写ローラ１２５ｄとに押圧挟持されることによって、中間転写ベルト１２５ｅ上のトナー像が記録紙Ｐに転写される。

定着装置１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し熱定着を施す。定着装置１３は、内部に加熱源であるハロゲンランプ等の通電発熱体を備えた加熱ローラ１３１と、加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、定着ローラ１３２および加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、定着ベルト１３３を介して定着ローラ１３２と対向配置された加圧ローラ１３４とを備えている。転写処理済の記録紙Ｐが、定着ベルト１３３と加圧ローラ１３４との間のニップ部で加熱されつつ押圧挟持されることによって、記録紙Ｐ上のトナー画像が熱定着され、記録紙Ｐ上に安定したカラー画像が形成される。

熱定着の完了したカラー画像付の記録紙Ｐは、定着装置１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１０の左側壁に設けられた排紙トレイ１１５へ向けて排出されることになる。

用紙貯留部１４は、装置本体１０の下部に挿脱自在に装着された記録紙Ｐの束を貯留するための用紙トレイ１４１を有している。なお、図１に示す例では、用紙トレイ１４１が２段で設けられているが、段数は、３段以上であってもよいし、１段であってもよい。

用紙トレイ１４１に貯留された用紙束からピックアップローラ１１２の駆動で記録紙Ｐが１枚ずつ繰り出される。繰り出された記録紙Ｐは、用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２のニップ部Ｎへ向けて送り込まれ、中間転写ベルト１２５ｅの表面に形成されているカラーのトナー画像が転写される。転写処理後の記録紙Ｐの動きは、前述のとおりである。

図３は、露光装置１２４によるレーザビーム走査を示す図である。図４は、露光装置１２４が備えるレーザビーム光源４９の外観図である。露光装置１２４はレーザビーム光源４９とポリゴンミラー４１とを備える。なお、露光装置１２４は、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、およびfθレンズ等の光学部材をさらに備えるが、レーザビーム光ＬＢ−１〜ＬＢ−４の走査方向を分かりやすくするため、図３においては、これら光学部材の図示を省略している。

レーザビーム光源４９は、先端面Ｆに一定間隔で１列に配列された４個のレーザダイオード（ＬＤ）４９−１〜ＬＤ４９−４（発光部）がユニット化されてなる、例えばモノリシックマルチレーザダイオードを用いて構成されている。なお、本実施形態では、４個のＬＤを備えたモノリシックマルチレーザダイオードを例に説明するが、同一チップ上にＬＤが２個以上配置されているモノリシックマルチレーザダイオードであればよい。

レーザビーム光源４９は、ＬＤ４９−１〜ＬＤ４９−４から射出された４本のレーザビーム光ＬＢ−１〜ＬＢ−４が、ポリゴンミラー４１で屈曲反射されて感光体ドラム１２１の表面を照射した場合に、その照射位置（結像位置）の配列方向が、主走査方向（感光体ドラム１２１の長さ方向）および副走査方向（感光体ドラム１２１の回転方向）のそれぞれに対して傾斜角度を有する状態に配置されている。この配置により複数の走査ラインＳＬへの描画動作を１回の走査で行うことができる。

さらに、レーザビーム光源４９は、ステッピングモータ４５（ピッチ可変機構）によって、先端面Ｆに対する法線のうち先端面Ｆの中心Ｏを通る法線Ｇを回転軸として矢印の方向に回転可能に構成されている。これによりレーザビーム光源４９は、前記傾斜角度を調整可能とされ、ＬＤ４９−１〜ＬＤ４９−４の副走査方向のビームピッチを調整できるように構成されている。すなわち、後述のビームピッチ制御部３１２は、ステッピングモータ４５に、レーザビーム光源４９を図４における時計方向に回転させて、当該副走査方向のビームピッチを小さくし、ステッピングモータ４５に、レーザビーム光源４９を図４における反時計方向に回転させて、当該副走査方向のビームピッチを大きくする。

ポリゴンミラー４１はポリゴンモータ５１によって回転軸５３を中心に回転方向Ｒに回転する。ポリゴンミラー４１は、例えば６面の鏡面４３−１〜４３−６からなる反射面４３を有している。ＬＤ４９−１〜ＬＤ４９−４から射出された４本のレーザビーム光ＬＢ−１〜ＬＢ−４は、反射面４３の同一鏡面（図２では鏡面４３−２）に照射され、当該鏡面（図２では鏡面４３−２）で感光体ドラム１２１の方向に屈折反射されて、ポリゴンミラー４１の回転に伴い感光体ドラム１２１上を４本の走査ラインＳＬに沿って走査される。すなわち、４本のレーザビーム光ＬＢ−１〜ＬＢ−４は副走査方向Ｄ１(図２では感光体ドラム１２１の回転方向と対応)にレーザビーム光ＬＢ−１、ＬＢ−２、ＬＢ−３、ＬＢ−４の順番で並べられて主走査方向Ｄ２に４本の走査ラインＳＬを描画する。これにより、各色の画像データに応じた静電潜像が各感光体ドラム１２１に形成される。

図５は、画像形成装置１の電気的構成を示す機能ブロック図である。画像形成装置１は、制御ユニット３１、用紙搬送部１１、画像形成部１２、定着装置１３、原稿読取部１６、入力操作部３２、画像メモリ３３、画像処理部３４、ネットワークＩ／Ｆ部３６、および、温度センサ７０（温度検出部）を備えて構成されている。なお、図１に基づいて説明済であるので、用紙搬送部１１、画像形成部１２、定着装置１３、および原稿読取部１６についての説明は以下では省略する。

画像メモリ３３は、原稿読取部１６から出力された画像データやネットワークＩ／Ｆ部３６を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。画像処理部３４は、画像メモリ３３に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。

入力操作部３２は、ユーザが操作画面や各種メッセージ等を視認することができる表示パネル、電源キー、印刷部数等を入力するテンキー、原稿の読み取り開始を指示するスタートボタン等の種々の操作命令を入力するための操作ボタンを有する。入力操作部３２は、ユーザによる前記操作命令の入力を受け付けることで、紙厚及び熱定着時の収縮率が異なる普通紙や厚紙等の記録紙Ｐの種類や、印刷部数、両面印刷の実行等を設定する。なお、入力操作部３２は、記録紙Ｐの種類を設定することで用紙設定部として機能する。また、ネットワークＩ／Ｆ部３６を介して接続された前記コンピュータ上でユーザが記録紙Ｐの種類や印刷部数、両面印刷の実行等を設定する場合には、当該コンピュータが前記用紙設定部として機能することになる。

ネットワークＩ／Ｆ部３６は、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード等の通信モジュールから構成され、外部装置と種々のデータの送受信を行う。温度センサ７０は、例えばニップ部Ｎの近傍に設けられた接触式または非接触式の温度センサであり、中間転写ベルト１２５ｅの温度を検出する。

制御ユニット３１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する記憶部３１３や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えて構成される。さらに制御ユニット３１は、全体制御部３１１とピッチ制御部３１２とを備える。

全体制御部３１１は、入力操作部３２、またはネットワークＩ／Ｆ部３６を介して接続された図略のコンピュータから入力された指示信号等に応じて記憶部３１３に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力やデータ転送等を行って画像形成装置１を統括的に制御する。

ピッチ制御部３１２は、片面印刷時には、温度センサ７０が検出した中間転写ベルト１２５ｅの温度と、入力操作部３２で設定された記録紙Ｐの種類に対応する紙厚とに応じてＬＤ４９−１〜ＬＤ４９−４の副走査方向のビームピッチを決定する。さらにピッチ制御部３１２は、両面印刷時には、入力操作部３２で設定された記録紙Ｐの種類に応じてＬＤ４９−１〜ＬＤ４９−４の副走査方向のビームピッチを決定する。ピッチ制御部３１２は、前記決定したビームピッチに対応する駆動パルス数を露光装置が備えるステッピングモータ４５へ出力し、レーザビーム光源４９を回転軸Ｇ回りに回転させて、ＬＤ４９−１〜ＬＤ４９−４が照射するレーザビーム光ＬＢ−１〜ＬＢ−４の副走査方向のビームピッチを、前記決定したビームピッチとする。

図６は、中間転写ベルト１２５ｅの外周面で二次転写が行われる部分において中間転写ベルト１２５ｅが伸縮している状態を模式的に示す図である。図５にＭ_ｖ１およびＭ_ｖ２で示す中間転写ベルト１２５ｅの外周面で二次転写が行われる部分は、Ｍ_ｖ１に示す外周方向に凸となっている部分でトナー像が伸長し、Ｍ_ｖ２に示す内周方向に凸となっている部分でトナー像が収縮する。中間転写ベルト１２５ｅの基層１２５ｅ１と弾性層１２５ｅ２と境界を速度決定面とすると、
Ｄ_１：駆動ローラ１２５ａのローラ外径（ｍｍ）
Ｄ_２：二次転写ローラ１２６ｄのローラ外径（ｍｍ）
Ｌ_Ｔ１：基層１２５ｅ１の厚み（ｍｍ）
Ｌ_Ｔ２：弾性層１２５ｅ２の厚み（ｍｍ）
θ_１：Ｍ_ｖ１の両端と二次転写対向ローラ１２５ｃの中心とがなす角度（ラジアン）
θ_２：Ｍ_ｖ２の両端と二次転写ローラ１２５ｄの中心とがなす角度（ラジアン）
としたときに、Ｍ_ｖ１およびＭ_ｖ２の中間転写ベルトの回転方向に対する長さは、それぞれ次式で表すことができる。
Ｍ_ｖ１=π×（Ｄ_１＋２（Ｌ_Ｔ１＋Ｌ_Ｔ２））×θ_１（ｍｍ）・・・式（１）
Ｍ_ｖ２=π×Ｄ_２×θ_２（ｍｍ）・・・式（２）

ここで、二次転写倍率をＭ_２とし、Ｍ_ｖ１：Ｍ_ｖ２＝１：１のときＭ_２＝Ｋとすると、Ｍ_２：Ｋ＝Ｍ_ｖ１：Ｍ_ｖ２となるので、Ｍ_２を次式で表すことができる。
Ｍ_２＝Ｋ_１×（Ｍ_ｖ１／Ｍ_ｖ２）・・・式（３）
Ｋ_１：予め実験によって算出された係数
一次転写倍率をＭ_１とすると、記録紙Ｐに転写されたトナー像の等倍度が１の場合に、Ｍ_２×Ｍ_１=１となるから、Ｍ_１を次式で表すことができる。
Ｍ_１=Ｍ_ｖ２／（Ｍ_ｖ１×Ｋ_１）・・・式（４）

したがってレーザビーム光ＬＢ−１〜ＬＢ−４の走査ラインＳＬにおける副走査方向のビームピッチＰ_Ｓｄは、副走査方向における１ドット間の距離をＬ_ｄとすると、次式で表すことができる。
Ｐ_Ｓｄ＝Ｌ_ｄ×Ｍ_１＝Ｌ_ｄ×（Ｍ_ｖ２／（Ｍ_ｖ１×Ｋ_１））・・・式（５）

さらに、レーザビーム光ＬＢ−１〜ＬＢ−４の、ＬＤ４９−１〜４９−４からポリゴンミラー４１の反射面４３までの間における副走査方向のビームピッチＰ_ＳＬＤは、走査ラインＳＬにおける副走査方向のビームピッチＰ_Ｓｄに、露光装置１２４が備える光学部材によって定まる所定の倍率Ｋ_１を乗じたものであるから、
Ｐ_ＳＬＤ＝Ｋ_２×Ｐ_Ｓｄ＝Ｋ_２×Ｌ_ｄ×（Ｍ_ｖ２／（Ｍ_ｖ２×Ｋ_１））・・・式（６）
と表すことができる。すなわち、ビームピッチＰ_ＳＬＤは、式（１）（２）（６）より、画像形成装置１の内部温度ならびに記録紙Ｐの種類および紙厚に応じて定まるＬ_Ｔ１、Ｌ_Ｔ２、θ_１、θ_２の関数として求められる値となる。

ところで、中間転写ベルト１２５ｅの温度が上昇した場合には、中間転写ベルト１２５ｅが膨張するので、中間転写ベルト１２５ｅの外周面に形成された前記トナー像が伸張する。すなわち、二次転写倍率Ｍ_２が増加する。逆に中間転写ベルト１２５ｅの温度が低下した場合には、中間転写ベルト１２５ｅが収縮するので、前記トナー像が収縮する。すなわち、二次転写倍率Ｍ_２が減少する。

例えばクロロプレンゴムやウレタンゴム等のゴムは、例えばＰＶＤＦ等の樹脂材料よりも熱膨張係数が大きい。したがって、本実施形態のように例えばクロロプレンゴムやウレタンゴム等により中間転写ベルト１２５ｅの外周側に弾性層１２５ｅ２を形成する場合、例えばＰＶＤＦ等の樹脂材料のみで中間転写ベルト１２５ｅを構成する場合よりも等倍度ずれが発生しやすくなる。

そのため、本実施形態においては、ピッチ制御部３１２は、所定のサンプリング間隔で温度センサ７０が検出した中間転写ベルト１２５ｅの温度を読込み、温度センサ７０が検出した中間転写ベルト１２５ｅの温度Ｔの変化量ΔＴに応じた駆動パルス数ＤＰ１を出力し、駆動パルス数ＤＰ１に比例する回転量でレーザビーム光源４９を回転させ、中間転写ベルト１２５ｅの温度Ｔの増減に伴い発生する副走査方向の等倍度ずれを補正する。

すなわち、ピッチ制御部３１２は、前記変化量ΔＴが正の値の場合には、二次転写倍率Ｍ_２が増加するので、一次転写倍率Ｍ_１を減少させるために、このときの変化量ΔＴに対応する駆動パルス数ＤＰ１をステッピングモータ４５に出力して、レーザビーム光源４９を図４における時計方向に回転させて、前記ビームピッチＰ_ＳＬＤを小さくする。逆に前記変化量ΔＴが負の値の場合には、このときの変化量ΔＴに対応する駆動パルス数ＤＰ１をステッピングモータ４５に出力して、レーザビーム光源４９を図４における反時計方向に回転させて、前記ビームピッチＰ_ＳＬＤを大きくする。すなわち、駆動パルス数ＤＰ１は正負両方の値をとり、ステッピングモータ４５は時計方向および反時計方向の双方向に駆動力を出力可能とされている。

なお、本実施形態においては、ステッピングモータ４５の駆動パルス数ＤＰ１と、前記ビームピッチＰ_ＳＬＤとが、中間転写ベルト１２５ｅの温度Ｔの変化量ΔＴに対応づけられたテーブルとして、予め記憶部３１３に記憶され、ピッチ制御部３１２は、変化量ΔＴに対応する駆動パルス数ＤＰ１を当該テーブルから読み出している。

また、ニップ部Ｎに搬送される記録紙Ｐの別に応じて紙厚が増加すると、中間転写ベルト１２５ｅは、記録紙Ｐによってニップ部Ｎにおいてより内周方向に押圧されることになる。すなわち、θ_２が増加して二次転写倍率Ｍ_２が減少する。

そのため、本実施形態においてピッチ制御部３１２は、普通紙の紙厚を基準紙厚Ｔｈとして、当該基準紙厚Ｔｈと、他の種類の記録紙の各紙厚Ｔｈ１、Ｔｈ２…とのそれぞれの紙厚差ｄ１、ｄ２…に対応した駆動パルス数ＤＰ２を決定して出力し、レーザビーム光源４９を、それまでの位置から、駆動パルス数ＤＰ２に応じた回転角で回転させ、記録紙の紙厚の増減に伴い発生する副走査方向の等倍度ずれを補正する。すなわち、ピッチ制御部３１２は、普通紙の基準紙厚Ｔｈに対して、画像形成に用いられる記録紙の紙厚の変化量に応じて、前記ビームピッチＰ_ＳＬＤの値を増減させて二次転写倍率Ｍ_２を調整する。本実施形態においては、紙厚差ｄ１、ｄ２…と、当該紙厚差ｄ１、ｄ２…に対応する駆動パルス数ＤＰ２とを対応付けたテーブルが予め記憶部３１３に記憶されている。ピッチ制御部３１２は、紙厚差ｄ１、ｄ２…に対応する駆動パルス数ＤＰ２を当該テーブルから読み出す。なお、基準紙厚Ｔｈに対する紙厚差ｄ１、ｄ２…が０未満の場合は、マイナスの駆動パルスとされる。

さらに、両面印刷時には、表面印刷後の熱定着による加熱で記録紙Ｐは除湿されて収縮し、収縮状態の記録紙Ｐの裏面に画像形成がされ、印刷終了後に記録紙Ｐが吸湿して元の大きさに伸張する際に前記裏面に形成された画像も伸張し、記録紙Ｐ表裏の画像に等倍度ずれが生じる。

そのため、本実施形態においてピッチ制御部３１２は、入力操作部３２において設定された記録紙Ｐの種類に応じて異なる熱定着時の収縮率ΔＳｈに対応した駆動パルス数ＤＰ３を決定して出力し、レーザビーム光源４９を、それまでの位置から、駆動パルス数ＤＰ３に応じた回転量だけ回転させ、両面印刷に伴い発生する副走査方向の等倍度ずれを補正する。すなわち、ピッチ制御部３１２は、記録紙Ｐの種類に応じて異なる前記収縮率ΔＳｈに応じて、前記ビームピッチＰ_ＳＬＤの値を減少させて二次転写倍率Ｍ_２を調整する。記録紙Ｐの種類毎に予め求められている前記収縮率ΔＳｈと、当該収縮率ΔＳｈに対応する駆動パルス数ＤＰ３とを対応付けたテーブルが予め記憶部３１３に記憶されている。ピッチ制御部３１２は、入力操作部３２において設定された記録紙Ｐの前記収縮率ΔＳｈに対応する駆動パルス数ＤＰ３を当該テーブルから読み出す。

本実施形態においては、ピッチ制御部３１２は、片面印刷時および両面印刷の表面印刷時には、駆動パルス数ＤＰ１に駆動パルス数ＤＰ２を加えた駆動パルス数（ＤＰ１＋ＤＰ２）をステッピングモータ４５に出力して、レーザビーム光源４９を回転させ、両面印刷の裏面印刷時には、駆動パルス数ＤＰ３をステッピングモータ４５に出力して、レーザビーム光源４９を回転させる。

図７は、ピッチ制御部３１２が、ステッピングモータ４５の駆動パルス数を決定し、ステッピングモータ４５にレーザビーム光源４９を回転させて前記ビームピッチＰ_ＳＬＤを可変させる制御を示すフローチャートである。

画像形成部１２による画像形成動作が開始されると、ピッチ制御部３１２は、所定のサンプリング間隔で温度センサ７０が検出した中間転写ベルト１２５ｅの温度Ｔを読込み（ステップＳ１）、当該サンプリング間隔における中間転写ベルト１２５ｅの温度Ｔの変化量ΔＴを算出する（ステップＳ２）。続いてピッチ制御部３１２は、変化量ΔＴに対応する駆動パルス数ＤＰ１を記憶部３１３に記憶されたテーブルから読み出す（ステップＳ３）。

入力操作部３５において設定された記録紙Ｐが普通紙の場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、ピッチ制御部３１２は、普通紙の基準紙厚Ｔｈに対する紙厚の変化量は無いため、読み出した前記駆動パルス数ＤＰ１を、ステッピングモータ４５に出力する（ステップＳ５）。一方、入力操作部３５において設定された記録紙Ｐが普通紙でない場合には（ステップＳ４でＮＯ）、ピッチ制御部３１２は、記録紙Ｐの種類に対応する駆動パルス数ＤＰ２を記憶部３１３に記憶されたテーブルから読み出し（ステップＳ６）、ＤＰ１にＤＰ２を加えた駆動パルス数（ＤＰ１＋ＤＰ２）をステッピングモータ４５に出力する（ステップＳ７）。これにより、駆動パルス数（ＤＰ１＋ＤＰ２）に比例する回転角でレーザビーム光源４９が回転し、中間転写ベルト１２５ｅの温度Ｔの増減および記録紙Ｐの種類に応じて異なる記録紙Ｐの厚みの違いに伴い発生する副走査方向の等倍度ずれが補正される。

さらに、入力操作部３２において両面印刷が設定されており、裏面への印刷が行われる場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、ピッチ制御部３１２は、記録紙Ｐの種類に対応する前記駆動パルス数ＤＰ３を記憶部３１３に記憶されたテーブルから読み出し（ステップＳ９）、駆動パルス数ＤＰ３をステッピングモータ４５に出力する（ステップＳ１０）。これにより、当該駆動パルス数ＤＰ３に比例する回転角でレーザビーム光源４９が回転し、熱定着時の記録紙Ｐの収縮に伴い発生する副走査方向の等倍度ずれが補正される。

なお、温度センサ７０が検出した中間転写ベルト１２５ｅの温度Ｔの変化量ΔＴ、または入力操作部３２において設定された記録紙Ｐの種類、もしくは両面印刷における裏面印刷時の記録紙Ｐの種類のいずれか１つのみについて、ピッチ制御部３１２が、出力する駆動パルス数を決定する態様とすることも可能である。

以上説明した上記実施形態に係る画像形成装置１によれば、マルチビーム方式の画像形成装置において、副走査方向の等倍度ずれを補正することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１について説明したが、当該実施形態はあくまでも例示であり、本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能であり、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。

（１）弾性層１２５ｅ２に用いられるクロロプレンゴムやウレタンゴム等のゴムは、温度変化による伸縮に比べれば影響は少ないものの吸湿によって膨張するので、画像形成装置１内部に湿度センサを設け、当該湿度センサが検出した湿度に応じて、ピッチ制御部３１２が二次転写ローラ１２６ｄの位置を可変させて中間転写ベルト１２５ｅへの押圧量を制御するようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、レーザビーム光源４９を回転させることでＬＤ４９−１〜４９−４からポリゴンミラー４１の反射面４３までの間における副走査方向のビームピッチＰ_ＳＬＤを可変させて副走査方向の等倍度ずれを補正しているが、露光装置１２４が備えるシリンドリカルレンズ等の光学部材の位置を可変させることで、ＬＤ４９−１〜４９−４からポリゴンミラー４１の反射面４３までの間における副走査方向のビームピッチＰ_ＳＬＤは固定のまま、走査ラインＳＬにおける副走査方向のビームピッチＰ_Ｓｄを可変させて、副走査方向の等倍度ずれを補正することもできる。

Ｐ 記録紙
１ 画像形成装置
１２ 画像形成部
１２１ 感光体ドラム（感光体）
１２２ 現像装置
１２３ 帯電装置
１２４ 露光装置
４５ ステッピングモータ（ピッチ可変機構）
４９ レーザビーム光源
４９−１〜４９−４ レーザダイオード（発光部）
１２５ 転写装置
１２５ａ 駆動ローラ
１２５ｂ 従動ローラ
１２５ｃ 二次転写対向ローラ
１２５ｄ 二次転写ローラ
１２５ｅ 中間転写ベルト
３１ 制御ユニット
３１２ ピッチ制御部
３２ 入力操作部（用紙設定部、環境条件検出部）
７０ 温度センサ（温度検出部、環境条件検出部）

Claims (5)

1. 感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電装置と、
   画像データに応じた光を発光する複数の発光部と、当該複数の発光部間の副走査方向ピッチを可変させるピッチ可変機構とを有し、帯電された前記感光体に前記複数の発光部が発光する光を走査して静電潜像を形成する露光装置と、
   前記感光体に形成された静電潜像をトナーにより顕像化して、当該感光体にトナー像を形成する現像装置と、
   前記現像装置により生成された前記感光体上の前記トナー像を記録紙に転写する転写装置と、
   当該画像形成装置内部の環境条件を検出する環境条件検出部と、
   前記環境条件検出部が検出した前記環境条件に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させるピッチ制御部と、を備える画像形成装置。
2. 前記転写装置は、複数のローラ間に前記副走査方向へ無端走行可能に張架され、前記感光体に形成された前記トナー像が外周面に転写される中間転写ベルトを有し、
   前記環境条件検出部は、前記中間転写ベルトの温度を検出する温度検出部であって、
   前記ピッチ制御部は、前記温度検出部が検出した前記温度に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記環境条件検出部は、当該画像形成装置内部の湿度を検出する湿度検出部であって、
   前記ピッチ制御部は、前記湿度検出部が検出した前記湿度に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記環境条件検出部は、ユーザからの入力を受け付けて紙厚に応じて異なる前記記録紙の種類を設定する用紙設定部であって、
   前記ピッチ制御部は、用紙設定部が設定した前記記録紙の前記紙厚に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる請求項１に記載の画像形成装置。
5. 両面印刷機能を備える画像形成装置であって、
   前記環境条件検出部は、ユーザからの入力を受け付けて熱定着時の収縮率が異なる前記記録紙の種類を設定する用紙設定部であり、
   前記ピッチ制御部は、表面に前記熱定着が施された前記記録紙の裏面に画像形成処理を施すに際して、前記用紙設定部が設定した前記記録紙の前記収縮率に応じて前記副走査方向ピッチを決定し、前記ピッチ可変機構に、当該決定した副走査方向ピッチで前記複数の発光部間の前記副走査方向ピッチを可変させる請求項１に記載の画像形成装置。

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