JP2014148169A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な画像形成装置においても、画像形成処理全体のプロセス速度を任意の速度に変速することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体の回転速度と、回転多面鏡の回転速度と、複数の発光素子のうち感光体上に静電潜像を形成するために前記光ビームを出射させる発光素子の数と、を制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットは、前記感光体を回転速度Ｖｐ１に制御する場合、前記静電潜像を形成するために前記複数の発光素子のうちＮ個の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１に制御し、前記感光体の回転速度をＶｐ１よりも遅いＶｐ２に制御する場合、前記静電潜像を形成するためにＭ個（Ｍ＜Ｎ）の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１と異なるＶｒ２に制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

近年プリントオンデマンドや印刷の分野にも電子写真方式の画像形成装置が利用されるようになってきており、高画質化、とりわけ濃度変動に対する要求が高まってきている。

一方、印刷する対象が厚紙やＯＨＰ用紙などの特殊紙のようにトナーを定着するために普通紙よりも多くの熱を必要とする場合、普通紙等と同等の速度で定着装置に特殊紙を通過させると所望の画質の出力画像を得ることができない。この問題に対し、従来から定着装置に普通紙を通過させる速度よりも特殊紙を通過させる速度を遅くして特殊紙が定着装置を通過する時間を増加させることによって、特殊紙上のトナー像に十分な熱を与えることで画質を改善する方法が知られている。しかし、定着装置に特殊紙を通過させる速度を変更した場合、その他の画像形成プロセスの速度（以下、プロセス速度）を変更しなければならない。

例えば、特許文献１では、複数の発光素子を備える光源から出射される光ビームを回転多面鏡により反射することで光ビームが感光体上を走査し、光ビームによって走査されることで感光体上に形成される静電潜像をトナーを用いて現像することによって画像を形成する画像形成装置が開示されている。特許文献１では、プロセス速度の変速時に回転多面鏡の回転数を一定に保ったまま、発光させる発光素子の数を変える画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２では、回転多面鏡の一部の反射面を光ビームの偏向に用いないことによってプロセス速度の変速を行う。

特開２００３−０１１４２０号公報 特開２００２−１９６６４６号公報

特許文献１のように静電潜像を形成するために発光させる光源の数を選択する場合や、特許文献２のように回転多面鏡の反射面のうち光ビームの偏向に使用しない制御を行う場合を考える。例えば、４つの反射面を備える回転多面鏡を備える画像形成装置であって、図７（１）に示すように特定のプロセス速度（１／１速）において、光ビームを出射する１６個の発光素子を備える光源を用いて画像を形成する画像形成装置について説明する。プロセス速度を１／２速（図７（２））に制御する場合、減速比である「２」に対して静電潜像を形成するために使用する発光素子回転多面鏡の反射面数が割り切れる場合は走査間隔が画像形成装置の解像度に対応した間隔になる。しかし、その他のプロセス速度（例えば、図７（３）に示す２／３速）へ変速しようとした場合、図７（４）及び図７（５）に示すように光ビームの走査線１本分未満（１画素未満）の制御ができないため走査線の間隔に粗密が生じてしまう。そのため、出力画像に濃度むらやスジが生じてしまい、原稿画像に対して出力画像の画質が低下してしまう。

本願発明は、上記課題を鑑み、任意の速度にプロセス速度を変速することが可能な画像形成装置を提供する。

上記課題を解決するために、本願発明の画像形成装置は以下の構成を有する。すなわち、画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体上に静電潜像を形成するための光ビームを出射する複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子から出射された前記光ビームが前記感光体の回転方向において前記感光体上の異なる位置を露光するように前記複数の発光素子が配置された光源と、前記光源から出射された複数の前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記感光体の回転速度と、前記回転多面鏡の回転速度と、前記複数の発光素子のうち前記感光体上に静電潜像を形成するために前記光ビームを出射させる発光素子の数と、を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記感光体を回転速度Ｖｐ１に制御する場合、前記静電潜像を形成するために前記複数の発光素子のうちＮ個の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１に制御し、前記感光体の回転速度をＶｐ１よりも遅いＶｐ２に制御する場合、前記静電潜像を形成するためにＭ個（Ｍ＜Ｎ）の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１と異なるＶｒ２に制御する。

本願発明により、任意の速度にプロセススピードを変速することができる。

画像形成装置の構成例を示す図。 光走査装置の構成例を示す図。 光走査装置の制御部の構成例を示す図。 制御フローチャート。 変速時におけるレーザー走査線の動作を説明するための図。 プロセス速度とドラム面の積算光量との関係を説明するための図。 従来の変速時における光ビームの走査線の動作を説明するための図。

＜実施例＞
［装置構成］
本実施例を感光体である４つの感光ドラム（感光体）を並列に配した４ドラム系の画像形成装置を用いて説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置全体の概略構成図である。まず、図１を用いて、この画像形成装置を構成するカラー画像読取装置（以下「読取装置」）７００及びカラー画像形成部（以下「画像形成装置」）７０１の標準速度動作時の概略について説明する。

読取装置７００は、照明ランプ７０３によって原稿７０２の画像に光を照射し、原稿７０２からの反射光をミラー群７０４Ａ、Ｂ、Ｃ、及びレンズ７０５を介してカラーセンサー７０６に結像させる。そして、カラーセンサー７０６は、原稿のカラー画像情報であるブルー（以下、Ｂ）、グリーン（以下、Ｇ）、レッド（以下、Ｒ）の光を読み取り、電気的な画像信号に変換する。その後、読取装置７００は、カラーセンサー７０６から出力されたＢ、Ｇ、Ｒの色分解された画像信号の強度レベルに基づいて、画像処理部（不図示）で色変換処理を行う。その結果、読取装置７００は、ブラック（以下、ＢＫ）、シアン（以下、Ｃ）、マゼンタ（以下、Ｍ）、イエロー（以下、Ｙ）の４色のカラー画像データを得る。以下、本実施例の画像形成装置において、各色に対応した構成要素の参照番号にはそれぞれ、対応する色を示す記号を付す。本実施例においては、レッド、グリーン、ブルー、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックが扱われるとして、参照番号には、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを付与する。また、各色に対して設けられた構成要素において、色の区別をする必要がなく共通した動作を説明する場合には、色を示す記号を省略して説明する。

次に、画像形成部７０１の概略について説明する。画像形成部７０１では、各色のトナーに対し１つずつ設けられた光走査装置７０７Ｍ、７０７Ｙ、７０７Ｃ、７０７Ｋで、読取装置７００からのカラー画像データを光信号に変換する。そして、画像形成部７０１は、変換された光信号に基づき原稿画像に対応した光書き込みを行い、各色に対して設けられ、回転駆動される感光ドラム７０８Ｙ、７０８Ｍ、７０８Ｃ、７０８Ｋにそれぞれ静電潜像を形成する。これら感光ドラム７０８Ｙ、７０８Ｍ、７０８Ｃ、７０８Ｋは、図１中に示した矢印の如く反時計回りに回転し、その回りにはそれぞれ各色に対して設けられた帯電器７０９Ｙ、７０９Ｍ、７０９Ｃ、７０９Ｋが配置される。また、各色の感光ドラム７０８Ｙ、７０８Ｍ、７０８Ｃ、７０８Ｋの周囲にはそれぞれ現像器７１０Ｙ、７１０Ｍ、７１０Ｃ、７１０Ｋが感光ドラム７０８Ｙ、７０８Ｍ、７０８Ｃ、７０８Ｋに接するよう配置される。

本実施例の画像形成部は、中間転写体としての中間転写ベルト７１１、第１転写バイアスブレード７１２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、駆動モータ（不図示）により中間転写ベルト７１１を駆動する駆動ローラ７１３、および従動ローラ７１４、７１５を備える。中間転写ベルト７１１は、駆動ローラ７１３、および従動ローラ７１４、７１５に張架されており、駆動ローラ７１３が回転することによって矢印方向に回転する。

また、本実施例の画像形成部は、第２転写バイアスローラ７１６、従動ローラ７１４、定着器７２４を備える。第２転写バイアスローラ７１６は、中間転写ベルト７１１を挟んで従動ローラ７１４に対向する位置に配置されている。

さらに、本実施例の画像形成部は、従動ローラ７１５に対向する位置に、ベルトクリーニングユニット７１７が設けられている。ベルトクリーニングユニット７１７は、記録媒体に転写されずに中間転写ベルト７１１上に転写されたトナーを回収する。

中間転写ベルト７１１は、図１中の矢印にて示すように、時計回りに回転する。そして、画像形成部７０１において、中間転写ベルト７１１の回転方向に対して、上流から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に作像系が配置され、この順で画像形成が行われる。イエローの画像形成が開始された後、中間転写ベルト７１１の回転速度に対し、感光ドラム７０８Ｙと感光ドラム７０８Ｍの位置の間隔だけ遅れたタイミングでマゼンタの画像形成が開始される。次に中間転写ベルト７１１の回転速度に対し、感光ドラム７０８Ｍと感光ドラム７０８Ｃの位置の間隔だけ遅れたタイミングでシアンの画像形成が開始される。次に中間転写ベルト７１１の回転速度に対し、感光ドラム７０８Ｃと感光ドラム７０８Ｋの位置の間隔だけ遅れたタイミングでブラックの画像形成が開始される。

ＲＧＢの各色の色データは、読取装置７００の画像処理部で処理されてＹＭＣＫの各色の画像データに変換され、ＹＭＣＫの画像データは画像形成部７０１のメモリなどの記憶ユニット（不図示）に格納される。そして、画像形成部７０１は、記憶ユニットに格納されている画像データを読みだし、この画像データに基づいて感光ドラム７０８上に画像を形成する。以下、具体的な画像形成プロセスをイエローの画像形成を例に説明する。画像形成部７０１内の帯電器７０９Ｙによって順次一様に帯電された感光ドラム７０８Ｙを光ビーム（レーザ光）によって露光することにより感光ドラム７０８Ｙ上に静電潜像が形成される。感光ドラム７０８Ｙ上に形成された静電潜像は、現像器７１０Ｙによってイエローのトナー像に現像される。感光ドラム７０８Ｙ上に形成されたイエローのトナー像は、第１転写バイアスブレード７１２Ｙによりバイアスが印加されることによって中間転写ベルト７１１に転写される。これら一連の動作を他のマゼンタ、シアン、ブラックの各ユニットでそれぞれ行われ、各色の感光ドラム上に形成された４色のトナー像が中間転写ベルト７１１上に形成される。

中間転写ベルト７１１上に転写されたトナー像は、第２転写バイアスローラ７１６によってバイアスが印加されることによって、搬送ローラ７２２、７２１、７２０、７２３によって給紙カセットから第２転写バイアスローラ７１６と従動ローラ７１４との間の転写部に搬送された記録媒体（ＯＨＰ紙、厚紙などの特殊紙、あるいは普通紙）に転写される。

記録媒体上に転写されたトナー像は、定着部である定着器７２４を通過することによって記録媒体上に定着される。なお、本実施例の画像形成装置における定着器７２４は、熱を用いてトナーを溶融することによってトナー像を記録媒体に定着させる装置であるが、定着方式は、トナー像を加圧して記録媒体に定着させる方式でもよいし、光を照射することによってトナー像を溶融させて記録媒体に定着させる方式でもよい。

［レーザースキャナユニット］
図２（ａ）は光走査装置７０７の一実施例である。光走査装置７０７は、レーザー光（光ビーム）を発生する光源２０１と、レーザー光を平行光に整形するコリメータレンズ２０２と、コリメータレンズ２０２を通過したレーザー光を副走査方向（感光ドラムの回転方向に対応する方向）へ集光するシリンドリカルレンズ２０３と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２０４を備える。また、光走査装置７０７は、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザー光（走査光）が入射するｆθレンズＡ２０５（走査レンズＡ）と、ｆθレンズＢ２０６（走査レンズＢ）を備える。さらに、光走査装置７０７は、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザー光を検知し、レーザー光を検知したことに応じて水平同期信号（検知信号）を出力する信号生成手段であるところのＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ２０７（以下、ＢＤ２０７）を備える。

図２（ｂ）は、光源２０１の拡大図である。光源２０１は、レーザー光を出射するＮ個の発光素子（発光素子１から発光素子Ｎ）を備える。本実施例ではＮ＝１６個とする。発光素子１からはレーザー光Ｌ１が出射され、発光素子２からはレーザー光Ｌ２が出射され、発光素子Ｎからはレーザー光Ｌｎが出射される。図２（ｂ）のＸ軸方向は、ポリゴンミラー２０４によって偏向された各レーザー光が感光ドラム７０８上を走査する方向（主走査方向）に対応する方向である。また、Ｙ軸方向は、感光ドラム７０８の回転方向（副走査方向）に対応する方向である。

複数の発光素子は、図２（ｂ）に示すようにアレイ状に配置されている。図２（ｂ）のように各発光素子が配列されているため、図２（ｃ）に示すように各発光素子から出射されたレーザー光Ｌ１〜Ｌｎは、主走査方向において感光ドラム７０８上の異なる位置に結像する。また、各発光素子から出射されたレーザー光Ｌ１〜Ｌｎは、副走査方向において異なる位置に結像する。なお、複数の発光素子の配置は２次元配置であっても良い。

図３の画像形成装置のブロック図について説明する。画像形成装置は、エンジン制御部１１５０、光走査装置７０７、およびＢＤ２０７を備える。エンジン制御部１１５０は、画像制御部１１５１、レーザー選択部１１５２、ＣＰＵ１１５３を含む。また、エンジン制御部１１５０は、中間転写ベルト７１１を回転駆動させ、感光ドラム７０８を回転駆動させ、定着器７２４において記録媒体を搬送させる駆動部１１５４を含む。また、光走査装置７０７は、ポリゴンミラーを回転させる駆動モーター及び駆動ＩＣを含む駆動部１１４０、および複数のレーザー駆動部１１０６を有する。

ＣＰＵ１１５３は、感光ドラム７０８の回転速度、中間転写ベルト７１１の回転速度、定着器７２４における記録媒体の搬送速度を記録媒体の種類に応じて制御する。即ち、ＣＰＵ１１５３は、普通紙に画像を形成する場合の画像形成速度（プロセス速度）を厚紙やＯＨＰなどの特殊紙に画像を形成する場合の画像形成速度よりも速く設定する。そのため、ＣＰＵ１１５３は、普通紙に画像を形成する場合の感光ドラム７０８の回転速度、中間転写ベルト７１１の回転速度、定着器７２４における記録媒体の搬送速度を、厚紙やＯＨＰなどの特殊紙に画像を形成する場合の感光ドラム７０８の回転速度、中間転写ベルト７１１の回転速度、定着器７２４における記録媒体の搬送速度よりも速い速度に制御する。

画像制御部１１５１は、画像に含まれる色データの処理を行い、レーザー選択部１１５２へと送信する。レーザー選択部１１５２は、画像制御部１１５１から送られてくる画像データを、１６個の発光素子を持つ発光素子部７０７１の各発光素子に対応した画像データに分割する。そして、レーザー選択部１１５２は、分割した画像データをそれぞれの発光素子に対応するレーザー駆動部１１０６に転送する。ＣＰＵ１１５３は、図４に示すフローチャートに沿って普通紙に対応する第１のプロセス速度での画像形成を行うか又は特殊紙に対応する第２のプロセス速度で画像形成を行うかを決定する。なお、光源２０１における複数の発光素子は、発光素子それぞれから出射される各光ビームが感光ドラムの回転方向において異なる位置を照射するようにそれぞれ配置される。本実施例の画像形成装置は、連続して配列された複数の発光素子を用いて静電潜像の形成を行う。

（通常速度での動作）
図４を用いて、ＣＰＵ１１５３が実行する制御フローを説明する。ＣＰＵ１１５３は、ユーザーがデータを入力する操作部（不図示）よりユーザーが選択した紙種設定を受け付ける（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵ１１５３は、Ｓ１０１における紙種設定に基づいて普通紙に対応する第１のプロセス速度で画像を形成するか特殊紙に対応する第２のプロセス速度で画像を形成するかを判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２において第１のプロセス速度で画像を形成すると判定された場合、感光ドラム７０８の回転速度、中間転写ベルト７１１の回転速度、定着器７２４における普通紙の搬送速度、ポリゴンミラー２０４の回転速度、静電潜像の形成に使用する発光素子の数が第１のプロセス速度に対応するように、ＣＰＵ１１５３は、駆動部１１５４、レーザー選択部１１５２、駆動部１１４０に制御信号を送信する（Ｓ１０３）。このとき、駆動部１１５４は、ＣＰＵ１１５３からの制御信号に基づいて感光ドラム７０８の回転速度を第１の回転速度（Ｖｐ１）に制御する。また、レーザー選択部１１５２は、ＣＰＵ１１５３からの制御信号に基づいてＮ個（本実施例では１６個）の発光素子から画像データに基づいて光ビームを出射させる。さらに、駆動部１１４０は、ＣＰＵ１１５３からの制御信号に基づいてポリゴンミラー２０４の回転速度をＶｒ１に制御する。

一方、Ｓ１０２において第２のプロセス速度で画像を形成すると判定された場合、感光ドラム７０８の回転速度、中間転写ベルト７１１の回転速度、定着器７２４における普通紙の搬送速度、ポリゴンミラー２０４の回転速度、静電潜像の形成に使用する発光素子の数が第２のプロセス速度に対応するように、ＣＰＵ１１５３は、駆動部１１５４、レーザー選択部１１５２、駆動部１１４０に制御信号を送信する（Ｓ１０４）。このとき、駆動部１１５４は、ＣＰＵ１１５３からの制御信号に基づいて感光ドラム７０８の回転速度を第２の回転速度（Ｖｐ２）に制御する。また、レーザー選択部１１５２は、ＣＰＵ１１５３からの制御信号に基づいてＭ個（本実施例では１０個）の発光素子から画像データに基づいて光ビームを出射させる。さらに、駆動部１１４０は、ＣＰＵ１１５３からの制御信号に基づいてポリゴンミラー２０４の回転速度をＶｒ２に制御する。

Ｓ１０３及びＳ１０４の後、ＣＰＵ１１５３は、画像形成が可能な状態になったか否かを判定する（Ｓ１０５）。即ち、Ｓ１０３またはＳ１０４のいずれかで設定された回転速度で感光ドラム７０８及びポリゴンミラー２０４が回転しているか否かを判定する。画像形成可能であると判定された場合（Ｓ１０５にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１５３は、Ｓ１０３またはＳ１０４のいずれか一方で設定された画像形成条件で画像を形成する（Ｓ１０６）。画像形成可能でないと判定された場合（Ｓ１０５にてＮＯ）、ＣＰＵ１１５３は、再び制御をＳ１０５に戻す。

Ｓ１０６の後、ＣＰＵ１１５３は、１枚の記録媒体への画像形成が終了したか否かを判定する（Ｓ１０７）。１枚の記録媒体への画像形成が終了したと判定された場合（Ｓ１０７にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１５３は、制御をＳ１０８に進める。１枚の記録媒体への画像形成が終了していないと判定された場合（Ｓ１０７にてＮＯ）、ＣＰＵ１１５３は、制御をＳ１０６に戻す。

１枚の記録媒体への画像形成が終了したと判定された場合（Ｓ１０７にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１５３は、入力された画像形成ジョブに基づく画像形成がすべて終了したか否かを判定する（Ｓ１０８）。すべての画像形成ジョブが終了しておらず、次の画像形成ジョブに基づく画像形成を行う場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、ＣＰＵ１１５３は、制御をＳ１０１に戻す。すべての画像形成ジョブが終了していれば（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１５３は、本制御を終了させる。

ここで、ポリゴンミラー２０４の回転速度と複数の発光素子のうち発光させる発光素子の数との組合せを変更することによって、複数の光ビームが感光ドラム７０８上を走査することよって形成される走査線の間隔を均一にする。また、本実施例では、発光する発光素子数の変更での変速に重きをおくことで、モーターの変速幅と発光素子の光量変動幅を抑えることができる。

本実施例の画像形成装置は、以下の式１、式２を満たす。
Ｖｐ１：通常のプロセス速度で画像を形成する際の感光ドラムの回転速度（第１の回転速度）
Ｖｐ２：厚紙、ＯＨＰに画像を形成する際のプロセス速度に対応する感光ドラムの回転速度（第２の回転速度）
Ｎ：通常のプロセス速度で画像を形成する際に感光ドラム上に静電潜像を形成するためにレーザー光を出射する発光素子の数（Ｎ個の発光素子）
Ｍ：厚紙、ＯＨＰに対応するプロセス速度で画像を形成する際に感光ドラム上に静電潜像を形成するためにレーザー光を出射する発光素子の数（Ｍ個の発光素子）
Ｖｒ１：通常のプロセス速度で画像を形成する際のモーター（ポリゴンミラー）の回転速度
Ｖｒ２：厚紙、ＯＨＰに対応するプロセス速度で画像を形成する際のモーター（ポリゴンミラー）の回転速度
Ｐ１：通常のプロセス速度で画像を形成する際に用いられる各発光素子から出射されるレーザー光の光量
Ｐ２：厚紙、ＯＨＰに対応するプロセス速度で画像を形成する際に用いられる各発光素子から出射されるレーザー光の光量

（式１）
Ｖｐ２／Ｖｐ１＝Ｍ／Ｎ×Ｖｒ２／Ｖｒ１
（式２）
Ｐ２／Ｐ１＝Ｖｒ２／Ｖｒ１

つまり、静電潜像を形成するために使用する発光素子の数を決定し、決定された発光素子の数に応じてポリゴンミラー２０４の回転速度を制御する。この場合、本実施例の条件下では、Ｎ＝１６、Ｍ＝１０、Ｖｐ２／Ｖｐ１＝２／３、となり、式１よりＶｒ２／Ｖｒ１＝１６／１５が得られる。即ち、厚紙、ＯＨＰに画像を形成する際のポリゴンミラーの回転速度Ｖｒ２は、通常のプロセス速度で画像を形成する際のポリゴンミラー２０４の回転速度Ｖｒ１よりも１６／１５倍速い速度に制御される。

式１について図６を用いて詳しく説明する。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は感光ドラム上に静電潜像を形成する際の感光ドラム７０８上の光ビームの走査線を示す。横方向が感光ドラム７０８の回転軸に略平行な方向であり、光ビームの走査方向である。縦方向が感光ドラム７０８の回転方向である。なお、感光ドラム７０８の描写は相ら略している。

図６（Ａ）に示すように、普通紙に画像を形成する際には、Ｎ個の発光素子を用いて静電潜像が形成され、ポリゴンミラー２０４は回転速度Ｖｒ１に制御され、感光ドラム７０８は回転速度Ｖｐ１に制御される。一方、図６（Ｂ）に示すように、特殊紙に画像を形成する際には、Ｍ個の発光素子を用いて静電潜像が形成され、ポリゴンミラー２０４は回転速度Ｖｒ２に制御され、感光ドラム７０８は回転速度Ｖｐ２に制御される。なお、ポリゴンミラー２０４が回転速度Ｖｒ１に制御される場合の光ビームが感光ドラム７０８上を走査する走査速度はαＶｒ１で示される。同様に、ポリゴンミラー２０４が回転速度Ｖｒ２に制御される場合の光ビームが感光ドラム７０８上を走査する走査速度はαＶｒ２で示される。αはポリゴンミラー２０４の回転速度を感光ドラム７０８上の光ビームの走査速度に換算する換算係数である。

まず、走査線の終端Ｅから走査線の始端Ｓまでの距離は等しいので以下の式３が成り立つ。
（式３） ΔＴ１×αＶｒ１＝ΔＴ２×αＶｒ２

ΔＴ１は走査速度がαＶｒ１の場合における走査線の終端Ｅから始端Ｓまでの走査に要する時間である。ΔＴ２は走査速度がαＶｒ２の場合における走査線の終端Ｅから始端Ｓまでの走査に要する時間である。なお、終端Ｅから始端Ｓまでの間において、ＢＤ２０７へレーザー光を入射させる際の発光及び光量制御のためのレーザー光の出射以外では、発光素子はレーザー光を出射していない。式３から以下の式４が導かれる。
（式４） ΔＴ１／ΔＴ２＝Ｖｒ２／Ｖｒ１

また、普通紙に静電潜像を形成する際の第ｎ走査における先頭の走査線と第ｎ＋１走査における先頭の走査線との間隔をΔＤ１とし、隣接する走査線同士の間隔（解像度）をＲとすると、次の式５及び式６が成り立ち、式５及び式６から式７が成り立つ。
（式５） ΔＤ１＝Ｖｐ１×ΔＴ１
（式６） ΔＤ１＝Ｎ×Ｒ
（式７） Ｎ×Ｒ＝Ｖｐ１×ΔＴ１

同様に特殊紙に静電潜像を形成する際の第ｎ走査における先頭の走査線と第ｎ＋１走査における先頭の走査線との間隔をΔＤ２とし、隣接する走査線同士の間隔（解像度）をＲとすると、次の式８及び式９が成り立ち、式８及び式９から式１０が成り立つ。
（式８） ΔＤ２＝Ｖｐ２×ΔＴ２
（式９） ΔＤ２＝Ｍ×Ｒ
（式１０） Ｍ×Ｒ＝Ｖｐ２×ΔＴ２

さらに、式７及び式１０から式１１が成り立つ。
（式１１） Ｖｐ１×ΔＴ１／Ｎ＝Ｖｐ２×ΔＴ２／Ｍ

従って、式４及び式１１から式１が成り立つ。

図５（１）は、発光素子を１６個（Ｎ個）としたときの複数走査周期（ｎ周期〜ｎ＋２周期）における走査線の間隔を説明するための図である。図５（１）における感光ドラム７０８の回転速度はＶｐ１、ポリゴンミラー２０４の回転速度はＶｒ１である。即ち、図５（１）は、普通紙に画像を形成する際の画像形成条件である。図５（２）は、感光ドラム７０８の回転速度をＶｐ１の２／３であるＶｐ２に制御し、使用する発光素子を１０個（Ｍ個）とし、ポリゴンミラー２０４の回転速度をＶｒ１に制御したときの複数走査周期（ｎ周期〜ｎ＋２周期）における走査線の間隔を説明するための図である。図５（３）は、感光ドラム７０８の回転速度をＶｐ１の２／３であるＶｐ２に制御し、使用する発光素子を１０個（Ｍ個）とし、かつポリゴンミラー２０４の回転速度をＶｒ１の１６／１５倍であるＶｒ２制御したときの複数走査周期（ｎ周期〜ｎ＋２周期）における走査線の間隔を説明するための図である。

普通紙に対して画像形成する場合、図５（１）に示す画像形成条件で静電潜像を形成することによって走査線の間隔は均一になる。しかしながら、図５（２）に示すように、プロセス速度及び発光素子の数を変更して画像形成する場合、矢印で示すように走査線に解像度以上の間隔が発生してしまう。そこで、この解像度以上の間隔を補正するためにポリゴンミラー２０４の回転速度を速めることによって図５（２）に示す矢印部分の間隔を狭める。

なお、ポリゴンミラー２０４の回転速度を上げると、光ビームの走査方向における画像の幅が所望の幅よりも狭くなり、ポリゴンミラー２０４の回転速度を下げると、光ビームの走査方向における画像の幅が所望の幅よりも狭くなってしまう。そこで、本実施例の画像形成装置は、公知の技術によって光ビームの走査方向における画像の幅が所望の幅に補正する。

例えば、画像クロック信号に同期させて画像データを処理することで発光素子からレーザー光を出射させるための駆動信号（ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号）を生成する。画素の幅は画像クロック信号の周波数によって規定される。本実施例の画像形成装置は、ポリゴンミラー２０４の回転速度の増加に対して画像クロックの周波数を下げることによって光ビームの走査方向の画像の幅を所望の幅に補正する。なお、上記画像データを補正することによって補正画素あるいは補正補助画素を生成することにより画像の幅を増加させ、既存のデータから画素あるいは補助画素に対応する画像データを削除することで画像の幅を狭くするようにしてもよい。

また、ポリゴンミラー２０４の回転速度がＶｒ１に制御された場合に（感光ドラム７０８がＶｐ１に制御された場合（第一のモード））ある１つのレーザー光により露光される感光ドラム７０８上の単位面積当たりの露光量は、ポリゴンミラー２０４の回転速度がＶｒ１に制御された場合に（感光ドラム７０８がＶｐ２に制御された場合（第二のモード））ある１つのレーザー光により露光される感光ドラム７０８上の単位面積当たりの露光量よりも大きくなる。従って、ＣＰＵ１１５３はポリゴンミラー２０４の回転速度がＶｒ１の時のレーザー光の光量Ｐ１に比べて、ポリゴンミラー２０４の回転速度がＶｒ２の時のレーザー光の光量Ｐ２が大きくなるように光量を制御する（例えば、式２を満たすように制御する）。

例えば、レーザー選択部１１５２は、標準速度時に対して全１６素子の５／８にあたる１０素子分の発光素子（Ｍ＝１０）を、１６個の発光素子にて静電潜像が形成された場合の１６の発光素子の光量に対して１６／１５の光量（Ｐ２／Ｐ１＝Ｖｒ２／Ｖｒ１＝１６／１５）になるようにレーザー駆動部１１０６を介して駆動させる。ポリゴンミラー２０４の回転速度の制御分解能が光量の制御分解能に一致しない場合、レーザー駆動部１１０６は、１６個の発光素子にて静電潜像が形成された場合の１６の発光素子の光量に対して実質的にＶｒ２／Ｖｒ１の光量となるように、１０個の発光素子を制御する。

以上、厚紙やＯＨＰなどの用紙に対しては、普通紙と比較して光量が１６／１５のレーザー光により、ポリゴンミラー２０４の回転速度１６／１５×発光素子数５／８＝２／３速で画像が形成される。そして、前述の通常速度での画像形成と同様の動作で記録媒体上にトナー像が転写され、２／３速で十分に定着された後のフルカラーコピーを得る。

ここで、本実施例では式１に従い変速量を求めたが、もちろんモーターの回転速度と複数の発光素子のうちの発光する発光素子数の組合せを求める式は、式１に限るものではない。例えば、係数を別途付与し、比率を変動させても構わない。

また、本実施例では式２に従い光量を求めたが、もちろん変化させる光量を求める式は、式２に限るものではない。例えば、係数を別途付与し、比率を変動させても構わない。

また、上記実施形態では、変速を行う場合に利用する発光素子を決定してから、ポリゴンミラーの回転速度および発光素子が発光する光量を制御する流れを述べた。しかし、この構成に限るものではなく、例えば先にポリゴンミラーの回転速度および発光素子が発光する光量を決定し、その後利用する発光素子を決定するように制御してもよい。

本実施例の画像形成装置は、Ｖｐ２／Ｖｐ１＝１／Ｘ（Ｘは自然数）を満たさない場合は上述の制御を実行する。一方、Ｖｐ２／Ｖｐ１＝１／Ｘ（Ｘは自然数）を満たす場合は、ポリゴンミラーの回転速度をＶｒ１に制御するとともに、静電潜像を形成するためにＸ個のＢＤ信号が検出される毎にＮ個の発光素子から光ビームを出射させる。

また、発光制御では、発光素子またはポリゴンミラーの一部分を使用しないように制御する例を示したが、必ずしも発光素子およびポリゴンミラーの両方の一部を使用しないように制御する必要はない。また、ポリゴンミラーの回転速度と発光素子の発光量を制御しているが、必ずしも両方を制御する必要はなく、プロセス速度に応じていずれか一方のみを変化させるようにしても構わない。

以上、静電潜像の形成に使用する発光素子の数、及びポリゴンミラーの回転速度を制御することによって任意の速度にプロセス速度で画像を形成することが可能となる。

Claims (14)

1. 回転駆動される感光体と、
   前記感光体上に静電潜像を形成するための光ビームを出射する複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子から出射された前記光ビームが前記感光体の回転方向において前記感光体上の異なる位置を露光するように前記複数の発光素子が配置された光源と、
   前記光源から出射された複数の前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
   前記感光体の回転速度と、前記回転多面鏡の回転速度と、前記複数の発光素子のうち前記感光体上に静電潜像を形成するために前記光ビームを出射させる発光素子の数と、を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記感光体を回転速度Ｖｐ１に制御する場合、前記静電潜像を形成するために前記複数の発光素子のうちＮ個の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１に制御し、前記感光体の回転速度をＶｐ１よりも遅いＶｐ２に制御する場合、前記静電潜像を形成するためにＭ個（Ｍ＜Ｎ）の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１と異なるＶｒ２に制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、Ｖｐ２／Ｖｐ１と前記発光素子の数Ｎとの積が自然数でなく、かつ前記感光体の回転速度をＶｐ１に制御する場合、前記静電潜像を形成するために前記複数の発光素子のうちのＮ個の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１に制御し、
   前記制御手段は、Ｖｐ２／Ｖｐ１と前記発光素子の数Ｎとの積が自然数でなく、かつ前記感光体の回転速度をＶｐ１よりも遅いＶｐ２に制御する場合、前記静電潜像を形成するためにＭ個（Ｍ＜Ｎ）の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１と異なるＶｒ２に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記感光体の回転速度をＶｐ２に制御する場合、ＭがＶｐ２／Ｖｐ１とＮとの積の自然数の部分に等しくなるように前記光源を制御するとともに、前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１よりも速いＶｒ２に制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記感光体の回転速度をＶｐ２に制御する場合、ＭがＶｐ２／Ｖｐ１とＮとの積の自然数の部分に１を加えた値に等しくなるように前記光源を制御するとともに、前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１よりも遅いＶｒ２に制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、Ｖｐ２／Ｖｐ１＝Ｍ／Ｎ×Ｖｒ２／Ｖｒ１を満たすように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記感光体の回転速度に応じて前記潜像を形成するために前記光源から出射させる光ビームの光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記感光体の回転速度をＶｐ１に制御する場合の光量Ｐ１と前記感光体の回転速度をＶｐ２に制御する場合の光量との比率をＰ２／Ｐ１＝Ｖｒ２／Ｖｒ１に制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記回転多面鏡によって偏向された少なくとも１つの光ビームを検知して検知信号を生成する検知手段を更に備え、
   前記制御手段は、
   前記感光体の回転速度をＶｐ２に制御し、Ｖｐ２がＶｐ２／Ｖｐ１＝１／Ｘ（Ｘは自然数）を満たさない場合、前記潜像を形成するために前記Ｍ個の発光素子から前記光ビームを出射させるとともに前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１よりも速いＶｒ２に制御し、
   前記感光体の回転速度をＶｐ２に制御し、Ｖｐ２がＶｐ２／Ｖｐ１＝１／Ｘ（Ｘは自然数）を満たす場合、前記回転多面鏡の回転速度をＶｒ１に制御するとともに、前記潜像を形成するためにＸ個の前記検知信号が検出される毎に前記Ｎ個の発光素子から光ビームを出射させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記感光体上に形成される潜像をトナーによって現像する現像手段と、
   前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記トナー像が転写された前記記録媒体を定着部を通過することによって前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と
   を更に備え、
   前記感光体の回転速度がＶｐ２に制御されることによって形成されたトナー像が転写された前記記録媒体が前記定着部を通過する速度は、前記感光体の回転速度がＶｐ１に制御されることによって形成されたトナー像が転写された前記記録媒体が前記定着部を通過する速度よりも遅いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 回転駆動される感光体と、
    前記感光体上に潜像を形成するための光ビームを出射する複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子から出射された前記光ビームが前記感光体の回転方向において前記感光体上の異なる位置を露光するように前記複数の発光素子が配置された光源と、
    前記光源から出射された複数の前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
    前記感光体の回転速度を制御し、前記感光体の回転速度に応じて前記回転多面鏡の回転速度と前記潜像を形成するために光ビームを出射させる発光素子の数とを制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記感光体の回転速度に応じて前記潜像を形成するために前記発光素子から出射させる光ビームの光量を制御することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、前記感光体の回転速度に応じて制御される前記回転多面鏡の回転速度に基づいて前記発光素子の数を制御することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、前記感光体の回転速度に応じて制御される前記発光素子の数に基づいて前記回転多面鏡の回転速度を制御することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
14. 前記感光体上に形成される潜像をトナーによって現像する現像手段と、
    前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
    前記トナー像が転写された前記記録媒体が定着部を通過することによって前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と
    を更に備え、
    前記感光体の回転速度が第１の回転速度に制御されることによって形成されたトナー像が転写された前記記録媒体が前記定着部を通過する速度は、前記感光体の回転速度が前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に制御されることによって形成されたトナー像が転写された前記記録媒体が前記定着部を通過する速度よりも遅いことを特徴とする請求項１０乃至１３いずれか１項に記載の画像形成装置。

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