JP2019168566A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚紙をプリント用紙にした場合の生産性を向上することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着器に通電し、ヒータを発熱させることで、印刷メディア上に形成させたトナー像を印刷メディア上に定着させる電子写真方式の画像形成装置であって、あらかじめ決められた第１の坪量の範囲の印刷メディアにプリントする際は第１のプロセススピードで印字制御され、あらかじめ決められた第２の坪量の範囲の印刷メディアにプリントする際には前記第１のプロセススピードと異なる第２のプロセススピードで印字制御されるとともに、前記第２の坪量の範囲の印刷メディアのうち、少なくともひとつの坪量の範囲の印刷メディアは、印刷メディア上に形成される画像が、あらかじめ決められた印字率よりも低い場合に前記第１のプロセススピードで印字制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置には定着器が構成されている。この定着器内にはヒータが設けてあり、ヒータによって定着ローラが加熱される。加熱された定着ローラと定着ローラに対向した加圧ローラにより、トナー像が形成されたプリント用紙上にトナー像を定着させる。画像形成装置は、用紙の種類（紙質や坪量など）に応じて装置の制御を切り替える。

小型プリンタでは、一般的な普通紙の場合、ヒータの温度を例えば２００℃に設定し、あらかじめ決められた搬送速度でプリント用紙を搬送するように制御される。しかし、普通紙よりも坪量が大きい厚紙は、普通紙と同じ制御の場合、用紙に熱を奪われ易いため定着性が確保できなくなる。このため、厚紙の場合は、例えば、普通紙の搬送速度の半分の速度でプリント用紙を搬送する。そして、単位面積あたりのプリント用紙に与える熱量を増やして定着性を確保する。この場合、ヒータの温度は２００℃では熱量が大きすぎるので例えば１７０℃に設定される。

一方、特許文献１では、複数の記録媒体を連続して定着処理する場合、定着性能を確保する。そして、なおかつ生産性を低下させることがない画像形成装置が提案されている。また、特許文献２では、厚紙にトナー像を定着させる場合の生産性の低下を抑制する。そして、なおかつ加熱帯が異常昇温した場合には、この加熱帯への電力供給を遮断させることができる画像形成装置が提案されている。

特開２０１３−１０９０１４号公報 特開２０１２−１８９７００号公報

先に述べたように、厚紙をプリント用紙にした場合、定着性を確保するために生産性を犠牲にして画像形成が行われる。背景技術の項で述べた制御の場合は、普通紙に比べて厚紙は生産性は１／２になる。

この課題に対し、特許文献１及び特許文献２では、定着器の温度をコントロールすることにより定着性を確保し、厚紙が用いられても生産性を低下させない手法が提案されている。しかし、厚紙を用いて生産性を低下させないということは、基本的に定着器の温度を上げることに他ならない。この場合、昇温の問題が発生することは想像に難くなく、昇温問題を解決するために膨大なコストがかかるなどの問題がある。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、定着器に通電し、ヒータを発熱させることで、印刷メディア上に形成させたトナー像を印刷メディア上に定着させる電子写真方式の画像形成装置であって、あらかじめ決められた第１の坪量の範囲の印刷メディアにプリントする際は第１のプロセススピードで印字制御され、あらかじめ決められた第２の坪量の範囲の印刷メディアにプリントする際には前記第１のプロセススピードと異なる第２のプロセススピードで印字制御されるとともに、前記第２の坪量の範囲の印刷メディアのうち、少なくともひとつの坪量の範囲の印刷メディアは、印刷メディア上に形成される画像が、あらかじめ決められた印字率よりも低い場合に前記第１のプロセススピードで印字制御することを特徴とする。

本発明の構成によれば、あらかじめ決められた坪量の厚紙をプリント用紙とした際、用紙に印字する印字率をあらかじめ計測する。そして、計測結果があらかじめ決められた印字率以下であれば、普通紙をプリント用紙とした場合と同じ制御で画像形成装置を駆動させるようにしたので、厚紙をプリント用紙とした場合の生産性が向上する。

本実施形態におけるプリンタの制御フロー図 本実施形態におけるプリンタの主要部品構成図 本実施形態におけるプリンタの主要電気ブロック図 プリンタの制御基板中のモータ駆動回路の詳細結線図 モータドライバＩＣの駆動波形をあらわす図 モータドライバＩＣの駆動波形をあらわす図 レーザスキャナの構成を表す図 定着器の制御構成を表す図 定着器の制御構成を表す図 定着パターンの例を表す図 レーザスキャナの信号タイミングを表す図 レーザスキャナの信号タイミングを表す図 プリンタのプリンタドライバによってパーソナルコンピュータに表示される用紙設定画面を表す図 プリンタのプリンタドライバによってパーソナルコンピュータに表示される用紙設定画面を表す図 プリンタのプリンタドライバによってパーソナルコンピュータに表示される用紙設定画面を表す図 操作部に設けられた表示部の表示例をあらわす図 操作部に設けられた表示部の表示例をあらわす図 印字が偏った画像の例を示す図 画像データに対するドットカウントを行うウインドウの例を示す図 Ａ４サイズのプリント用紙の印字範囲を示す図 印字率が５％以下のプリントジョブに切り替わる際のタイミングチャート

（第１の実施形態）
以下、プリンタを例にとり、プリンタに具備された本発明に係る画像形成装置の構成を図面に則して更に詳しく説明する。図２は、本発明を実施した電子写真方式のプリンタの構成図である。

本実施例のプリンタ２００は、給紙カセット２０４に載置されたプリント用紙２０５に転写部２０６により画像形成するモノクロプリンタとして説明する。また、プリンタ２００のプリントサイズはここではＡ４サイズとし、作像主走査方向の長さは、Ａ４短辺幅である２１０ｍｍとする。

図２中、操作者によってプリンタ２００に接続された不図示のパーソナルコンピュータよりプリントコマンドが実行される。そして、プリンタ２００は、給紙カセット２０４に載置されたプリント用紙２０５を給紙ローラ２０７により１枚ずつ給紙する。そして、レジローラ２０８まで搬送し、一旦停止する。

Ｉ／Ｆ２０２から入力した画像データは、画像処理されたあと、レーザスキャナ２０９により、感光ドラム２０３上に潜像として画像形成される。感光ドラム２０３は、あらかじめ決められた回転速度で矢印Ａの方向に回転していて、ドラム上一面分の画像を再生する。

感光ドラム２０３は、帯電器２１１によりあらかじめ決められた電位に帯電されている。そして、レーザスキャナ２０９によって、レーザ光が当たった個所に潜像が形成される。その後、現像器２１２により感光ドラム２０３上の潜像の部分のみトナーが付着し、トナー像が形成される。レーザスキャナ２０９の駆動が開始されると、一旦停止していたプリント用紙の搬送が開始され、レジローラ２０８によって、プリント用紙２０５は転写部２０６に導かれる。

感光ドラム２０３に付着したトナーは転写部２０６において、搬送されたプリント用紙２０５にトナー像が転写される。トナー像が転写されたプリント用紙２０５は、定着ローラ２１３に導かれる。そして、あらかじめ決められた温度に制御されている定着ローラ２１３及び加圧ローラ２１６によって、付着したトナーが融解し、プリント用紙２０５にトナー像が定着する。

プリント用紙２０５は、排紙ローラ対２１４を介して排紙トレイ２１５に排紙される。このようにして、一連の電子写真プロセスを終了し、操作者は所望のプリント画像を得る。プリンタ２００の一連の制御は制御基板２０１によって制御される。

図３は、本発明を実施した複写装置の電気ブロック図である。図３中、図２に示した同一部材は同一部番を付している。図３中、２０１は制御基板であり、装置の制御を行うＡＳＩＣ３０１、ＡＳＩＣ３０１の動作プログラムが格納してあるＲＯＭ３０２が実装されている。またデータの一時的な格納及び画像データの書き込みと読み出しを行うＲＡＭ３０３がシステムバス３０４で接続されて実装してある。ＡＳＩＣ３０１はＣＰＵ機能を有するＳｙｓｔｅｍＯｎＣｈｉｐ（ＳＯＣ）タイプのＡＳＩＣである。以降に述べる「ＡＳＩＣ３０１の制御」は、実質ＡＳＩＣに内蔵されるＣＰＵの機能によって制御される。

Ｉ／Ｆ２０２から入力した画像データは、ＡＳＩＣ３０１によって画像処理された後に２値化され、レーザスキャナ２０９に転送される。ＡＳＩＣ３０１には、このレーザスキャナ２０９が接続され、レーザスキャナ２０９の駆動制御を行う。

レーザスキャナ２０９では、受信した２値画像データをレーザ光のオン／オフ信号に変換する。そして、感光ドラム２０３上を走査して感光ドラム２０３上に画像の潜像を形成する。動作詳細については後述する。さらにＡＳＩＣ３０１にはモータドライバ３０５が接続されている。モータドライバ３０５に接続されるモータ３０６は、本発明を実施するプリンタ２００の駆動源である。モータ３０６は不図示の複数の連結ギアに連結している。そして、図２における感光ドラム２０３、給紙ローラ２０７、レジローラ２０８、定着ローラ２１３、排紙ローラ２１４の駆動軸と連結されている。

従って、プリンタ２００のプリント動作時には、モータ３０６の駆動に従って、感光ドラム２０３、給紙ローラ２０７、レジローラ２０８、定着ローラ２１３、排紙ローラ２１４が全て同期して動作する。ＡＳＩＣ３０１には、操作部３０７も接続されており、プリンタ２００の状態を表示する。操作部３０７には、１行のＬＣＤ（液晶表示デバイス）が実装されており、図１６及び図１７に表示例を示す。

図１６はプリンタ２００がスタンバイ状態であるときの表示例である。左端の２桁の数字は残りのジョブ枚数を示している。中央の文字列は、プリンタ２００の動作状態を示している。右端のテキストはプリンタ２００にセットされている用紙サイズを示している。ジョブを実行中、操作部３０７のＬＣＤの表示例を図１７に示す。図１７は、残り５枚のＡ４用紙の印刷ジョブを実行中であることを示している。

（モータ３０６の制御）
図４では、図３中特にＡＳＩＣ３０１とモータドライバ３０５とモータ３０６の接続について詳細を示している。図４中、図３に示した同一部材は同一部番を付している。ＡＳＩＣ３０１のポートＰＨＡ及びＰＨＢからは、モータを駆動する相信号が出力され、モータドライバ３０５に入力する。

モータドライバ３０５は２相励磁で駆動されるものとし、ポートＰＨＡ及びＰＨＢの相信号は図５に示す信号が出力される。モータドライバ３０５では、入力するＰＨＡ１、ＰＨＢ１入力信号に従って、図５に示す、ＡＯＵＴ１、ＡＯＵＴ２、ＢＯＵＴ１、ＢＯＵＴ２（各々２４Ｖ振幅）を出力する。そして、コネクタ４０２に接続されているモータ３０６がコネクタ４０３を介して回転駆動する。

ＡＳＩＣ３０１のＤ／Ａポートからはアナログ電圧が出力し、モータドライバ３０５のＶＲＥＦＡ端子及びＶＲＥＦＢ端子に入力する。このＶＲＥＦＡ及びＶＲＥＦＢに入力する電圧と、電流検出抵抗４０４Ａ及び４０４Ｂの抵抗値に従って、モータ３０６を駆動する駆動電流が決定する。

モータドライバ３０５では、駆動電流をＩｏｕｔ、電流検出抵抗値をＲｓ、ＶＲＥＦＡ及びＶＲＥＦＢの電圧値をＶｒｅｆとする。Ｉｏｕｔは、
Ｉｏｕｔ＝Ｖｒｅｆ／Ｒｓ ・・・（式１）
で求めることができるものとする。

ここでは、Ｒｓ＝２．８Ω、Ｖｒｅｆ＝２．８Ｖに設定する。この設定によって、（式１）よりモータ３０６の駆動電流を１Ａに設定することができる。また、Ｖｒｅｆ＝１．４Ｖに設定することにより、モータ３０６の駆動電流を０．５Ａに設定することもできる。

本発明を実施するプリンタ２００は、プリント用紙に普通紙が用いられる場合の通常動作としてプロセススピードを２００ｍｍ／ｓに設定する。そして、各駆動系がプロセススピード２００ｍｍ／ｓで駆動するように制御される。このとき、モータ３０６の駆動電流は、プロセススピード２００ｍｍ／ｓに対応した駆動電流１Ａが設定されている。

一方、ＡＳＩＣ３０１から出力されるＰＨＡ及びＰＨＢ、モータドライバ３０５から出力されるＡＯＵＴ１、ＡＯＵＴ２、ＢＯＵＴ１、ＢＯＵＴ２の波形は図５のように制御される。ここではモータ３０６はステッピングモータであるものとする。プロセススピードを２００ｍｍ／ｓにするためには、モータ３０６に３６００ｐｐｓ（ｐｕｌｓｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）の駆動クロックを与えるものとする。従って、図５の駆動周期は約２７８ｕＳとなる。一方、プリント用紙に厚紙が用いられる場合には、厚紙への定着性を確保するために、プロセススピードを１００ｍｍ／ｓにしてプリンタの制御が行われる。

このとき、モータ３０６の回転速度は１／２に制御される。同時にモータ３０６の駆動電流は０．５Ａに設定される。ＡＳＩＣ３０１から出力されるＰＨＡ及びＰＨＢ、モータドライバ３０５から出力されるＡＯＵＴ１、ＡＯＵＴ２、ＢＯＵＴ１、ＢＯＵＴ２の波形は図６のように制御される。プロセススピードを１００ｍｍ／ｓにするためには、モータ３０６に１８００ｐｐｓの駆動クロックを与えるものとする。従って、図６の駆動周期は約５５６ｕＳとなる。図５と図６を比較するとわかるように、プロセススピード１００ｍｍ／ｓ時のモータ３０６の駆動周期は、プロセススピード２００ｍｍ／ｓ時の１／２になっている。

（レーザスキャナ２０９の制御）
続いて、図３に示したレーザスキャナ２０９の動作詳細について説明する。図７は、レーザスキャナ２０９内部の構成と、周辺部材のレイアウトを示す図である。レーザスキャナ２０９は、光源である半導体レーザ７０１、コリメータレンズ７０２、開口絞り７０３、シリンドリカルレンズ７０４、ポリゴンミラー７０５、スキャナモータ７０６を含んで構成される。また、トーリックレンズであるｆ−θレンズレンズ７０７、ｆ−θレンズレンズ７０８も有している。

コリメータレンズ７０２は、半導体レーザ７０１から射出されたレーザ光を平行光束に変換する。開口絞り７０３は、通過するレーザ光の光束を制限する。シリンドリカルレンズ７０４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り７０３を通過した光束をポリゴンミラー７０５の反対面に主走査方向に長い楕円像として結像する。

回転多面鏡であるポリゴンミラー７０５は、スキャナモータ７０６により図中矢印Ｂ方向にＡＳＩＣ３０１の制御によって、一定速度で回転している。そして、反射面上に結像したレーザ光を偏光走査する。トーリックレンズは、ｆ−θ特性を有する光学素子であり、主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折率を有する。ｆ−θレンズ７０７の主走査方向の表裏の両レンズ面は、非球面形状により成っている。ｆ−θレンズ７０８は、ｆ−θ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向で互いに異なる倍率を有する。

ＢＤ発生器７０９は、レーザビーム検出手段として機能するビームデテクタである。ＢＤ発生器７０９は、プリンタ２００が備える感光ドラム２０２の画像形成領域外に相当する位置に設置され、反射ミラー７１０によって反射されたレーザ光を検出する。このようにしてＢＤ発生器７０９は、走査タイミング信号ＢＤを生成する。感光ドラム２０２では、回転駆動されたポリゴンミラー７０５により偏光された半導体レーザ７０１から射出されたレーザ光のスポットがドラム軸に平行にかつ直線状に矢印Ｃ方向に走査する。

感光ドラム２０２は、普通紙が用いられる場合には、モータ３０６によってプロセススピード２００ｍｍ／ｓに相当する回転速度で矢印Ｄ方向に駆動される。また、厚紙が用いられる場合には、モータ３０６によってプロセススピード１００ｍｍ／ｓに相当する回転速度で矢印Ｄ方向に駆動される。図７では、モータ３０６の駆動軸が直接感光ドラム２０２の駆動軸に直結しているように表現している。しかし、実際にはギアなどの連結手段によって連結しており、モータ３０６の駆動が感光ドラムの駆動軸に伝達されている。

ここでは、プリント用紙に普通紙が使われる場合でも、厚紙が使われる場合でもレーザスキャナ２０９の制御は変更しないものとする。スキャナモータ７０６の複数の速度制御が比較的困難なためである。

ここでは、プリント用紙に普通紙が用いられる場合には、画像信号系は図１１のタイミングチャートのように制御される。即ち、レーザスキャナユニット２０９に供給するビデオクロックＣＫに同期して、ビデオデータＶＤを半導体レーザ７０１に入力する。ビデオデータＶＤは、２値データであり、Ｈｉのときは半導体レーザ７０１をオンしてレーザ光を発光する。先に述べたように、感光ドラム２０２にレーザ光が照射されると、照射された個所はトナーが付着しないので、白ドットとなる。ビデオデータＶＤはＢＤ発生器７０９より出力するＢＤ信号に同期して出力される。プリント用紙がＡ４サイズの場合、余白に周辺５ｍｍを設けるとすると、印字領域は図２０に示すように主走査２００ｍｍ、副走査２８７ｍｍとなる。

プリンタ２００のプリント解像度を主走査／副走査ともに６００ｄｐｉとすると主走査２００ｍｍは６００×２００／２５．４≒４７２５ドットとなる。従って、図１１で示した１ラインあたりのビデオデータＶＤのデータ数は４７２５個で構成される。

一方、副走査２８７ｍｍは６００×２８７／２５．４≒６７８０ラインとなる。従って、図１１で示した１ラインから最終ラインまでのライン数数は６７８０ラインで構成される。つまり、Ａ４サイズの総ドット数は、４７２５×６７８０＝３２０３５５００ドットで構成される。図１１中、信号ＬＯＦＦは、半導体レーザ７０１を強制的にオフさせる信号である。ここではＬＯＦＦがＨｉのときに強制オフするものとする。図１１では常時Ｌｏなので、半導体レーザ７０１のオン／オフはビデオデータＶＤのＨｉ／Ｌｏに従って制御される。

一方、プリント用紙に厚紙が用いられる場合には、図１２タイミングチャートのように制御される。即ち、レーザスキャナユニット２０９に供給するビデオクロックＣＫに同期して、ビデオデータＶＤを半導体レーザ７０１に入力するように制御される。しかし、ビデオデータＶＤはＢＤ発生器７０９より出力するＢＤ信号に２回に１回の割合で同期して出力される。ビデオデータＶＤが出力されないタイミングでは、ＬＯＦＦ信号をＨｉに制御し、半導体レーザの発光を強制オフする。従って、ビデオデータＶＤが出力されないタイミングでは、感光ドラム２０２上に潜像は形成されない。

（定着器３０８の制御）
続いて、図３に示した定着器３０８の動作詳細について説明する。図３に示した定着器３０８には、図２に示した定着ローラ２１３及び加圧ローラ２１６が構成されている。定着ローラ２１３には、図８に示すように、発熱体であるセラミックヒータ８０１が構成されている。

制御基板２０１上には、トライアック８０２とフォトカプラ８０３が構成されている。ＡＳＩＣ３０１からの信号制御により、フォトカプラ８０３がオンし、それに連動してトライアック８０２がオンすることにより、セラミックヒータ８０１にＡＣ電源が通電され、セラミックヒータ８０１の温度が上昇する。

定着ローラ２１３内では、セラミックヒータ８０１近傍にサーミスタ８０５が設けられている。サーミスタ８０５の抵抗値は制御基板２０１上の抵抗電圧変換回路８０６に接続されており、抵抗値が電圧に変換される。この電圧に対するセラミックヒータ８０１の温度の関係は、あらかじめ知られており、従ってＡＳＩＣ３０１に入力する抵抗電圧変換回路８０６の出力を検出することによって、ＡＳＩＣ３０１は、セラミックヒータ８０１の温度を検出することができる。

制御基板２０１の制御の様子を図９に示す。装置に入力するＡＣ波形９０１は、ＡＣ１０波を１単位として、ＡＳＩＣ３０１によって波数制御される。図９では、ＡＳＩＣ３０１から出力される制御信号９０２によって、セラミックヒータ８０１にフルパワーの８０％の電力波形９０３が供給される様子を示している。

このように制御される電力波形９０３を、ここでは定着パターンと称する。定着パターンは、図１０に示すようにＴＰ０〜ＴＰ１１が用意され、それぞれ０〜１１００Ｗの電力を１００Ｗ刻みでセラミックヒータ８０１に印加することができる。

ここでは、プリント用紙に普通紙が用いられる場合には、図１０のＴＰ０からＴＰ８のみを適宜切り替えて、セラミックヒータ８０１の温度を２００℃に保つよう制御されるものとする。また、厚紙が用いられる場合には、図１０のＴＰ０からＴＰ６のみを適宜切り替えて、セラミックヒータ８０１の温度を１７０℃に保つよう制御されるものとする。厚紙のほうが制御温度を低く設定するが、厚紙の場合はプロセススピードが遅いため、同じ制御温度の場合、用紙の単位面積あたりに印加される熱量が大きい。このため、セラミックヒータ８０１の温度は、プリント用紙種類、プロセススピードに応じて最適な温度が設定されるよう制御されている。

以上のように構成されたプリンタ２００で、プリント用紙が坪量１０５ｇ／ｍ２の厚紙が選択された場合の制御について説明する。

操作者は、プリンタ２００を不図示のパーソナルコンピュータに接続し、パーソナルコンピュータにインストールされたプリンタドライバを立ち上げる。プリンタドライバには、図１３に示す用紙選択画面が含まれる。図１３に示すように、操作者が給紙カセット２０４にセットしたプリント用紙２０５の紙種（坪量）を選択する。プリンタ２００は選択された紙種に応じて、プロセススピード、定着器の温度などの制御を切換えて、選択された紙種に最適な画像形成を行う。坪量は１平方メートル当たりの紙の重さであり、一般的なプリント用紙には包装材に坪量が記載されている。

プリント用紙の材質は、ほとんど変わらないので、坪量の違いはほぼ用紙の厚みの違いに等しい。用紙メーカによって製造されるプリント用紙の坪量に規定はないが、代表的なプリント用紙の坪量はメーカによらずほぼ決まっている。例えば上質紙は５２．３ｇ／ｍ２、６４ｇ／ｍ２、８１．４ｇ／ｍ２、１０４．７ｇ／ｍ２である。アート紙であれば８４．９ｇ／ｍ２、１０４．７ｇ／ｍ２、１２７．９ｇ／ｍ２、１５７ｇ／ｍ２が代表的な坪量である。

プリンタ２００では、坪量が普通紙２以下の用紙は先に述べたプロセススピード２００ｍ／ｓの制御で画像形成を行う。一方坪量が厚紙１以上の用紙は先に述べたプロセススピード２００ｍ／ｓの制御で画像形成される。これまで述べてきた普通紙はここでは普通紙２を指し、厚紙は厚紙１を指す。薄紙と普通紙１では、例えば定着器の温度を普通紙２よりも低めに設定する。厚紙２では定着器の温度を厚紙１よりも高い温度に設定する。

しかし、プリンタ２００では、図１３の用紙選択画面で厚紙１が選択されたら、図１４に示す画面に表示切り換えするように制御される。図１３の表示状態において、ユーザが１０５ｇ紙を選択した場合は、図１５の画面表示に切り替える。そして、操作者に１０５ｇ紙が選択入力されたことを認識させる。ここで言う１０５ｇ紙は、上質紙及びアート紙なら１０４．７ｇ／ｍ２の坪量のプリント用紙がそれにあたる。

この後、操作者がプリンタ２００に対して、プリントジョブを入力したとき、プリンタ２００は図１に示すフローチャートに従って画像形成を行う。図１のフローチャートの制御はＡＳＩＣ３０１によって実行される。

（Ｓ１０１）
ＡＳＩＣ３０１は、操作者によってプリントジョブが入力されたかどうかを判断する。ジョブが入力されたらＳ１０２に遷移し、入力されていなかったらＳ１０１に留まる。

（Ｓ１０２）
ＡＳＩＣ３０１は、プリンタ２００にセットされている用紙種が１０５ｇ紙かどうかをプリンタドライバを介して判定する。１０５ｇ紙の場合はＳ１０３に遷移し、１０５ｇ紙以外の場合はＳ１０６に遷移する。

（Ｓ１０３）
ＡＳＩＣ３０１は、ドットカウンタの値から導かれる印字率が５％以下であるかどうかを判断する。ドットカウンタについて説明する。図３におけるプリンタ２００にＩ／Ｆ２０２を介して入力する画像データはＲＡＭ３０３に一旦格納される。データ格納の際、ＡＳＩＣ３０１は画像データのうち、黒ドットになるドットの数を計測する。画像データがＡ４サイズの場合、先に述べたように総ドット数は３２０３５５００ドットである。

従って、黒ドットの数が３２０３５５００×０．０５＝１６０１７７５個以下であれば、印字率が５％以下であると判断する。ここでは黒ドットの数を計測することをドットカウントと呼び、ドットカウントの計測手段をドットカウンタと呼ぶものとする。ドットカウンタの機能はＡＳＩＣ３０１が有している。元々１０４ｇ紙はどのような印字率であっても、普通紙２の制御で画像（特に定着性）が保障されている。１０５ｇ紙は印字率が大きいと、熱量が足らずに定着性が保証できないため、厚紙１に分類されている。

従って、印字率が低ければ問題なく画像が保障される。ここでは、どのような１０５ｇ紙でも画像保障するために５％以下の設定とした。Ｓ１０３で印字率が５％以下と判断されたらＳ１０４に遷移し、５％より大きい場合はＳ１０６に遷移する。

（Ｓ１０４）
ＡＳＩＣ３０１は、プリンタ２００の動作を普通紙２の動作で制御する。即ち、プリンタ２００のプロセススピードを２００ｍｍ／ｓ、定着器３０８の温度を２００℃、レーザスキャナの動作を図１１に示したタイミングで制御するように設定する。本来、定着器の温度を１７０℃に制御して画像形成される１０５ｇ紙であるが、普通紙２よりも紙厚が厚いので、普通紙２よりもプリント用紙に吸収される熱量が大きいので、定着器３０８が異常昇温する懸念はない。設定が終了したら、Ｓ１０５に遷移する。

（Ｓ１０５）
ＡＳＩＣ３０１は、プリントジョブが全て終了したかどうかを判断する。プリントジョブが終了していれば、このフローを終了し、プリントジョブが終了していなければＳ１０３に移行し、次のプリントジョブの印字率を判定する。

（Ｓ１０６）
ＡＳＩＣ３０１は、プリンタ２００に設定されている用紙種に従った設定を実施する。設定が終了したらＳ１０５に遷移する。

先に述べたように、図１のフローは１ページ分のプリント毎に実施される。従って、Ｓ１０３において、任意のページの遷移先がＳ１０４となり、次のページでは遷移先がＳ１０６になることがあり得る。またその逆の動作もあり得る。その場合、プリントするページを切り替える際、ＡＳＩＣ３０１による各ユニット（定着器やレーザスキャナユニットなど）の設定を変更する必要がある。しかし、設定変更内容のほとんどがＡＳＩＣ３０１内のレジスタの設定変更になるので、生産性の低下にはほとんど影響がない。

図２１に、印字率が５％以下のプリントジョブに切り替わる際のタイミングチャートを示す。図２１は、１０５ｇ紙のプリント用紙が用いられ、ｎページ目の印字率が５％よりも大きく、ｎ＋１ページ目の印字率が５％以下だった場合のタイミングチャートである。

２１０１は、画像データＶＤのタイミングを表す。ｎページ目の画像データ出力時間に比べて、ｎ＋１ページ目の画像データの出力時間は１／２になっている。２１０２は、モータ３０６の駆動信号を表す。ｎページ目の駆動信号のレートは１８００ｐｐｓ、ｎ＋１ページ目の駆動信号のレートは３６００ｐｐｓになっている。２１０３は、レーザスキャナ２０９のＢＤの扱いを表す。ｎページ目は２回に１回の割合でＢＤにビデオデータＶＤを同期させ、ｎ＋１ページ目は全ＢＤにビデオデータＶＤを同期させる。２１０４は、定着器３０８の制御温度を表す。ｎページ目は１７０℃に温度制御され、ｎ＋１ページ目は２００℃に制御される。

図中Ｔ１は、ｎページ目とｎ＋１ページ目の間に設けられた画像形成を行わない、いわゆる「紙間」の時間を表す。ｎページ目とｎ＋１ページ目で画像形成の制御が切り替わる場合、定着器３０８の温度を切り替えるが、１７０℃から２００℃に温度を切り替えるのは紙間時間（Ｔ１）で十分である。また２００℃から１７０℃に温度を切り替えるのは紙間時間（Ｔ１）で不足するが、温度が高い分には定着性に支障はない。紙間Ｔ１中、時間Ｔ２の間にモータ３０６、レーザスキャナ２０９、定着器３０８の設定を切り替えるようにＡＳＩＣ３０１によって制御される。

ＡＳＩＣ３０１は、２１０５のタイミングで、ｎページ目の画像データをレーザスキャナ２０９に送信しつつ、ｎ＋１ページ目の画像データのドットカウントを行う。同様に、ＡＳＩＣ３０１は、２１０６のタイミングで、ｎ＋１ページ目の画像データをレーザスキャナ２０９に送信しつつ、ｎ＋２ページ目の画像データのドットカウントを行う。ドットカウントに要する時間は、印字率には関係なく、画像データをＲＡＭ３０３に格納する際にドットカウントが実施される。

以上説明したとおり、坪量１０５ｇのプリント用紙が用いられる場合は、本来のプロセススピードが１００ｍｍ／ｓで制御されるのに対し、ページ内の印字率が５％以下の場合は、そのページはプロセススピードが２００ｍｍ／ｓで制御されるので、１ジョブあたりの生産性が向上する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態で説明した方法によれば、厚紙であっても普通紙と同じ生産性で、かつ定着性を確保した画像形成を行うことができる。印字率５％は、一般的な文字原稿の印字率を想定している。しかし、図１８のように黒ドットが偏った画像のプリントを行うと、印字率は５％以下でありながら、定着性が確保できない可能性がある。第２の実施形態では、この問題に対応した実施例について説明する。

図１９は、プリント用紙１９００上に切り出したウインドウ１９０１Ａ〜１９０１Ｆを表す。破線内側は、印字領域を示す。各ウインドウの主走査方向のドット数及び副走査方向のライン数は、ここでは割愛するが第２の実施形態では、第１の実施形態の図１で説明したＳ１０３の処理を、６つのウインドウについて実施する。そして、全てのウインドウで印字率が５％以下だった場合はＳ１０４に遷移し、そうでなかったらＳ１０６に遷移するように制御する。
第２の実施形態では、切り出すウインドウの数を６つにして説明したが、本発明はウインドウの数を６に限定するものではない。印字範囲内のドットを漏れなくカウントするようなウインドウの切り方であれば、ウインドウの個数は多いほうが望ましい。

以上説明したような制御を行うことによって、図１８に示した画像の場合でも、生産性は従来のままとなるが、定着性が確保された画像形成を行うことができる。

２００ プリンタ
２０１ 制御基板
２０２ Ｉ／Ｆ
２０３ 感光ドラム
２０４ 給紙カセット
２０５ プリント用紙
２０６ 転写部
２０７ 給紙ローラ
２０８ レジローラ
２０９ レーザスキャナ
２１１ 帯電器
２１２ 現像器
２１３ 定着ローラ
２１４ 排紙ローラ
２１５ 排紙トレイ
２１６ 加圧ローラ
３０１ ＡＳＩＣ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ システムバス
３０５ モータドライバ
３０６ モータ
３０７ 操作部
３０８ 定着器
４０２、４０３ コネクタ
４０４Ａ、４０４Ｂ 電流検出抵抗
７０１ 半導体レーザ
７０２ コリメータレンズ
７０３ 開口絞り
７０４ シリンドリカルレンズ
７０５ ポリゴンミラー
７０６ スキャナモータ
７０７ ｆ−θレンズレンズ
７０８ ｆ−θレンズレンズ
７０９ ＢＤ発生器
７１０ 反射ミラー
８０１ セラミックヒータ
８０２ トライアック
８０３ フォトカプラ
８０６ 抵抗電圧変換回路
９０１ ＡＣ波形
９０２ 制御信号
９０３ 電力波形
１９００ プリント用紙
１９０１Ａ〜１９０１Ｆ ウインドウ

Claims (2)

1. 定着器に通電し、ヒータを発熱させることで、印刷メディア上に形成させたトナー像を印刷メディア上に定着させる電子写真方式の画像形成装置であって、
   あらかじめ決められた第１の坪量の範囲の印刷メディアにプリントする際は第１のプロセススピードで印字制御され、あらかじめ決められた第２の坪量の範囲の印刷メディアにプリントする際には前記第１のプロセススピードと異なる第２のプロセススピードで印字制御されるとともに、前記第２の坪量の範囲の印刷メディアのうち、少なくともひとつの坪量の範囲の印刷メディアは、印刷メディア上に形成される画像が、あらかじめ決められた印字率よりも低い場合に前記第１のプロセススピードで印字制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の坪量の範囲の印刷メディアのうち、前記少なくともひとつの坪量の範囲の印刷メディア上に形成される画像を複数の領域に分割し、全ての領域が前述のあらかじめ決められた印字率よりも低い場合に、前記第１のプロセススピードで印字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。