JP2023007219A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセス速度が異なる複数の動作モードで動作する画像形成装置において、動作モードによる画質の変化を抑制する。【解決手段】光源から射出されるレーザ光を複数の反射面を有するポリゴンミラーで反射させて感光体に潜像を形成する露光手段と、入力される指示に応じて、標準モード及びプロセス速度が標準モードより遅い低速モードを含む複数の動作モードで画像形成装置の動作を制御する制御手段と、を備え、標準モードを指定する指示が入力された場合又は動作モードの指定が入力されない場合、ポリゴンミラーの複数の反射面の全てを用いてレーザ光を反射させ、低速モードを指定する指示が入力された場合、プロセス速度を標準モードの０．５倍より速くし、ポリゴンミラーの回転速度を標準モードより速くし、ポリゴンミラーの複数の反射面のうち一部の反射面のみにレーザ光を反射させる。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

レーザービームプリンタにおいて、普通紙と比較してトナーが定着しづらいラフ紙や厚紙等の記録材に画像形成する場合に、定着性を確保するためにプロセス速度を標準モードより遅くした低速モードで画像形成する技術がある。プロセススピードを遅くすると記録材が定着部を通過する時間が長くなるため、トナー像を定着させるために十分な熱をトナーや記録材に伝えることができ、定着性が向上する。

低速モードを実現する方法としては、感光体を露光する露光装置のポリゴンミラーの回転速度は標準モードから変えず、感光体の回転速度を遅くする方法がある。この方法では、標準モードと低速モードとで副走査方向の解像度が異ならないように、画像処理で副走査方向の解像度を変更する。低速モードを実現する方法としては、ポリゴンミラーの反射面を面飛ばしで使用することによっても実現できる（特許文献１、２を参照）。例えば、ポリゴンミラーの反射面を１面飛ばしで使用するとともに、感光体の回転速度を標準モードの半分の速度にすることで、標準モードと低速モードとで副走査方向の潜像の解像度が変わらないようにすることができる。

特許第５８９６６２０号 特開２００７－２９８７９３号公報

低速モードと標準モードとでプロセス速度が大きく変わると、ハーフトーンの濃度、白抜き文字の見え方、小ドットの大きさ等の画質が変化してしまう。特に、ジャンピング現像方式でトナー像を現像する画像形成装置では、プロセス速度が変化すると現像ニップにおけるトナー往復回数が変化する。そのため、低速モードと標準モードとで画質の変化が大きく、トーンカーブ補正等の画像処理で画質の変化を抑制することにも限界がある。本発明は、プロセス速度が異なる複数の動作モードで動作する画像形成装置において、動作モードによる画質の変化を抑制することを目的とする。

本発明は、感光体と、
駆動手段により回転駆動され、複数の反射面を有するポリゴンミラーと、
光源から射出されるレーザ光を前記ポリゴンミラーで反射させて前記感光体を走査することで前記感光体に潜像を形成する露光手段と、
前記感光体に形成された潜像にトナーを付着させて前記感光体にトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体に形成されたトナー像を直接に又は中間転写体を介して記録材に転写する転写手段と、
前記トナー像が転写された記録材を加熱することで前記トナー像を定着させる定着手段と、
を備える画像形成装置であって、
入力される指示に応じて、前記画像形成装置の動作を、標準モード及び前記定着手段を
通過する記録材の速度を規定するプロセス速度が前記標準モードのプロセス速度より遅い低速モードを含む複数の動作モードで制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
動作モードとして前記標準モードを指定する指示が入力された場合及び特定の動作モードを指定する指示が入力されない場合、前記露光手段の前記ポリゴンミラーの複数の前記反射面の全てを用いて前記レーザ光を反射させるよう制御し、
動作モードとして前記低速モードを指定する指示が入力された場合、前記プロセス速度を前記標準モードの前記プロセス速度の０．５倍より速くし、前記ポリゴンミラーの回転速度を前記標準モードにおける前記ポリゴンミラーの回転速度より速くし、前記露光手段の前記ポリゴンミラーの複数の前記反射面のうち一部の反射面のみにレーザ光を反射させるよう制御することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、プロセス速度が異なる複数の動作モードで動作する画像形成装置において、動作モードによる画質の変化を抑制することができる。

実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施形態に係る露光装置の概略構成を示す上面図である。 実施形態に係る現像部の概念図である。 現像ギャップのトナー往復回数と現像可能トナー量の関係を示す図である。 実施形態におけるプロセス速度と画像濃度の関係を示す図である。 実施形態に係る定着部の概念図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

図１は、本実施形態による画像形成装置９の概略的な構成図である。画像形成装置９はＡ４モノクロレーザビームプリンタであり、露光装置４００のレーザ駆動部３００は、画像信号生成部１００から出力される画像データに基づき、レーザ光２０８を射出する。このレーザ光２０８は、導電性のゴムローラ等で構成される帯電部２により帯電された感光体４を走査・露光し、感光体４の表面に潜像を形成する。現像部３は、感光体４の表面の潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。また、給紙ユニット８から供給される記録材は、ローラ５により感光体４と転写ローラ４１とのニップ領域に搬送される。転写ローラ４１は、感光体４に形成されたトナー像を、ローラ５から搬送される記録材に転写する転写手段である。なお、本実施形態では感光体４から記録材に直接にトナー像を転写する構成を例示したが、中間転写体を介して間接的に記録材にトナー像を転写する構成でもよい。記録材に転写されずに感光体４の表面に残った転写残トナーは不図示のクリーニング部により清掃され、感光体４の表面は次の画像形成に供される。一方、トナー像が転写された記録材は、定着部６に搬送される。定着部６は、記録材を加熱・加圧してトナー像を記録材に定着させる定着手段である。トナー像が定着された記録材は、排紙ローラ７により画像形成装置９の外部に排出される。画像形成装置９は、画像形成装置９の動作を制御する制御部５００と、制御部５００にユーザが指示を入力するための入力部５１０を有する。入力部５１０は、例えば画像形成装置９の本体に設けられたボタン、タッチパネルディスプレイ、キーボード、直接又はネットワーク等を介して間接に接続されたコンピュータ等の入力手段である。制御部５００は、入力部５１０から入力された指示に基づき、後述する標準モード及び低速モードを含む複数の動作モードで画像形成装置９の動作を制御する制御手段である。また、制御部５００は、入力部５１０から入力される指示により指
定された動作モードに応じて、露光装置４００や感光体４、ローラ５、定着部６等の動作を制御し、画像形成装置９のプロセス速度を制御する。プロセス速度は定着部６を通過する記録材の速度を規定する。制御部５００は、入力部５１０から特定の動作モードを指定する指示が入力されない場合、デフォルトの動作モードとして標準モードで画像形成装置９の動作を制御する。

＜露光装置＞
図２は、本実施形態による露光手段である露光装置４００の主走査方向の断面図を示している。光源４０１が射出したレーザ光２０８は、開口絞り４０２によって楕円形状に整形されてカップリングレンズ４０３に入射する。カップリングレンズ４０３を通過したレーザ光２０８は、略平行光に変換されて、アナモフィックレンズ４０４に入射する。なお、略平行光とは、弱収束光及び弱発散光を含む。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射する光束を主走査断面内においては収束光に変換する。また、アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面内においてポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａの近傍に光束を集光しており、主走査方向に長い線像を形成する。

アナモフィックレンズ４０４を通過した光束は、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａにて反射される。ポリゴンミラー４０５は複数の反射面４０５ａを有する。本実施例ではポリゴンミラー４０５は４面の反射面４０５ａを有する。反射面４０５ａで反射したレーザ光２０８は、結像レンズ４０６を透過し、感光体４の表面で結像し、所定のスポット状の像（以降、スポットと記述する）を形成する。ポリゴンミラー４０５は、駆動手段である駆動モータ４０８により一定の角速度で回転駆動される。これにより、感光体４の被走査面４０７上でスポットが主走査方向に移動し、被走査面４０７上に静電潜像を形成する。なお、主走査方向とは、感光体４の表面に平行で且つ感光体４の表面の移動方向に直交する方向である。

ビームディテクト（以降、ＢＤと記述する）センサ４０９は、被走査面４０７上に静電潜像を書き込むタイミングを決定する同期用光学系である。レーザ光２０８は、フォトダイオードを含むＢＤセンサ４０９に入射し検知される。ＢＤセンサ４０９によりレーザ光２０８を検知したタイミングに基づいて、書き込みタイミングの制御が行われる。ＢＤセンサ４０９で高精度にタイミングを検知できるレーザ出力の範囲があり、その範囲以下のレーザ出力になると検知精度が低下し静電潜像を書き込むタイミングがずれることがある。検知精度を高めるためにＢＤセンサ４０９の前に集光レンズを設けて低いレーザ出力で検知精度を高めることもできるが、配置のためのスペースやコストが増加する。なお、光源４０１は１つの発光部から構成されていてもよいし、独立して発光制御可能な複数の発光部から構成されていてもよい。

＜標準モードと低速モード＞
画像形成装置９の動作は、制御部５００により、定着部６を通過する記録材の速度を規定するプロセス速度が異なる動作モードを含む複数の動作モードで制御される。本実施形態ではプロセス速度は感光体４の回転速度でもある。具体的には、制御部５００は、標準的な画像形成で用いられるデフォルトの動作モードである標準モードと、プロセス速度が標準モードより遅い低速モードと、を含む複数の動作モードで画像形成装置９の動作を制御する。画像形成装置９は、標準モードでは感光体４及び記録材の搬送速度が２００ｍｍ／ｓｅｃでプリント動作する。標準モードは、Ａ４モノクロレーザビームプリンタで最もよく使用されるモードで、工場出荷時のデフォルトモードである。つまり、標準モードは最も多くの記録材に対応しているモードである。Ａ４サイズやレターサイズのいわゆる普通紙は、標準モードで６００ｄｐｉの解像度でプリントされる。低速モードは、厚紙やラフ紙等のトナーの定着性が低い記録材に画像形成する場合に好適な動作モードである。ユ
ーザは、入力部５１０を介して、所望の動作モードを指定する指示を入力することができる。制御部５００は、入力部５１０から入力された指示で指定された動作モードに応じて、画像形成装置９の動作を制御する。入力部５１０は、標準モード又は低速モードの動作モードを直接ユーザが指定可能に構成されてもよいし、ユーザが記録材の種類を指定可能に構成され、制御部５００が指定された記録材の種類に応じて最適な動作モードを設定するようにしてもよい。例えば、ユーザが記録材として普通紙を指定した場合、制御部５００は動作モードを標準モードに設定し、ユーザが厚紙やラフ紙を指定した場合、低速モードに設定するようにしてもよい。また、入力部５１０は、画像形成装置９に直接又はネットワークを介して接続されたコンピュータから画像データとともに動作モードの指定を含む画像形成に関する指示を取得するよう構成してもよい。この場合、制御部５００はコンピュータから入力された指示において指定された動作モードで画像形成装置９の動作を制御する。また、入力部５１０から明示的に特定の動作モードを指定する指示が入力されない場合、制御部５００はデフォルトの動作モードとして標準モードで画像形成装置９の動作を制御する。

＜ポリゴンミラーの回転速度と解像度の関係＞
低速モードのプロセス速度を標準モードのα倍（α＜１）に遅くする場合、低速モードでも標準モードと同じ解像度で画像形成を行うためには、２つの方法が考えられる。

第１に、低速モードにおいてポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを標準モードと同様に全面使用するとともに、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードのα倍に遅くする方法である。この場合、低速モードにおいて感光体４の表面が１ドット分進む時間は、標準モードと同様にポリゴンミラー４０５が９０°回転する時間となる。従って、ポリゴンミラー４０５の回転速度を遅くすることで低速モードでも標準モードと同じ解像度で画像形成を行うことができる。

第２に、低速モードにおいてポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用して感光体４の露光を行うとともに、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの２α倍にする方法である。この場合、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用するので、感光体４の表面が１ドット分進む時間は、ポリゴンミラー４０５が１８０°回転する時間となる。従って、ポリゴンミラー４０５の回転速度を速くすることで低速モードでも標準モードと同じ解像度で画像形成を行うことができる。α＞０．５の場合、低速モードではポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードより速くすることになる。

＜ポリゴンミラーの回転速度とレーザ出力の関係＞
ポリゴンミラー４０５の回転速度が変化すると、光源４０１のレーザ出力が一定の場合、感光体４の表面の１ドット当たりの光量が変化する。ポリゴンミラー４０５の回転速度が標準モードのβ倍になった場合、感光体４の表面の１ドット当たりの光量は標準モードの１／β倍になる。すなわち、レーザ出力が一定の場合、ポリゴンミラー４０５の回転速度が遅くなる（β＜１）と、感光体４の表面の１ドット当たりの光量は増加する。ポリゴンミラー４０５の回転速度が速くなる（β＞１）と、感光体４の表面の１ドット当たりの光量は減少する。

感光体４の表面の１ドット当たりの光量の変化は、記録材に形成される画像の濃度に影響する。従って、標準モードと低速モードとで形成される画像の濃度に変化が生じるのを抑制するためには、標準モードと低速モードとで感光体４の表面の１ドット当たりの光量を一定に保つ必要がある。

低速モードのポリゴンミラー４０５の回転速度が標準モードのβ倍の場合、光源４０１
から出力されるレーザ出力を標準モードのβ倍にすることによって、感光体４の表面の１ドット当たりの光量を標準モードと同じにすることができる。すなわち、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードより速くする場合、レーザ出力を標準モードより大きくする。一方、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードより遅くする場合、レーザ出力を標準モードより小さくする。これにより、低速モードでポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードから変化させた場合でも、形成される画像の濃度が標準モードから大きく変化しないようにすることができる。

＜レーザ出力調整範囲の制限＞
しかしながら、レーザ出力の調整可能な範囲には制限がある。例えば、レーザ出力の最大値はレーザ素子の特性によって決まっているため、レーザ出力の調整可能な範囲にはレーザ素子の特性に基づく上限がある。また、レーザ出力が小さくなるとＢＤセンサ４０９による検知が精度良く行えない。そのため、ＢＤセンサ４０９による検知結果に基づく制御を適切に行うためには、レーザ出力をＢＤセンサ４０９によって検知できる下限より小さくすることはできない。

例えば、レーザ出力の調整可能範囲の上限が標準モードのレーザ出力のγ倍（γ＞１）とし、下限が標準モードのレーザ出力のδ倍（δ＜１）とする。低速モードにおいてポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードのβ倍（β＞１）に速くする場合に、β＞γになるとレーザ出力を標準モードのβ倍に強めることができない。そのため、標準モードに対して感光体４における光量が不足し、低速モードで形成される画像の濃度は標準モードより薄くなる。一方、低速モードにおいてポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードのβ倍（β＜１）に遅くする場合に、β＜δになるとレーザ出力を標準モードのβ倍に弱めることができない。そのため、標準モードに対して感光体４における光量が過剰となり、低速モードで形成される画像の濃度は標準モードより濃くなる。

レーザ出力の調整量が大きくならないようにするためには、低速モードのプロセス速度が標準モードのα倍（α＜１）とすると、αの値に応じて低速モードにおけるポリゴンミラー４０５の制御を異ならせることが考えられる。例えば、αが１に近い値（例えば０．７５≦α＜１）の場合、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを全面使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードのα倍に遅くし、レーザ出力をα倍に小さくすることで、画像の濃度の増加が抑制される。一方、αが１から離れた値（例えば０．５≦α＜０．７５）の場合、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの２α倍に速くする。また、レーザ出力を２α倍に大きくことで、画像の濃度の低下が抑制される。レーザ出力の調整量が小さければ、ＢＤセンサ４０９の感度、レーザ素子の出力特性、感光体４の感度等の設計における制約が小さくなるため好ましい。

＜現像部＞
図３に現像部３の概念図を示す。現像部３は、感光体４に形成された潜像にトナーを付着させて感光体４にトナー像を形成する現像手段である。現像部３は、磁性１成分ジャンピング現像方式で感光体４の潜像をトナー像に現像する。現像部３は、感光体４に対向して回転可能なトナー担持体としての現像スリーブ３０１を有する。現像スリーブ３０１が回転することによって金属ブレードによって規制された磁性トナーが現像スリーブ３０１にコートされる。磁性トナーは現像スリーブ３０１内の磁石によって現像スリーブ３０１上に保持されている。本実施形態では、平均粒径８μｍの磁性トナーを使用した。

現像スリーブ３０１は感光体４の回転速度に対し所定の速度比で回転する。この速度比は感光体４と現像スリーブ３０１を回転させるギア比で規定されているため、感光体４の回転速度によらず一定である。本実施形態では、現像スリーブ３０１は感光体４の回転速
度の１１０％の速度で回転する。

感光体４の表面と現像スリーブ３０１との間には３５０μｍの現像ギャップＤＧが設けられている。現像スリーブ３０１には、ＤＣバイアスに矩形ＡＣバイアス（周波数３０００Ｈｚ，Ｖｐｐ：１．７ｋＶ）が重畳された現像バイアスが印加される。現像スリーブ３０１上のトナーが感光体４の表面へとクラウド状に飛翔し、感光体４の表面の潜像に応じたトナー像が現像される。ＡＣバイアスの１周期間のバイアス平均値として表される現像電位は、本実施形態では－３００Ｖである。感光体４の表面のレーザ光２０８で露光した部分の電位と現像電位とのコントラストは２００Ｖとする。従って、感光体４の露光された部位の電位は－１００Ｖとなる。

＜感光体の回転速度と現像性の関係＞
図３において、領域ＤＬは、現像バイアスの電界によってトナーが飛翔可能な領域を示す。この領域ＤＬにおいて、現像スリーブ３０１上のトナーは、現像バイアスの電界の力を受けて感光体４と現像スリーブ３０１の間を往復する。領域ＤＬの大きさは感光体４の回転速度（記録材の搬送速度）に依らず一定であるため、感光体４の回転速度が速いとトナーの往復回数が少なく、感光体４の回転速度が遅いとトナーの往復回数が多くなる。本実施形態では、領域ＤＬの大きさは約２～３ｍｍである。

図４にトナー飛翔可能な領域ＤＬにおけるトナーの往復回数（横軸）と現像ギャップＤＧを飛翔して現像に使用可能なトナー量（縦軸）の関係を示す。現像ギャップＤＧを飛翔して感光体４と現像スリーブ３０１の間を往復するトナーは、現像スリーブ３０１上に磁力や静電力で吸着しているトナーに衝突し現像ギャップＤＧに叩き出すことによって新たな飛翔トナーを発生させる。そのため、現像ギャップＤＧを往復するトナーが多くなるほど、現像ギャップＤＧを飛翔して現像に使用可能なトナー量が増加する。感光体４の表面上の静電潜像が同じでも、現像に使用可能なトナー量が多いほど、形成される画像は濃くなる。特にハーフトーンや小ドットや細線、白抜き文字において、現像に使用可能なトナー量の変化による形成される画像の濃度の変化が顕著に見られる。

図５に感光体４の回転速度とハーフトーン濃度の関係を示す。横軸はハーフトーンの画像データ値、縦軸は実際に記録材上に形成されたハーフトーンの濃度を示している。図５では、感光体４の回転速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ、１２０ｍｍ／ｓｅｃ、１００ｍｍ／ｓｅｃの場合のハーフトーン画像のデータ値と濃度の関係をそれぞれ示している。この関係から、画像データ値が同じでも感光体４の回転速度が遅いほど記録材に形成される画像の濃度が高くなることがわかる。

＜定着部＞
図６を用いて、定着部６について説明する。本実施形態の定着部６はフィルム加熱方式の加熱定着装置により構成される。定着部６は加熱装置としてのフィルムユニット１０と加圧ローラ２０を有する。フィルムユニット１０は、伝熱部材としての加熱用回転体である耐熱性の定着フィルム１３と、加熱部材である加熱ヒータ１１と、ヒータ保持部材であるホルダー１２を有する。定着フィルム１３の内部に加熱ヒータ１１が設けられている。加圧用回転体である加圧ローラ２０は、フィルムユニット１０に対向して設けられる。トナー像ｔが形成された記録材Ｐが、定着フィルム１３と加圧ローラ２０との間に形成された定着ニップ部に挟持され、搬送される。トナー像ｔは、定着フィルム１３とともに移動しながら記録材Ｐに定着される。

加熱ヒータ１１における定着フィルム１３との摺動面の反対側の面には、温度検知部材としてのサーミスタ１４が当接配置されている。制御部５００は、サーミスタ１４の検知温度に基づいて、加熱ヒータ１１の温度が所定の温度になるように加熱ヒータ１１の電流
を制御する。本実施形態では、標準モードにおいて記録材が定着ニップ部を通過する際のサーミスタ１４の検出温度が１８０℃になるように制御する。

＜低速モードの設定＞
厚紙やラフ紙は、定着ニップ部を通過する際にトナーを溶融させるための熱が加熱ヒータ１１からトナーに伝わりにくいため、トナーが定着しにくい。このような記録材に画像形成する場合には、低速モードで画像形成を行うことで定着性を確保することができる。低速モードではプロセス速度が遅くなり、記録材が定着ニップ部を通過する時間が長くなるため、加熱ヒータ１１からトナーに十分に熱が伝わるようになるからである。

一方、上述したように、プロセス速度が遅くなると、トナー飛翔可能領域ＤＬにおけるトナー往復回数が増加するため、形成される画像の濃度が高くなる。従って、定着性の確保のためにプロセス速度を大幅に遅くすることは好ましくない。また、低速モードと標準モードとで解像度を同じにするためには、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを全面使用して回転速度を遅くする方法と、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用して回転速度を速くする方法のいずれも可能である。ポリゴンミラー４０５の回転速度を遅くする場合、形成される画像の濃度が高くなり、ポリゴンミラー４０５の回転速度を速くする場合、形成される画像の濃度が低くなる。

これらの画質と定着性のバランスを考慮して、本実施形態では、制御部５００は、低速モードにおいて、プロセス速度を標準モードの０．５倍より速く、０．７５倍より遅い速度に制御する。また、制御部５００は、低速モードにおいて、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用してレーザ光を反射させ、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードより速くするよう制御する。低速モードのプロセス速度を標準モードのα倍（０．５＜α＜０．７５）とすると、制御部５００は、低速モードにおいて、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの２α倍（１＜２α＜１．５）に制御する。これにより低速モードでも標準モードと同じ解像度で画像形成される。なお、制御部５００は、標準モードにおいて、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを全て用いてレーザ光を反射させるよう制御する。なお、ポリゴンミラー４０５が有する反射面４０５ａの数は４面に限らず、低速モードではポリゴンミラー４０５の複数の反射面４０５ａのうち一部の反射面のみにレーザ光２０８を反射させるように制御してもよい。その場合、低速モードのポリゴンミラー４０５の回転速度は、反射面４０５ａの全数とそのうちの使用される面の数との比に基づいて適宜設定すればよい。

低速モードのプロセス速度は標準モードの半分より大きいため、プロセス速度が遅すぎることによって形成される画像の濃度が濃くなりすぎることを抑制できる。従って、ハーフトーンの濃度、白抜き文字の見え方、小ドットの大きさ等の画質が濃度変化に敏感な画像を低速モードでも良好に形成することが可能になる。また、低速モードでは定着ニップにおいてトナーが溶融するのに十分な加熱時間が確保されるため、ラフ紙等のトナーの定着性が低い記録材でも良好な画像形成を行うことが可能になる。低速モードでは、プロセス速度が遅くなることにより画像の濃度が高くなる効果と、ポリゴンミラー４０５の回転速度が速くなることにより画像の濃度が低くなる効果とが同時に現れるため、画像の濃度変動を抑制できる。なお、必要に応じて、レーザ出力を大きくすることによって、ポリゴンミラー４０５の回転速度が速くなることによる濃度低下の影響を抑制するようにしてもよい。

＜標準モードと低速モードの画質変化の評価＞
実施形態に係る画像形成装置において標準モードと低速モードのそれぞれで画像形成した場合の画質の変化を、低速モードの条件を異ならせたいくつかの実施例について評価した。ベタ白（濃度０％）からベタ黒（濃度１００％）のハーフトーンを１０％刻みで１１
個並べた画像を評価用画像として用いて、標準モードと低速モードのそれぞれで画像形成し、画像の濃度を比較した。形成された画像における１１個のハーフトーンの明度Ｌ＊をそれぞれ求め、標準モードと低速モードの明度差の最大値を代表値ΔＬ＊とした。ΔＬ＊の値に対する主観的な印象は以下の通りであり、ΔＬ＊≦５を許容範囲とした。

ΔＬ＊≦３・・・２枚の画像を並べて比較してほとんど差が見えない。
３＜ΔＬ＊≦５・・・２枚の画像を並べて比較して差がわずかに見えるが許容範囲内である。
５＜ΔＬ＊ ・・・２枚の画像を並べて比較して明らかに差が見える。

白抜き文字や小ドットにおいてもハーフトーン画像と同様、標準モードと低速モードとで形成される画像に濃度差が生じ得るが、ハーフトーン画像で観察された濃度差の主観評価と同様の傾向を示した。

また、低速モードでのラフ紙の定着性についても評価した。ラフ紙はNeenah bond classic laid text紙を使用した。評価用の画像として１２ｐｔのテキストからなる画像を用
いた。ラフ紙に形成された画像において、トナー溶融不足による文字欠け発生の有無を目視で判定した。下記の評価結果において、「〇」は文字欠けの発生が無いことを示し、「×」は文字欠けの発生が有ることを示す。各実施例及び比較例の条件と標準モードと低速モードの画質変化の評価結果を表１に示す。

（実施例１）
低速モードのプロセス速度を標準モードの０．５７（４／７）倍とし、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの１．１４（８／７）倍とした。感光体４の表面に形成する潜像のプロセス方向の解像度は、標準モード及び低速モードでともに６００ｄｐｉとした。記録材が定着部６のニップ部を通過する際のサーミスタ１４の検出温度の制御目標値は、標準モード及び低速モードでともに１８０℃とした。１１個のハーフトーン画像のうち標準モードと低速モードの明度差の最大値ΔＬ＊は３．５となり、標準モードと低速モードのハーフトーンの濃度差は許容範囲内であった。低速モードと標準モードのプロセス速度の差が大きくないためと考えられる。低速モードにおけるラフ紙の定着結果において文字欠けの発生は観察されなかった。定着ニップ部において十分な加熱時間が確保されたためと考えられる。

（実施例２）
低速モードのプロセス速度を標準モードの０．６７（２／３）倍とし、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの１．３３（４／３）倍とした。その他の条件は実施例１と同様である。標準モードと低速モードの明度差の最大値ΔＬ＊は２．８となり、標準モードと低速モードのハー
フトーンの濃度差はほとんど無かった。低速モードと標準モードのプロセス速度の差が小さいためと考えられる。低速モードにおけるラフ紙の定着結果において文字欠けの発生は観察されなかった。定着ニップ部において十分な加熱時間が確保されたためと考えられる。

（実施例３）
低速モードのプロセス速度を標準モードの０．５５（５／９）倍とし、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの１．１１（１０／９）倍とした。その他の条件は実施例１と同様である。標準モードと低速モードの明度差の最大値ΔＬ＊は４．１となり、標準モードと低速モードのハーフトーンの濃度差は許容範囲内であった。低速モードと標準モードのプロセス速度の差が大きくないためと考えられる。低速モードにおけるラフ紙の定着結果において文字欠けの発生は観察されなかった。定着ニップ部において十分な加熱時間が確保されたためと考えられる。

（比較例１）
低速モードのプロセス速度を標準モードの０．５（１／２）倍とし、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを１面飛ばしで使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードと等しくした。その他の条件は実施例１と同様である。標準モードと低速モードの明度差の最大値ΔＬ＊は５．２となり、明らかな濃度差が観察された。低速モードと標準モードのプロセス速度の差が大きいためと考えられる。低速モードにおけるラフ紙の定着結果において文字欠けの発生は観察されなかった。

（比較例２）
低速モードのプロセス速度を標準モードの０．８６（６／７）倍とし、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを全面使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの０．８６（６／７）倍とした。その他の条件は実施例１と同様である。標準モードと低速モードの明度差の最大値ΔＬ＊は２．３となり、標準モードと低速モードのハーフトーンの濃度差はほとんど無かった。低速モードと標準モードのプロセス速度の差が小さいためと考えられる。低速モードにおけるラフ紙の定着結果において文字欠けの発生が見られた。低速モードのプロセス速度が速く十分なトナーの加熱溶融が行えなかったためと考えられる。

（比較例３）
低速モードのプロセス速度を標準モードの０．５７（４／７）倍とし、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａを全面使用し、ポリゴンミラー４０５の回転速度を標準モードの０．５７（４／７）倍とした。その他の条件は実施例１と同様である。標準モードと低速モードの明度差の最大値ΔＬ＊は７．０となり、明らかな濃度差が観察された。比較例３で用いるＢＤセンサ４０９によって検知できるレーザ出力の下限値は標準モード時のレーザ出力の０．７倍であった。そのため、低速モードにおいて感光体４の表面の１ドット当たりの光量は、標準モードの０．７×（１／０．５７）＝１．２３倍となり、標準モードと同じレベルにすることができなかった。その結果、低速モードで形成される画像は標準モードよりも１０％以上濃度が高い画像となった。そのため、明らかな濃度差が観察されたものと考えられる。低速モードにおけるラフ紙の定着結果において文字欠けの発生は観察されなかった。

以上のように、本発明を適用した実施例１～３に係る画像形成装置では、標準モードと低速モードの画質の変化を抑制することができ、プロセススピードによらず安定した画質で画像形成をすることができた。従って、トナーの定着性の低い記録材に画像形成する場合には、低速モードを用いることで十分にトナーを記録材に定着させることができ、かつ
、標準モードを用いた場合と同等の画質で画像形成を行うことができた。

実施形態では現像方式として磁性１成分ジャンピング現像方式を用いた画像形成装置に本発明を適用した例を説明したが、現像方式はこの例に限られない。例えば、非磁性接触１成分現像方式や２成分現像方式でも、程度の差こそあれ、ジャンピング現像方式と同様にプロセス速度が変わると画像濃度が変化するため、本発明を適用することで低速モードにおける画質の変化を抑制する効果が得られる。また、実施形態では定着装置として定着フィルム加熱方式を用いた画像形成装置を例示したが、定着装置はこれに限られない。例えば、ローラ加熱方式、フラッシュ定着方式等の定着方式においてもプロセス速度を下げることによって定着性が向上する傾向は定着フィルム加熱方式と同様であり、本発明を適用することで低速モードにおける定着性の向上の効果が得られる。

３：現像部、４：感光体、６：定着部、４１：転写ローラ、４００：露光装置、４０５：ポリゴンミラー、５００：制御部、５１０：入力部

Claims (10)

1. 感光体と、
   駆動手段により回転駆動され、複数の反射面を有するポリゴンミラーと、
   光源から射出されるレーザ光を前記ポリゴンミラーで反射させて前記感光体を走査することで前記感光体に潜像を形成する露光手段と、
   前記感光体に形成された潜像にトナーを付着させて前記感光体にトナー像を形成する現像手段と、
   前記感光体に形成されたトナー像を直接に又は中間転写体を介して記録材に転写する転写手段と、
   前記トナー像が転写された記録材を加熱することで前記トナー像を定着させる定着手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   入力される指示に応じて、前記画像形成装置の動作を、標準モード及び前記定着手段を通過する記録材の速度を規定するプロセス速度が前記標準モードのプロセス速度より遅い低速モードを含む複数の動作モードで制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   動作モードとして前記標準モードを指定する指示が入力された場合及び特定の動作モードを指定する指示が入力されない場合、前記露光手段の前記ポリゴンミラーの複数の前記反射面の全てを用いて前記レーザ光を反射させるよう制御し、
   動作モードとして前記低速モードを指定する指示が入力された場合、前記プロセス速度を前記標準モードの前記プロセス速度の０．５倍より速くし、前記ポリゴンミラーの回転速度を前記標準モードにおける前記ポリゴンミラーの回転速度より速くし、前記露光手段の前記ポリゴンミラーの複数の前記反射面のうち一部の反射面のみにレーザ光を反射させるよう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、前記低速モードにおいて、前記プロセス速度を前記標準モードの前記プロセス速度の０．５倍より速くかつ０．７５倍より遅い速度に制御する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記低速モードにおいて、前記露光手段の前記光源から射出される光の出力を前記標準モードにおいて前記光源から射出される光の出力より大きくする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記低速モードにおいて、前記露光手段の前記ポリゴンミラーの複数の前記反射面を１面飛ばしで使用して前記レーザ光を反射させるよう制御する請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記低速モードにおける前記プロセス速度が前記標準モードにおける前記プロセス速度のα倍の場合、前記低速モードにおける前記ポリゴンミラーの回転速度を前記標準モードにおける前記ポリゴンミラーの回転速度の２α倍に制御する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記現像手段は、磁性１成分ジャンピング現像方式で現像を行う請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、デフォルトの動作モードを前記標準モードとして前記画像形成装置の動作を制御する請求項１～６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 記録材の種類を指定するユーザの指示の入力を受け付ける入力手段を備え、
   前記制御手段は、前記入力手段により入力された指示において指定された記録材の種類に応じた動作モードで前記画像形成装置の動作を制御する請求項１～７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 動作モードを指定するユーザの指示の入力を受け付ける入力手段を備え、
   前記制御手段は、前記入力手段により入力された指示において指定された動作モードで前記画像形成装置の動作を制御する請求項１～７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記入力手段により指示が入力されない場合、前記制御手段は前記標準モードで前記画像形成装置の動作を制御する請求項８又は９に記載の画像形成装置。
    

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