JP6089409B2 - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ローラを用いて搬送する印刷媒体に対して画像を形成する画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラム上に形成された静電荷をレーザビームにより露光して、画像データに基づく静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成し、このトナー像を定着ローラを用いて印刷媒体に定着させることで、印刷媒体に対して画像形成を行う技術が知られている。印刷媒体は、例えば静電吸着により搬送ベルトに吸着されて搬送され、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色の感光体ドラムを介して４色のトナー像を重ねて形成されて、定着ローラに到達される。

なお、感光体ドラムから印刷媒体に対して直接的にトナー像を形成する方式を、直転方式と呼ぶ。これに対して、感光体ドラムから中間転写ベルトに対してトナー像を形成し、この中間転写ベルト上に形成されたトナー像を印刷媒体に２次転写する方式を、中転方式と呼ぶ。

ところで、感光体ドラムは、一般的には金属製であり、公差や、熱による径の変化などは比較的小さく、そのため、線速のばらつきも小さい。一方、定着ローラは、特に上述のような４色を重ねる場合には、定着量が多いため、弾力性のあるゴム材を使用して構成されるのが一般的である。そのため、定着ローラは、公差や、熱による径の変化が感光体ドラムに比べて大きく、それに伴い、線速のばらつきも感光体ドラムに比べて大きなものとなる。

ここで、感光体ドラムと定着ローラとの間に線速差が生じた場合、例えば上述の直転方式においては、印刷媒体の搬送がこの線速差の影響を受けることになる。例えば、印刷媒体が定着ローラに引っ張られて感光体ドラムと定着ローラとの間に線速差が生じ、この線速差に応じて搬送速度が変化する。このため、印刷媒体の速度と、感光体ドラムの線速（すなわち画像形成部の線速）とが一致しなくなり、印刷媒体に形成される画像において、本来の画像に対して搬送方向（副走査方向）のずれが生じる。このずれは、定着ローラの線速度と、感光体ドラムの線速度との比に応じて主走査の間隔が変化するもので、以下では、副走査倍率ずれと呼ぶ。

このような副走査方向の倍率ずれを抑制するため、特許文献１には、はすば歯車をローラ駆動系に用いる構成が開示されている。また、特許文献２には、定着ローラや中間ベルトの周速を検知し、検知結果に基づき定着ローラや中間ベルトの駆動モータを制御してそれぞれの線速を補正する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法では、はすば歯車を用いるため歯車数が増え、ローラ駆動系の構成が複雑になるという問題点があった。また、歯車数が増えることでトルクが増大し、消費電力が増大してしまうという問題点があった。

また、特許文献２の方法では、各部間の線速が一致するまでに時間を要し、例えば中転方式の場合、２次転写部分と定着ローラとを印刷媒体が通過している際に生じる副走査倍率ずれを補正するといった、素早い制御に対応することが困難であるという問題があった。これは、直転方式の場合には、定着ローラを通過中の印刷媒体が、後端側で同時に転写も行われている状態に相当し、直転方式でも発生する問題である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像形成部の線速に対して印刷媒体の搬送速度が変化した場合の副走査方向の倍率ずれを、より簡易な構成で補正することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、クロック信号に基づく所定の周期に従いデータの読み出しが行われる記憶手段と、印刷媒体の搬送方向と平行な方向に回転する像担持体に対する、記憶手段から読み出されたデータに基づく露光を、所定の周期で制御する露光制御手段と、露光により潜像が形成された像担持体により、搬送方向と直行する方向に画像を形成する画像形成手段と、印刷媒体の、画像形成手段による画像の形成位置での搬送速度を取得する速度取得手段と、画像の副走査方向に対する伸縮である副走査倍率ずれの補正が必要な期間を速度取得手段により取得された搬送速度に応じて求め、当該期間内において画像形成手段が画像を形成する周期を変更して副走査倍率ずれを補正する補正手段とを有することを特徴とする。

また、本発明は、露光制御手段が、印刷媒体の搬送方向と平行な方向に回転する像担持体に対する、クロック信号に基づく所定の周期に従いデータの読み出しが行われる記憶手段から読み出されたデータに基づく露光を、所定の周期で制御する露光制御ステップと、画像形成手段が、露光により潜像が形成された像担持体により、搬送方向と直行する方向に画像を形成する画像形成ステップと、速度取得手段が、印刷媒体の、画像形成ステップによる画像の形成位置での搬送速度を取得する速度取得ステップと、補正手段が、画像の副走査方向に対する伸縮である副走査倍率ずれの補正が必要な期間を速度取得ステップにより取得された搬送速度に応じて求め、当該期間内において画像形成ステップが画像を形成する周期を変更して副走査倍率ずれを補正する補正ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成部の線速に対して印刷媒体の搬送速度が変化した場合の副走査方向の倍率ずれを、より簡易な構成で補正できるという効果を奏する。

図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を、画像形成を行う部分を中心に示す略線図である。 図２は、第１の実施形態による副走査倍率補正処理を概略的に示す一例のフローチャートである。 図３は、第１の実施形態に係る、用紙の位置と画像位置との関係について説明するための略線図である。 図４は、第１の実施形態に係る、用紙が搬送されている場合の各位置の一例の状態を時系列で示す略線図である。 図５は、定着ローラの温度と線速との一例の関係を示す略線図である。 図６は、第１の実施形態に係る、露光タイミングを変更可能なＬＥＤＡ制御部の一例の構成を示すブロック図である。 図７は、ＬＥＤＡ制御部からＬＥＤＡドライバに出力される各信号の一例を示すタイミングチャートである。 図８は、紙厚に基づき定着ローラの線速を求める方法について説明するための略線図である。 図９は、紙厚に基づき定着ローラの線速を求める方法について説明するための略線図である。 図１０は、紙厚に基づき定着ローラの線速を求める方法について説明するための略線図である。 図１１は、基準線速および各紙厚について求めた線速を紙厚に対してプロットしたグラフである。 図１２は、各紙厚における副走査倍率補正の補正値を紙厚に対してプロットしたグラフである。 図１３は、第１の実施形態の第２の変形例によるＬＥＤＡ制御部の一例の構成を示すブロック図である。 図１４は、第２の実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を、画像形成を行う部分を中心に示す略線図である。 図１５は、第２の実施形態による、用紙が搬送されている場合の各位置の一例の状態を時系列で示す略線図である。

以下に添付図面を参照して、画像形成装置および画像形成装置の制御方法の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を、画像形成を行う部分を中心に示す。図１に例示する画像形成装置は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿ってＣ(Cyan)、Ｍ(Magenta)、Ｙ(Yellow)およびＢＫ(Black)各色の画像をそれぞれ形成する画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫが並べられた構成を備え、所謂タンデムタイプと呼ばれる。本第１の実施形態は、画像データに従い露光を行った感光体ドラムから印刷媒体に対して直接的に画像を転写する、直転方式による画像形成装置における例である。

第１の実施形態による画像形成装置において、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２と分離ローラ１０３とにより分離給紙される用紙（印刷媒体）１０４を搬送する搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｙ、１０６Ｍおよび１０６Ｃが配列されている。これら複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｙ、１０６Ｍおよび１０６Ｃは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。

すなわち、例えば画像形成部１０６ＢＫは、感光体ドラム１０９ＢＫと、帯電器１１０ＢＫと、現像器１１２ＢＫと、除電器１１３ＢＫと、ＬＥＤＡ（発光ダイオードアレイ）ヘッド１１４ＢＫとを有し、感光体ドラム１０９ＢＫに対して搬送ベルト１０５に対向する位置に転写器１１５ＢＫを有する。

同様に、各画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍおよび１０６Ｃは、感光体ドラム１０９Ｙ、感光体ドラム１０９Ｍおよび感光体ドラム１０９Ｃと、帯電器１１０Ｙ、帯電器１１０Ｍおよび帯電器１１０Ｃと、現像器１１２Ｙ、現像器１１２Ｍおよび現像器１１２Ｃと、除電器１１３Ｙ、除電器１１３Ｍおよび除電器１１３Ｃと、ＬＥＤＡヘッド１１４Ｙ、ＬＥＤＡヘッド１１４ＭおよびＬＥＤＡヘッド１１４Ｃとをそれぞれ有する。また、各画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍおよび１０６Ｃは、各感光体ドラム１０９Ｙ、感光体ドラム１０９Ｍおよび感光体ドラム１０９Ｃに対して、それぞれ搬送ベルト１０５に対向する位置に転写器１１５Ｙ、１１５Ｍおよび１１５Ｃを有する。

以下では、繁雑さを避けるため、画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｙ、１０６Ｍおよび１０６Ｃを、画像形成部１０６ＢＫで代表させて説明を行う。また、以下では、感光体ドラム１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫについて、これらを特に区別する必要のない場合は、感光体ドラム１０９として説明を行う。

搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに巻回されたエンドレスのベルトである。この駆動ローラ１０７は、図示されない駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際して、給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は、給紙ローラ１０２により最も上のものから順に送り出され、用紙１０４の位置合わせを行うためのレジストセンサ１２１で先端を検知されて分離ローラ１０３に送り込まれる。用紙１０４は、分離ローラ１０３から送り出されて搬送ベルト１０５に到達し、静電吸着作用により搬送ベルト１０５に吸着され、回転駆動される搬送ベルト１０５により最初の画像形成部１０６ＢＫに搬送され、ここで、ブラックのトナー画像を転写される。

画像形成部１０６ＢＫは、感光体としての感光体ドラム１０９ＢＫと、この感光体ドラム１０９ＢＫの周囲に配置された帯電器１１０ＢＫと、ＬＥＤＡヘッド１１４ＢＫと、現像器１１２ＢＫと、感光体クリーナ（図示しない）と、除電器１１３ＢＫとを含む。ＬＥＤＡヘッド１１４ＢＫは、例えば、多数の発光ダイオードが、感光体ドラム１０９ＢＫに対して主走査方向に、直線状に光ビームが照射されるように並べて構成される。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９ＢＫの外周面は、暗中にて帯電器１１０ＢＫにより一様に帯電された後、ＬＥＤＡヘッド１１４ＢＫからの色ＢＫの画像データに対応した照射光により露光され、静電潜像を形成される。現像器１１２ＢＫは、この静電潜像をブラックのトナーにより可視像化する。これにより、感光体ドラム１０９ＢＫ上にブラックのトナー画像が形成される。

ここで、ＬＥＤＡヘッド１１４ＢＫの１回の点灯で感光体ドラム１０９ＢＫに対して１ライン分の露光が行われ、１回の主走査方向の走査が行われる。感光体ドラム１０９ＢＫを予め定められた角速度で回転させると共に、ＬＥＤＡヘッド１１４ＢＫを予め定められた周期で点灯させることで、等間隔の各ラインの露光が行われる。

感光体ドラム１０９ＢＫ上に形成されたトナー画像は、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５上の用紙１０４とが接する位置（転写位置）で、転写器１１５ＢＫの働きにより用紙１０４上に転写される。この転写により、用紙１０４上にブラックのトナーによる画像が形成される。

トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９ＢＫは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３ＢＫにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６ＢＫでブラックのトナー画像を転写された用紙１０４は、搬送ベルト１０５によって次の画像形成部１０６Ｙに搬送される。画像形成部１０６Ｙでは、上述した画像形成部１０６ＢＫでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙１０４上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。用紙１０４は、さらに次の画像形成部１０６Ｍおよび１０６Ｃに順次搬送され、同様の処理により、感光体ドラム１０９Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像とが、用紙１０４上に順次重畳されて転写される。こうして、用紙１０４上にフルカラーの画像が形成される。

このフルカラーの画像が形成された用紙１０４は、搬送ベルト１０５から剥離されて定着器１１６に送り込まれる。定着器１１６は、定着ローラ１２３ａと、定着ローラ１２３ａに接する加圧ローラ１２３ｂとを含み、加圧ローラ１２３ｂが定着ローラ１２３ａに対して所定の圧力を加えるように構成される。定着ローラ１２３ａは、図示されないヒータによって一定温度に加熱制御される。また、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂのうち少なくとも一方が、搬送ベルト１０５の搬送速度に対応する角速度で回転駆動される。

用紙１０４は、定着器１１６において、定着ローラ１２３ａと加圧ローラ１２３ｂとの間を通過する際に加熱されると共に圧力を加えられる。この加熱および加圧により、用紙１０４上の各色のトナー画像が用紙１０４に定着される。定着器１１６から排出された用紙１０４は、例えば光の反射を利用して用紙１０４の存在を検知する排紙センサ１２２に先端を検知され、排紙される。

（第１の実施形態の概要）
ここで、搬送ベルト１０５による線速（搬送速度）と、定着器１１６における線速とに差がある場合について考える。この場合、用紙１０４が定着器１１６を通過中に、当該用紙１０４に対して画像形成部（例えば画像形成部１０６Ｃ）にて画像の形成が行われていると、用紙１０４の定着器１１６に到達前後の搬送速度の比に応じた倍率で搬送方向（副走査方向）に伸縮した画像が用紙１０４に対して形成されてしまうことになる。この、画像の副走査方向に対するある倍率での伸縮を、副走査倍率ずれと呼ぶ。

そこで、本第１の実施形態では、画像形成位置での搬送速度に応じてＬＥＤＡヘッドによる露光タイミングを変更することで、副走査倍率ずれを補正する。以下、この補正を副走査倍率補正と呼ぶ。

より具体的には、用紙１０４が定着器１１６を通過中に画像形成部にて画像が形成される期間を求める。そして、この期間内における搬送速度を求め、求めた搬送速度に基づき、当該期間内において画像形成部における主走査の周期を補正する。本第１の実施形態では、定着器１１６における定着ローラ１２３ａの線速と、感光体ドラム１０９の線速との比（線速比）を補正値として用いて当該画像形成部のＬＥＤＡヘッドによる露光タイミングを変更する。これにより、副走査方向の速度比に応じた倍率での画像の伸縮が補正される。

この場合、定着ローラ１２３ａの線速は、用紙１０４が定着器１１６を通過中に当該用紙１０４に対して画像形成部で画像形成が行われる場合の、当該用紙１０４の当該画像形成部の位置での搬送速度であると考えることができる。一方、搬送ベルト１０５の搬送速度は、用紙１０４が定着器１１６に達する前の、当該用紙１０４の画像形成部の位置での搬送速度と考えることができる。また、搬送ベルト１０５の搬送速度は、感光体ドラム１０９の線速に対応する。

ここで、例えば用紙１０４の搬送方向のサイズが、定着ローラ１２３ａの位置から画像形成部１０６Ｃと画像形成部１０６Ｍの中間位置までのサイズである場合について考える。この場合、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫのうち、画像形成部１０６Ｃのみが、用紙１０４の定着器１１６の通過中での画像が形成可能である。しかしながら、画像形成部１０６Ｃの位置では既に画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫにおいて各色の画像形成がなされている。したがって、露光タイミングの変更は、画像形成部１０６Ｃのみならず、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫにおいて行う必要がある。

（第１の実施形態の具体的な説明）
図２は、本第１の実施形態による副走査倍率補正処理を概略的に示す一例のフローチャートである。画像形成装置は、先ず、ステップＳ１０で用紙１０４の搬送速度を求める。用紙１０４の搬送速度は、レジストセンサ１２１および排紙センサ１２２の出力と、既知のレジストセンサ１２１および排紙センサ１２２間の距離とから求めることができる。これに限らず、搬送ベルト１０５の駆動速度を取得して当該搬送速度として用いてもよい。

画像形成装置は、次のステップＳ１１で、用紙１０４が定着ローラ１２３ａを通過する通過期間を求める。通過期間は、例えばステップＳ１０で求めた用紙１０４の搬送速度と、レジストセンサ１２１の出力と、用紙１０４の搬送方向のサイズとから求めることができる。これに限らず、通過期間を、レジストセンサ１２１の出力と、排紙センサ１２２の出力と、用紙１０４の搬送方向のサイズとから求めてもよい。

次に、画像形成装置は、ステップＳ１２で、定着ローラ１２３ａの線速と、感光体ドラム１０９の線速との線速比を求める。なお、定着ローラ１２３ａの線速は、定着ローラ１２３ａが用紙１０４と接している部分における、接線方向の速度をいう。また、感光体ドラムの線速は、感光体ドラム１０９が用紙１０４に対向する部分における、感光体ドラム１０９の回転軸に直交する方向の速度である。なお、定着ローラ１２３ａの線速は、定着ローラ１２３ａにより搬送される用紙１０４の搬送速度に対応し、感光体ドラム１０９の線速は、搬送ベルト１０５の搬送速度に対応することになる。

次の、ステップＳ１３で、画像形成装置は、ステップＳ１０およびステップＳ１１で求めた通過期間と、ステップＳ１２で求めた定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比とに基づき、副走査倍率の補正を行う。すなわち、画像形成装置は、通過期間に基づき、用紙１０４が定着ローラ１２３ａを通過しながら画像形成を行われる期間を求める。そして、画像形成装置は、この期間において、各ＬＥＤＡヘッド１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｙおよび１１４ＢＫによる各感光体ドラム１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫに対する露光タイミングを線速比に基づきそれぞれ変更して、副走査倍率を補正する。

（補正期間の取得）
図３および図４を用いて、上述した図２のフローチャートにおけるステップＳ１０およびステップＳ１１の、用紙１０４の搬送速度と、定着ローラ１２３ａの通過期間の取得方法について説明する。先ず、図３を用いて、画像形成装置における用紙１０４の位置と、画像位置との関係について概略的に説明する。なお、図３において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

用紙１０４は、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２により取り出され、分離ローラ１０３に送り込まれる。このとき、分離ローラ１０３の直前の位置Ａに設けられるレジストセンサ１２１で、用紙１０４の先端が検知される。レジストセンサ１２１の出力は、用紙１０４を検知している間は”Ｈ”状態になり、用紙１０４が無い場合に”Ｌ”状態となるものとする。

用紙１０４は、分離ローラ１０３から送り出され、搬送ベルト１０５に到達すると、搬送ベルト１０５上を搬送される。そして、用紙１０４は、駆動ローラ１０７の位置に達すると、搬送ベルト１０５から剥離されて定着器１１６に送り込まれる。用紙１０４は、定着器１１６において位置Ｄで定着ローラ１２３ａを通過して排紙される。このとき、定着器１１６の排紙側の位置Ｅに設けられた排紙センサ１２２に用紙１０４の先端が検知される。排紙センサ１２２も、上述のレジストセンサ１２１と同様に、用紙１０４を検知している間は”Ｈ”状態となり、用紙１０４が無い場合に”Ｌ”状態となる。

一方、例えば画像形成部１０６Ｃにおいて、ＬＥＤＡヘッド１１４Ｃからの光ビームが、感光体ドラム１０９Ｃの、この例では感光体ドラム１０９Ｃの回転軸に対して搬送ベルト１０５と対向側の位置Ｂに照射され、露光が行われる。感光体ドラム１０９Ｃが回転し露光部分が現像され搬送ベルト１０５に到達し、転写器１１５Ｃに対応する位置Ｃにおいて、露光された画像の用紙１０４に対する転写が行われる。

図４は、用紙１０４が搬送されている場合の各位置Ａ〜Ｅの一例の状態を時系列で示す。この例では、ｎ−２枚目、ｎ−１枚目、ｎ枚目、…の複数の用紙１０４が所定の間隔（紙間と呼ぶ）を空けて連続的に搬送されている様子を示している。なお、ここでは、用紙１０４の搬送方向の紙サイズと、用紙１０４に対して画像が転写される画像領域の搬送方向のサイズとが一致しているものとして説明する。また、以下では、画像形成部１０６Ｃにおける画像形成に注目して説明を行う。

図４（ａ）は、位置Ａにおける用紙１０４の状態、すなわち、レジストセンサ１２１の出力の例を示す。”Ｈ”状態で用紙１０４がレジストセンサ１２１に検出されていることを示している。図４（ｂ）は、位置Ｂにおいて、感光体ドラム１０９Ｃに対して露光が行われ、画像が作像されるタイミングを示す。図４（ｃ）は、位置Ｂで作像された画像が位置Ｃで用紙１０４に転写されるタイミングを示す。図４（ｄ）は、用紙１０４が位置Ｄを通過、すなわち、定着ローラ１２３ａを通過するタイミングを示す。また、図４（ｅ）は、用紙１０４が排紙センサ１２２に検知されるタイミングを示す。

ｎ枚目の用紙１０４がレジストセンサ１２１に先端を検知される時点ｔ₀において、既にｎ−２枚目の用紙１０４に対する位置Ｂでの作像および位置Ｃでの転写が行われていると共に、このｎ−２枚目の用紙１０４は、一部が既に位置Ｄを通過し、ｎ−２枚目の用紙１０４のさらに一部が位置Ｅを通過し排紙されている。レジストセンサ１２１は、ｎ枚目の用紙１０４に続き、順次、ｎ＋１枚目、ｎ＋２枚目、…の用紙１０４を検知する。

位置Ｂにおいて、ｎ−２枚目の用紙１０４のための作像が終了すると、紙間に相当する時間を空けて、時点ｔ₁で次のｎ−１枚目の用紙１０４のための作像が開始される。感光体ドラム１０９Ｃが搬送ベルト１０５の搬送速度に対応する線速で回転し、位置Ｃにおいて、作像された画像のｎ−１枚目の用紙１０４への転写が、時点ｔ₂に開始される。

ｎ−１枚目の用紙１０４は、位置Ｃで画像が転写されながら搬送ベルト１０５により搬送され、時点ｔ₃で定着ローラ１２３ａに送り込まれ、位置Ｄに到達する。そして、その直後の時点ｔ₄で位置Ｅに到達し、排紙センサ１２２に検知される。

ここで、位置Ｃから位置Ｄまでの距離が用紙１０４の紙サイズよりも短い場合、ｎ−１枚目の用紙１０４が位置Ｄに到達した時点ｔ₃において、当該ｎ−１枚目の用紙１０４に対して位置Ｃで画像の転写も行われていることになる。すなわち、画像転写中のｎ−１枚目の用紙１０４は、時点ｔ₃から当該用紙１０４の終端が定着ローラ１２３ａを通過する時点ｔ₅までの期間２０２において、定着ローラ１２３ａの線速で搬送されることになる。そのため、定着ローラ１２３ａの線速と搬送ベルト１０５による搬送速度（すなわち感光体ドラム１０９Ｃの線速）とが異なっていると、画像の転写と定着ローラ１２３ａによる定着とが同時に行われる期間２０１において、感光体ドラム１０９Ｃに転写された画像のライン間隔が本来のライン間隔と異なったものとなり、副走査倍率ずれが発生することになる。

したがって、この時点ｔ₃で転写される画像の露光が行われる、時点ｔ₃より感光体ドラム１０９Ｃが位置Ｂから位置Ｃまで回転する時間を遡った時点ｔ₃’から、副走査倍率ずれの補正を行う必要がある。したがって、感光体ドラム１０９Ｃにおいて、時点ｔ₃’から画像領域が終了する時点ｔ₆までの期間２００が、副走査倍率補正が必要な期間となる。

この時点ｔ₃は、レジストセンサ１２１により用紙１０４が検知されたタイミングから求めることができる。一例として、それぞれ既知の情報である、搬送ベルト１０５による搬送速度と、レジストセンサ１２１から位置Ｄ（定着ローラ１２３ａ）までの搬送距離とに基づき、各用紙１０４について、時点ｔ₃を推測する。同様に、感光体ドラム１０９Ｃの位置Ｂから位置Ｃまでの回転分の時間も既知であるので、補正開始タイミングである時点ｔ₃’は、時点ｔ₃から推測できる。

時点ｔ₃は、レジストセンサ１２１で検知されてから排紙センサ１２２で検知されるまでの時間Δｔを計測することで推測してもよい。すなわち、ｎ枚目の用紙１０４についての時点ｔ₃は、ｎー１枚目の用紙１０４についてこの時間Δｔを計測し、この計測された時間Δｔと、それぞれ既知の情報である、レジストセンサ１２１と排紙センサ１２２との間の距離、ならびに、位置Ｃと定着ローラ１２３ａの位置Ｄとの間の距離とに基づき、時点ｔ₃を推測する。なお、用紙１０４が定着ローラ１２３ａを通過すると用紙１０４の搬送速度が変化するが、定着ローラ１２３ａから排紙センサ１２２までの距離を短く設定することで、この搬送速度の変化を無視することができる。

ここで、用紙１０４に対して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ各色の画像が位置を合わせて重畳して形成される。そのため、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ各色の感光体ドラム１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫそれぞれに対して、副走査倍率補正が必要な期間が設けられる。感光体ドラム１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫに対する当該期間は、感光体ドラム１０９Ｃに対して設けられた上述の期間２００に対して、各々の位置と搬送ベルト１０５の搬送速度とに従ってシフトされて設けられる。

（線速比の取得）
次に、図２のフローチャートにおけるステップＳ１２の、定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比の取得方法について説明する。本第１の実施形態では、線速比を、定着ローラ１２３ａの温度変化に基づき求める。

上述したように、定着ローラ１２３ａは、画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫで用紙１０４上に形成されたトナー画像を、用紙１０４に対して定着させるために、用紙１０４を加圧および加熱する。定着ローラ１２３ａは、ゴム材またはスポンジ材といった弾性材で構成されるため、加熱によって変形し、変形量に応じて線速が変化する。一方、金属で構成される感光体ドラム１０９は、定着ローラ１２３ａと比べて変形の度合が非常に小さく、線速のばらつきは極めて小さい。

図５は、定着ローラ１２３ａの温度と線速との一例の関係を示す。図５において、横軸は時間を示す。曲線２１０は、定着ローラ１２３ａの温度を示し、曲線２１１は、線速を示す。また、線２１２は、定着ローラ１２３ａの温度を制御するためのヒータ制御信号を示す。線２１２が”Ｈ”状態で、ヒータがＯＮとされ、”Ｌ”状態でＯＦＦとされている。

図中、値Ｖ₁は、常温における定着ローラ１２３ａの線速を示す。以下、この値Ｖ₁を、基準線速Ｖ₁と呼ぶ。基準線速Ｖ₁は、定着ローラ１２３ａの外径に公差があってもばらつかないように、予め、常温にて印刷媒体を１枚通紙させたときの排紙センサ１２２の出力より調整し、感光体ドラム１０９の線速に合わせる。この基準線速Ｖ₁の調整は、例えば画像形成装置毎に組立工場にて行ったり、画像形成装置に専用のモードを設けて行う。

定着ローラ１２３ａの温度は、ヒータのＯＮ／ＯＦＦによって制御される。図５において線２１２および曲線２１０で示されるように、定着ローラ１２３ａの温度は、電源ＯＮ直後からのウォーミングアップ期間で目標温度に到達され、その後、オーバーシュートおよびアンダーシュートを持ちながら、ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御に追従する。なお、１枚の用紙１０４（１ページ）の印刷に要する時間は、ヒータのＯＮ／ＯＦＦ期間に対して短いものとする。図５の例では、曲線２１１に例示されるように、定着ローラ１２３ａの温度が高くなると、当該定着ローラ１２３ａの線速が上がっている。

定着ローラ１２３ａの熱膨張による線速の変化について、より具体的に説明する。常温において回転速度Ｖ_r、直径ｒ_aの定着ローラ１２３ａの、常温における線速（基準線速Ｖ₁）は、次式（１）で表される。
Ｖ₁＝２πｒ_aＶ_r …（１）

ここで、簡単にするため、定着ローラ１２３ａの表面のみのモデルを使用する。定着ローラ１２３ａは、熱膨張率ρを持ち、常温ａから温度ｂの温度変化があった場合、温度ａ＋ｂにおける定着ローラ１２３ａの外径ｌは、式（２）で表される。したがって、式（１）を参照し、温度ａ＋ｂにおける定着ローラ１２３ａの線速Ｖ_a+bは、式（３）で表される。
ｌ＝２πｒ_a＋２πｒ_a×ｂρ＝２πｒ_a(１＋ｂρ) …（２）
Ｖ_a+b＝２πｒ_aＶ_r(１＋ｂρ) …（３）

一方、感光体ドラム１０９の線速は、基準線速Ｖ₁に等しいので、温度ａ＋ｂにおける定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａは、次式（４）で示されるようになる。したがって、線速比Ａは、定着ローラ１２３ａの径に依らず、温度変化と熱膨張率ρとにより求めることができる。
Ａ＝２πｒ_aＶ_r(１＋ｂρ)／２πｒ_aＶ_r＝１／(１＋ｂρ) …（４）

式（３）により、定着ローラ１２３ａの線速は、温度変化に比例することが分かる。すなわち、温度ａ＋ｂにおける定着ローラ１２３ａの線速Ｖ_a+bは、次式（５）で表される。この線速Ｖ_a+bは、図５においては、狙いの線速Ｖ₂として示されている。
Ｖ_a+b＝Ｖ₁ρｂ＋Ｖ₁ …（５）

（副走査倍率補正処理）
次に、図２のフローチャートのステップＳ１３による、副走査倍率補正処理について説明する。ステップＳ１２の処理で求められた、定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａに従い、ステップＳ１１で求められた、用紙１０４が定着ローラ１２３ａを通過する通過期間において、各ＬＥＤＡヘッド１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｙおよび１１４ＢＫによる露光タイミングを変更し、副走査倍率補正を行う。

より具体的には、定着ローラ１２３ａが常温の場合の露光タイミングを間隔ｆ₀とした場合、変更後の露光タイミングは、線速比Ａを用いて次式（６）で求められる。なお、式（６）において、値ｆ₁は、変更後の露光タイミングによる間隔を示す。
ｆ₁＝ｆ₀／Ａ …（６）

図６は、露光タイミングを変更可能なＬＥＤＡ制御部１０の一例の構成を示す。このＬＥＤＡ制御部１０は、各ＬＥＤＡヘッド１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｙおよび１１４ＢＫに対して設けられる。以下では、特に記載のない限り、ＬＥＤＡヘッド１１４Ｃに設けられるＬＥＤＡ制御部１０について説明する。

ＬＥＤＡ制御部１０は、画像形成を行う画像データと、画像データに同期する同期クロックＣＬＫとが入力され、画像データと、同期クロックＣＬＫに基づき生成された書込みクロックＷＣＬＫ、水平同期信号およびストローブ信号とをＬＥＤＡドライバ１１に供給する。ＬＥＤＡドライバ１１は、これら書込みクロックＷＣＬＫ、水平同期信号およびストローブ信号に従いＬＥＤＡ点灯信号を生成し、ＬＥＤＡ１２を駆動する。

印刷媒体搬送速度取得部４０は、印刷媒体（用紙１０４）の搬送速度を取得する。ここで取得される搬送速度は、基準線速Ｖ₁に対応する速度である。例えば、印刷媒体搬送速度取得部４０は、レジストセンサ１２１および排出センサ１２２の出力が供給され、供給されたこれらの出力に基づき用紙１０４の搬送速度を求める。これに限らず、印刷媒体搬送速度取得部４０は、駆動ローラ１０７を駆動する駆動手段から搬送ベルト１０５の駆動速度を取得し、取得した駆動速度を用紙１０４の搬送速度として用いてもよい。

印刷媒体位置取得部４１は、印刷媒体の位置を取得する。例えば、印刷媒体位置取得部４１に対してレジストセンサ１２１および排出センサ１２２の出力がそれぞれ供給され、用紙１０４がレジストセンサ１２１に検知されたタイミングと、用紙１０４が排出センサ１２２に検知されたタイミングとを取得し、それぞれ水平同期信号制御部２０に通知する。

ＬＥＤＡ制御部１０は、水平同期信号制御部２０と、ＦＩＦＯ(First In First Out)メモリ２１と、ＰＬＬ(Phase Locked Loop)発振器２２と、主走査カウンタ２３と、ストローブ時間制御部２４とを含む。

ＰＬＬ発振器２２は、ＰＬＬを用いて所定周波数の書込みクロックＷＣＬＫを生成する。書込みクロックＷＣＬＫは、ＬＥＤＡドライバ１１に供給されると共に、ＦＩＦＯメモリ２１および主走査カウンタ２３に供給される。主走査カウンタ２３は、供給された書込みクロックＷＣＬＫをカウントする。また、主走査カウンタ２３は、水平同期信号制御部２０から供給される水平同期信号によりリセットされる。ストローブ時間制御部２４は、１ライン当たりのＬＥＤＡ１２の点灯期間を定めるためのストローブ信号を、主走査カウンタ２３から供給されるカウンタ値に従い制御する。

水平同期信号制御部２０は、主走査カウンタ２３のカウント値に基づき水平同期信号を出力する。この水平同期信号は、ＦＩＦＯメモリ２１に供給されると共に、ＬＥＤＡドライバ１１に供給される。

図７は、ＬＥＤＡ制御部１０からＬＥＤＡドライバ１１に出力される各信号の一例のタイミングチャートを示す。なお、この図７は、露光タイミングの変更を行っていない場合の例である。図７を用いて、露光タイミング制御の基本的な動作について説明する。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ水平同期信号および書込みクロックＷＣＬＫの例を示す。水平同期信号は、例えば”Ｌ”状態で主走査の先頭を示し、主走査による１ラインの時間を定義する。すなわち、水平同期信号は、１ラインの副走査方向の長さを示す。書き込みクロックＷＣＬＫは、画素毎の書き込みタイミングを示す。

図７（ｃ）は、露光を行う画像データによるデータ信号を示す。ＦＩＦＯメモリ２１に書き込まれた画像データは、水平同期信号の”Ｌ”状態をきっかけにＦＩＦＯメモリ２１から例えば主走査の順に順次読み出され、ＬＥＤＡドライバ１１に供給される。ＬＥＤＡドライバ１１は、例えば、供給された画像データを、ＬＥＤＡ１２の各ＬＥＤを駆動する駆動部（図示しない）にそれぞれセットする。

図７（ｄ）は、ストローブ信号の例を示す。ＬＥＤＡドライバ１１は、このストローブ信号がＯＮを示している期間に、書き込みクロックＷＣＬＫに従いＬＥＤＡ１２の各ＬＥＤを画像データに従い点灯させる。

図７（ａ）に示される、水平同期信号制御部２０で生成される水平同期信号の周期を、定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａに応じて変更して露光タイミングを変更することで、副走査倍率補正を行う。

この副走査倍率補正を行う水平同期信号制御部２０の構成について、図６を用いてより詳細に説明する。水平同期信号制御部２０は、メモリ３０、周期算出部３１および周期切替部３２を含む。

メモリ３０は、副走査倍率補正を行うために必要な既知の情報を予め記憶する。例えば、メモリ３０に対して、線速比Ａを算出するために用いる情報として、基準線速Ｖ₁および定着ローラ１２３ａの熱膨張率ρが予め記憶される。また、メモリ３０に対して、補正期間を推測するために用いる情報として、定着ローラ１２３ａ、排出センサ１２２、ならびに、画像形成部１０６Ｃにより転写が行われる位置Ｃの、レジストセンサ１２１との間の距離が予め記憶される。さらに、補正期間を推測するために用いる情報として、感光体ドラム１０９Ｃが露光位置Ｂから転写位置Ｃまで回転する時間または回転の距離と、用紙１０４の搬送方向のサイズが予め記憶される。用紙１０４の搬送速度をさらにメモリ３０に記憶させておいてもよい。

周期算出部３１は、印刷媒体搬送速度取得部４０から供給される搬送速度と、印刷媒体位置取得部４１から供給される、用紙１０４がレジストセンサ１２１および排出センサ１２２に検知された各タイミングとに基づき、図２のフローチャートのステップＳ１０およびステップＳ１１の処理に従い、副走査倍率補正を行う期間を求める。例えば、図４（ｂ）を参照し、ｎ−１枚目の用紙１０４に対して、時点ｔ₃’〜時点ｔ₆の期間２００を求める。

また、周期算出部３１は、定着ローラ１２３ａの温度を測定する図示されない温度検知部から供給される温度情報と、メモリ３０に記憶される基準線速Ｖ₁および熱膨張率ρとに基づき、上述の式（１）〜式（５）に従い、定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａを求める。そして、求めた線速比Ａを用いて上述の式（６）を計算し、副走査倍率補正による変更後の露光タイミングを算出する。

周期算出部３１は、求めた副走査倍率補正を行う期間を示す情報と、副走査倍率補正による変更後の露光タイミングを示す情報とを周期切替部３２に供給する。周期切替部３２は、水平同期信号制御部２０で生成される水平同期信号の周期を、当該期間情報に示される期間内において、当該露光タイミング情報に示される露光タイミングに従った周期に切り替える。

このように、本第１の実施形態によれば、感光体ドラム１０９に対する露光タイミングを、用紙１０４の位置および搬送速度に基づき求めた補正期間内において、定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａを補正値として用いて変更している。そのため、副走査倍率ずれの補正を、簡易な構成で実行することができる。

また、線速比Ａを、定着ローラ１２３ａの温度に基づき求めているため、線速比Ａを求めるために別途センサなどのハードウェアを追加する必要が無い。

なお、１枚のみの印刷や、連続印刷における１枚目の印刷は、迅速に印刷を開始するために、用紙１０４を予め用紙トレイ１０１から送り出し、レジストローラ（図１の例では分離ローラ１０３）の部分に留めておく。そのため、上述したような、副走査倍率補正を行う期間を、レジストセンサ１２１により用紙１０４の通過を検知したタイミングに従って取得することができない。この場合、ソフトウェア的に補正期間を設定するとよい。

一例として、レジストセンサ１２１や分離ローラ１０３の位置を基準位置とし、基準位置から用紙１０４が所定速度で搬送された場合の、補正開始のタイミングを示す情報を予めメモリ３０などに記憶しておく。１枚のみの印刷が指示された場合や、連続印刷指示による１枚目の印刷時に、水平同期信号制御部２０は、メモリ３０に記憶される補正開始タイミング情報に従い周期切替部３２を制御して、補正期間における露光タイミングを変更する。補正開始タイミング情報に従った周期切替部３２の制御は、画像形成装置の全体を制御する図示されないＣＰＵ(Central Processing Unit)が行うようにしてもよい。

（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、上述の第１の実施形態の第１の変形例について説明する。定着ローラ１２３ａは、ヒータによって熱せられた熱などによる経時変化で外形が変化する場合がある。変化の状態は、定着ローラ１２３ａの材質によって異なる。例えば、スポンジ材の場合には、経時変化で縮小し、外形が小さくなる。一方、ゴム材の場合は、経時変化で膨張し、外形は大きくなる。経時変化による変形量に応じて、定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との間で線速に差が生じ、副走査倍率ずれが発生する。

そこで、本第１の実施形態の第１の変形例では、この経時変化によって発生する定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との間の線速差に起因する副走査倍率ずれの補正を行う。すなわち、本第１の変形例では、経時変化による定着ローラ１２３ａの変形量を求め、求めた変形量から定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａを算出する。

定着ローラ１２３ａの経時変化による外形の変化に対する副走査倍率補正は、例えば次のようにして行うことができる。画像形成装置内に、定着ローラ１２３ａの累積使用時間や累積印刷枚数などの、定着ローラ１２３ａの使用の頻度を示す使用度（定着ローラ１２３ａの累積使用時間や累積印刷枚数）といった、経時変化が分かる情報を取得する情報取得部を設ける。この情報取得部は、例えば、定着ローラ１２３ａの走行距離（画像形成装置の稼働時間）や、画像形成装置における印刷枚数を累積的に取得し、経時変化が分かる情報として保持する。また、水平同期信号制御部２０のメモリ３０に、情報取得部で取得した情報と、副走査倍率補正の補正値とを関連付けた補正テーブルを予め記憶させておく。

水平同期信号制御部２０において、周期算出部３１は、印刷を行う毎、あるいは、情報取得部に取得された情報の所定値毎にメモリ３０に記憶される補正テーブルを参照して補正値を求め、求めた補正値に基づき副走査倍率補正による変更後の露光タイミングを算出する。そして、周期算出部３１は、算出した副走査倍率補正による変更後の露光タイミングを示す情報と、第１の実施形態で説明したようにして求めた副走査倍率補正を行う期間を示す情報とを周期切替部３２に供給する。周期切替部３２は、供給された期間情報および露光タイミング情報に基づき、水平同期信号制御部２０で生成される水平同期信号の周期を、当該期間情報に示される期間内において、当該露光タイミング情報に示される露光タイミングに従った周期に切り替える。

本第１の実施形態の第１の変形例では、線速比Ａを、定着ローラ１２３ａの経時変化に基づき求めているため、画像形成装置の経時変化による印刷画質の劣化を抑制することができる。

（第１の実施形態の第２の変形例）
次に、上述の第１の実施形態の第２の変形例について説明する。上述した第１の実施形態では、定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａを定着ローラ１２３ａの温度に基づき求め、この線速比Ａを補正値として用いて副走査倍率補正を行っていた。これに対して、本第１の実施形態の第２の変形例では、印刷を行う印刷媒体の厚み（以下、紙厚と呼ぶ）に基づき補正値を求め、この補正値に従い副走査倍率補正を行う。すなわち、定着ローラ１２３ａと加圧ローラ１２３ｂとの間を通過する用紙１０４の厚みにより、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂが変形し、この変形量に応じて定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との間で線速に差が生じ、副走査倍率ずれが発生する。

図８〜図１０を用いて、紙厚に基づき定着ローラ１２３ａの線速を求める方法について説明する。定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂの間に対し、印刷媒体が存在しない初期状態を図８に、紙厚０．５ｍｍの印刷媒体２２１が存在する状態を図９に、紙厚１．０ｍｍの印刷媒体２２１’が存在する状態を図１０にそれぞれ示す。

先ず、図８の初期状態における定着ローラ１２３ａの線速の算出について説明する。図８（ａ）は、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂの状態を概略的に示す。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）の主要部分（点線で囲まれた部分）を拡大して示す。この図８の例では、定着ローラ１２３ａの線速が１５０ｍｍ／ｓであって、これを基準線速Ｖ₁₀とする。また、定着ローラ１２３ａと加圧ローラ１２３ｂとの接触部であるニップ部２２０の幅（ニップ幅）を５ｍｍとする。また、定着ローラ１２３ａの半径を２０ｍｍとする。

図８において、１５０ｍｍ／ｓの基準線速Ｖ₁₀を得るための定着ローラ１２３ａの角速度Ｖ_aを算出する。先ず、定着ローラ１２３ａの中心Ｏからニップ部２２０を見込む角の角度θ_aを求める。ｓｉｎ(θ_a／２)＝２０／２．５であるので、θ_a≒１４．３６°と求められる。このθ_a≒１４．３６°の回転で５ｍｍ進むので、線速１５０ｍｍ／ｓを得るための角速度Ｖ_aは、下記の式（７）のように算出される。
Ｖ_a＝１４．３６×１５０／５＝４３０．８°／ｓ …（７）

ここで、ニップ部２２０を作ることによって変形して、定着ローラ１２３ａの本来の半径より潰れた変形部分の長さＸ_aを求める。この値は、三平方の定理を利用した次式（８）により、Ｘ_a≒０．１５７ｍｍと算出される。
Ｘ_a＝２０−(２０²−２．５²)^1/2 …（８）

次に、図９を用いて、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂの間に紙厚０．５ｍｍの印刷媒体２２１が存在する状態における定着ローラ１２３ａの線速を算出する。図９（ａ）は、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂの状態を概略的に示す。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）の主要部分（点線で囲まれた部分）を拡大して示す。印刷媒体２２１の厚みが０．５ｍｍあることにより、ニップ部２２０’の変形により潰れた変形部分の長さＸ_bは、印刷媒体２２１が存在しない場合の変形部分の長さＸ_aを利用して、次式（９）により算出される。
Ｘ_b＝Ｘ_a＋０．５／２＝０．４０７ｍｍ …（９）

この長さＸ_bを用いて、長さＹ_bは、次式（１０）により算出される。ニップ部２２０’の幅Ｚ_bは、この長さＹ_bを用いて、三平方の定理により下記の式（１１）にて算出される。
Ｙ_b＝２０−Ｘ_b＝１９．５９３ｍｍ …（１０）
Ｚ_b＝(２０²−Ｙ_b ²)^1/2×２＝８．０２８ｍｍ …（１１）

ニップ部２２０’を見込む角の角度θ_bは、ｃｏｓ(θ_b／２)＝Ｙ_b／２０であるので、θ_b＝２３．１５°と算出される。この角度θ_bを用いて、定着ローラ１２３ａの線速ｖ_bが下記の式（１２）にて算出される。
ｖ_b＝(Ｖ_a／θ_b)×Ｚ_b＝１４９．４ｍｍ／ｓ …（１２）

次に、図１０を用いて、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂの間に紙厚１．０ｍｍの印刷媒体２２１’が存在する状態における定着ローラ１２３ａの線速を算出する。図１０（ａ）は、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂの状態を概略的に示す。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の主要部分（点線で囲まれた部分）を拡大して示す。印刷媒体２２１の厚みが１．０ｍｍあることにより、ニップ部２２０”の変形により潰れた変形部分の長さＸ_cは、印刷媒体２２１’が存在しない場合の変形部分の長さＸ_aを利用して、次式（１３）により算出される。
Ｘ_c＝Ｘ_a＋１．０／２＝０．６５７ｍｍ …（１３）

この長さＸ_cを用いて、長さＹ_cは、次式（１４）により算出される。ニップ部２２０”の幅Ｚ_cは、この長さＹ_cを用いて、三平方の定理により下記の式（１５）にて算出される。
Ｙ_c＝２０−Ｘ_c＝１９．３４３ｍｍ …（１４）
Ｚ_c＝(２０²−Ｙ_c ²)^1/2×２＝１０．１６８ｍｍ …（１５）

ニップ部２２０”を見込む角の角度θ_cは、ｃｏｓ(θ_c／２)＝Ｙ_c／２０であるので、θ_c＝２９．４５３°と算出される。この角度θ_cを用いて、定着ローラ１２３ａの線速ｖ_cが下記の式（１６）にて算出される。
ｖ_c＝(Ｖ_a／θ_c)×Ｚ_c＝１４８．７ｍｍ／ｓ …（１６）

図１１は、基準線速Ｖ₁₀、ならびに、上述した紙厚０．５ｍｍおよび１．０ｍｍの場合について求めた線速ｖ_bおよびｖ_cを、紙厚に対してプロットしたグラフである。紙厚が厚いほど定着ローラ１２３ａの変形が大きくなり、線速が小さくなるのが分かる。

図１２は、各紙厚における各線速ｖ_bおよびｖ_cに基づき、紙厚毎に線速比Ａを算出し、これを副走査倍率補正の補正値として紙厚に対してプロットしたグラフである。この例では、紙厚０．５ｍｍの場合の補正値がｖ_b／Ｖ₁₀＝９９．６％、紙厚１．０ｍｍ場合の補正値がｖ_c／Ｖ₁₀＝９９．１％となる。

この図１２に例示する紙厚と補正値との関係をテーブルとして予め作成し、印刷時に、印刷媒体の紙厚の情報を取得して、取得した紙厚によりこのテーブルを参照し、当該紙厚に対応する補正値すなわち線速比Ａを取得する。そして、上述した式（６）に従い変更後の露光タイミングを求め、別途求めた副走査補正の必要な期間において水平同期信号の周期を変更する。

図１３は、本第１の実施形態の第２の変形例によるＬＥＤＡ制御部１０の一例の構成を示す。なお、図１３において、上述した図６と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

水平同期信号制御部２０に対して、紙厚を示す紙厚情報が供給される。紙厚は、用紙１０４の搬送経路などに紙厚を検知するセンサを設け、このセンサの出力を紙厚情報として供給することができる。これに限らず、図示されない操作パネルから紙厚を入力するようにしてもよいし、紙厚を固定値として予めメモリ３０に記憶させておいてもよい。

水平同期信号制御部２０において、メモリ３０に対して、上述した補正期間を推測するための各情報が予め記憶されると共に、図１２を用いて説明した、紙厚と補正値とを関連付けたテーブルを予め記憶させる。周期算出部３１は、供給された紙厚情報に従いテーブルを参照し、当該紙厚情報が示す紙厚に対応する補正値を求める。そして、求めた補正値を用いて上述の式（６）に相当する計算を行い、副走査倍率補正による変更後の露光タイミングを算出する。

周期算出部３１は、第１の実施形態で説明したようにして別途求めた副走査倍率補正を行う期間を示す情報と、副走査倍率補正による変更後の露光タイミングを示す情報とを周期切替部３２に供給する。周期切替部３２は、供給された期間情報および露光タイミング情報に基づき、水平同期信号制御部２０で生成される水平同期信号の周期を、当該期間情報に示される期間内において、当該露光タイミング情報に示される露光タイミングに従った周期に切り替える。

上述では、メモリ３０に記憶された紙厚と補正値とを関連付けたテーブルを参照することで、補正値を求めているが、これはこの例に限定されない。例えば、周期算出部３１に対して紙厚に基づき補正値を算出する機能を持たせ、供給された紙厚情報に基づき副走査倍率補正の補正値を算出するようにしてもよい。

このように、本第１の実施形態の第２の変形例では、用紙１０４の紙厚に応じて副走査倍率補正を行うための補正値を求めているため、様々な印刷媒体に対応することができる。

なお、上述の第１の実施形態、第１の実施形態の第１の変形例、ならびに、第１の実施形態の第２の変形例がそれぞれ独立して実施されるように説明したが、これはこの例に限られない。すなわち、第１の実施形態、第１の実施形態の第１の変形例、ならびに、第１の実施形態の第２の変形例は、それぞれ組み合わせて実施することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態では、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫが用紙１０４に対して直接的に画像を転写する直転方式による画像形成装置に、本発明を適用させた例について説明した。これに対して、本第２の実施形態では、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫは、画像を中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルトに転写された画像をさらに用紙１０４に転写する中転方式による画像形成装置に、本発明を適用させる。

図１４は、本第２の実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を、画像形成を行う部分を中心に示す。なお、図１４において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

中間転写ベルト１３１は、上述の搬送ベルト１０５と同様にして、駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに巻回され、図示されない駆動モータにより回転駆動させられる。中間転写ベルト１３１の駆動方向の上流側から順に、複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｙ、１０６Ｍおよび１０６Ｃが配列されている。各画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｙ、１０６Ｍおよび１０６Ｃにおいて、各感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｙ、１０９Ｍおよび１０９Ｃ上に形成された各色のトナー画像は、各転写器１１５ＢＫ、１１５Ｙ、１１５Ｍおよび１１５Ｃにより、中間転写ベルト１３１に対して各色が重畳されて転写される。

用紙１０４は、給紙ローラ１０２により給紙トレイ１０１から取り出され、分離ローラ１０３から送り出されて２次転写ローラ１３０に到達する。用紙１０４の２次転写ローラ１３０までの搬送は、中間転写ベルト１３１に転写されたトナー画像が２次転写ローラ１３０によって用紙１０４に転写（２次転写）されるように制御される。用紙１０４は、中間転写ベルト１３１上のトナー画像が２次転写ローラ１３０によって転写され、定着器１１６に向けて送り出される。用紙１０４は、定着器１１６に到達すると、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂによってトナー画像が定着され、排出される。

なお、ＬＥＤＡ制御部１０の構成は、図６を用いて説明した第１の実施形態による構成と同一の構成を適用できるので、ここでの説明を省略する。

この中転方式においても、定着ローラ１２３ａの線速と、感光体ドラム１０９の線速とが異なると、上述した直転方式と同様にして副走査倍率ずれが発生する。そのため、この副走査倍率ずれを補正するために、副走査倍率補正を行う。副走査倍率補正の補正値は、上述の第１の実施形態、第１の実施形態の第１の変形例、ならびに、第１の実施形態の第２の変形例と同様に、定着ローラ１２３ａの変形量に基づき求める。

例えば、上述の第１の実施形態と同様にして、定着ローラ１２３ａの温度に基づき定着ローラ１２３ａと感光体ドラム１０９との線速比Ａを求め、この線速比Ａを補正値として用いて行う。これに限らず、副走査倍率補正の補正値を、第１の実施形態の第１の変形例と同様にして定着ローラ１２３ａの経時変化に基づき求めてもよいし、第１の実施形態の第２の変形例と同様にして、用紙１０４の紙厚に基づき求めてもよい。また、定着ローラ１２３ａの温度および経時変化、ならびに、用紙１０４の紙厚をそれぞれ組み合わせて用いて、補正値を求めてもよい。

一方、副走査倍率補正を行う期間の取得方法に関しては、上述の第１の実施形態と本第２の実施形態とでは異なったものとなる。図１５は、本第２の実施形態による、用紙１０４が搬送されている場合の各位置の一例の状態を時系列で示す。この例では、ｎ−２枚目、ｎ−１枚目、ｎ枚目、…の複数の用紙１０４が所定の紙間で連続的に搬送されている様子を示している。なお、ここでは、用紙１０４の搬送方向の紙サイズと、用紙１０４に対して画像が転写される画像領域の搬送方向のサイズとが一致しているものとして説明する。また、以下では、画像形成部１０６Ｃにおける画像形成に注目して説明を行う。

図１５（ａ）は、位置Ｂにおいて、感光体ドラム１０９Ｃに対して露光が行われ、画像が作像されるタイミングを示す。図１５（ｂ）は、位置Ｂで作像された画像が位置Ｃで用紙１０４に転写されるタイミングを示す。図１５（ｃ）は、位置Ａにおける用紙１０４の状態、すなわち、レジストセンサ１２１の出力の例を示す。図１５（ｄ）は、２次転写ローラ１３０により位置Ｆで画像が転写されるタイミングを示す。図１５（ｅ）は、用紙１０４が位置Ｇを通過、すなわち、定着ローラ１２３ａを通過するタイミングを示す。また、図１５（ｆ）は、用紙１０４が排紙センサ１２２に検知されるタイミングを示す。

中転方式においては、中間転写ベルト１３１に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１３１の略１周の駆動を経て２次転写ローラ１３０の位置に到達する。そのため、中間転写ベルト１３１に対するｎ枚目の用紙１０４のためのトナー画像の転写は、例えば用紙１０４の搬送開始よりも前に実行される。

時点ｔ₁₀において、位置Ｂにおけるｎ枚目の用紙１０４のための感光体ドラム１０９Ｃに対する作像が開始され、作像された画像が感光体ドラム１０９Ｃの位置Ｂから位置Ｃへの回転後の時点ｔ₁₁に、位置Ｃにおいて中間転写ベルト１３１に対して転写される。この時点ｔ₁₁では、未だｎ−２枚目の用紙１０４がレジストセンサ１２１の位置を通過中である。また、時点ｔ₁₁では、既にｎ−１枚目の用紙１０４のための中間転写ベルト１３１への画像の転写は完了している。

時点ｔ₂₀でｎ−１枚目の用紙１０４の搬送が開始され、その後、ｎ枚目の用紙１０４の搬送が開始され、時点ｔ₁₂でレジストセンサ１２１にｎ枚目の用紙１０４の先頭が検知される。ｎ枚目の用紙１０４は、分離ローラ１０３から送り出されて、時点ｔ₁₃で位置Ｆに到達し、２次転写ローラ１３０による中間転写ベルト１３１上の画像の転写が行われる。すなわち、中間転写ベルト１３１上に時点ｔ₁₁から転写された画像のｎ枚目の用紙１０４に対する転写が、時点ｔ₁₃から開始される。

ｎ枚目の用紙１０４は、２次転写ローラ１３０に画像を転写されながら２次転写ローラ１３０から送り出され、時点ｔ₁₄で定着ローラ１２３ａに送り込まれ、位置Ｇに到達し、定着ローラ１２３ａおよび加圧ローラ１２３ｂによってトナー画像が用紙１０４に定着される。そして、ｎ枚目の用紙１０４が直後の時点ｔ₁₅で排紙センサ１２２に検知される（位置Ｈ）。この時点ｔ₁₅から用紙１０４の終端が定着ローラ１２３ａを通過する時点ｔ₁₆（図示しない）までの期間２１２において、用紙１０４が定着器１１６の線速に従って搬送されることになる。

ここで、位置Ｆから位置Ｇまでの距離が用紙１０４の紙サイズよりも短い場合、ｎ枚目の用紙１０４が位置Ｇに達した時点ｔ₁₄において、当該ｎ枚目の用紙１０４に対して位置Ｆで画像の２次転写が行われていることになる。すなわち、画像転写中のｎ枚目の用紙１０４は、時点ｔ₁₄から当該用紙１０４の終端が定着ローラ１２３ａを通過する時点ｔ₁₆までの期間２３１の間、定着ローラ１２３ａの線速で搬送されることになる。そのため、定着ローラ１２３ａの線速と２次転写ローラ１３０の線速とが異なっていると、中間転写ベルト１３１に転写された画像のライン間隔が本来のライン間隔と異なったものとなり、副走査倍率ずれが発生することになる。

そのため、ｎ枚目の用紙１０４に転写される画像の露光が行われる時点ｔ₁₄より、中間転写ベルト１３１の位置Ｃから位置Ｆまでの駆動回転分の時間を遡り、さらに、感光体ドラム１０９Ｃの位置Ｂから位置Ｃまでの回転分の時間を遡った時点ｔ₁₄’から、副走査倍率ずれの補正を行う必要がある。したがって、感光体ドラム１０９Ｃにおいて、時点ｔ₁₄’から画像領域が終了する時点ｔ₁₇までの期間２３２が、副走査倍率補正が必要な期間となる。

なお、中間転写ベルト１３１に対して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ各色の画像が位置を合わせて重畳して形成される。そのため、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ各色の感光体ドラム１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫそれぞれに対して、副走査倍率補正が必要な期間が設けられる。感光体ドラム１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫに対する当該期間は、感光体ドラム１０９Ｃに対して設けられた上述の期間２３２に対して、各々の位置と中間転写ベルト１３１の駆動速度とに従ってシフトされて設けられる。

時点ｔ₁₄は、レジストセンサ１２１により用紙１０４が検知されたタイミングから求めることができる。一例として、それぞれ既知の情報である、用紙１０４の２次転写ローラ１３０による搬送速度と、レジストセンサ１２１から位置Ｆ（２次転写ローラ１３０）までの搬送距離とに基づき、各用紙１０４について、時点ｔ₁₄を推測する。同様に、感光体ドラム１０９Ｃの位置Ｂから位置Ｃまでの回転分の時間と、中間転写ベルト１３１の位置Ｃから位置Ｆまでの搬送時間とが既知であるので、補正開始タイミングである時点ｔ₁₄’は、時点ｔ₁₄から推測できる。

ＬＥＤＡ制御部１０において、周期算出部３１は、このようにして求めた副走査倍率補正を行う期間を示す情報と、副走査倍率補正による変更後の露光タイミングを示す情報とを周期切替部３２に供給する。周期切替部３２は、供給された期間情報および露光タイミング情報に基づき、水平同期信号制御部２０で生成される水平同期信号の周期を、当該期間情報に示される期間内において、当該露光タイミング情報に示される露光タイミングに従った周期に切り替える。

このように、本発明による副走査倍率補正は、中転方式の画像形成装置に対しても適用可能なものである。

なお、上述の第１の実施形態、第１の実施形態の第１および第２の変形例、ならびに、第２の実施形態において、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫがそれぞれＬＥＤＡ１２を用いて各感光体ドラム１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫに対する露光を行うように説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫにおいて、露光光を発光する発光素子として、ＬＥＤＡの代わりに有機ＥＬ(Electro-Luminescence)素子を用いてもよい。この場合の構成は、発光素子がＬＥＤＡから有機ＥＬ素子に変わる以外は、略共通とすることができる。

さらに、上述の各実施形態および各変形例では、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫは、それぞれ感光体ドラム１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙおよび１０９ＢＫに対して形成されたトナー画像を用紙１０４に転写することで、用紙１０４に対する画像形成を行っているが、これはこの例に限定されない。例えば、各画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙおよび１０６ＢＫには、インクの吐出で用紙１０４に対して画像形成を行うインクジェット方式を適用することも可能である。

なお、インクジェット方式の画像形成装置では、一般的には定着器は用いられないが、用紙１０４を排出する排出ローラの劣化や、紙厚の違いなどにより、排出ローラにおける線速が変化する可能性がある。この場合、感光体ドラムと定着器とを用いた場合と同様に、インクの吐出周期に対する用紙の搬送速度がずれてしまい、副走査倍率ずれが発生することになる。したがって、インクジェット方式の画像形成装置に対して本発明を適用して副走査倍率補正を行うことで、画質の向上を図ることができる。

１０ ＬＥＤＡ制御部
１１ ＬＥＤＡドライバ
１２ ＬＥＤＡ
２０ 水平同期信号制御部
２１ ＦＩＦＯメモリ
２３ 主走査カウンタ
３０ メモリ
３１ 周期算出部
３２ 周期切替部
４０ 印刷媒体搬送速度取得部
４１ 印刷媒体位置取得部
１０４ 用紙
１０５ 搬送ベルト
１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ，１０６ＢＫ 画像形成部
１０７ 駆動ローラ
１０８ 従動ローラ
１０９，１０９Ｃ，１０９Ｍ，１０９Ｙ，１０９ＢＫ 感光体ドラム
１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ，１１４ＢＫ ＬＥＤＡヘッド
１１５ 定着器
１２３ａ 定着ローラ
１２３ｂ 加圧ローラ
１３０ ２次転写ローラ
１３１ 中間転写ベルト

特開２００９−６７５６１号公報 特開２０１１−８１２７０号公報

Claims (10)

1. クロック信号に基づく所定の周期に従いデータの読み出しが行われる記憶手段と、
   印刷媒体の搬送方向と平行な方向に回転する像担持体に対する、前記記憶手段から読み出された前記データに基づく露光を、前記所定の周期で制御する露光制御手段と、
   前記露光により潜像が形成された前記像担持体により、前記搬送方向と直行する方向に画像を形成する画像形成手段と、
   印刷媒体の、前記画像形成手段による前記画像の形成位置での搬送速度を取得する速度取得手段と、
   前記画像の副走査方向に対する伸縮である副走査倍率ずれの補正が必要な期間を前記速度取得手段により取得された前記搬送速度に応じて求め、当該期間内において前記画像形成手段が画像を形成する前記周期を変更して前記副走査倍率ずれを補正する補正手段と
   を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記印刷媒体を送り出す、前記搬送方向に対して前記形成位置の下流側に設けられるローラの変形量を検出する変形量検出手段をさらに有し、
   前記速度取得手段は、
   前記変形量検出手段で検出された前記変形量を用いて前記搬送速度を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 印刷媒体の位置を取得する位置取得手段をさらに有し、
   前記補正手段は、
   前記位置取得手段で取得された前記印刷媒体の位置から推測したタイミングで、前記周期を補正する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記位置取得手段は、
   前記印刷媒体の位置合わせを行うために該印刷媒体を検知するレジストセンサである
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記補正手段は、
   前記位置取得手段が前記印刷媒体の位置を取得したタイミングを基点として、前記周期を補正するタイミングを推測する
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記変形量検出手段は、前記ローラの温度に基づき前記変形量を求める
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記変形量検出手段は、前記ローラの使用度に基づき前記変形量を求める
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
8. 前記変形量検出手段は、前記印刷媒体の厚さに基づき前記変形量を求める
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成手段は、
   前記潜像に基づく画像を前記印刷媒体に転写することで該印刷媒体に画像を形成する転写手段を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 露光制御手段が、印刷媒体の搬送方向と平行な方向に回転する像担持体に対する、クロック信号に基づく所定の周期に従いデータの読み出しが行われる記憶手段から読み出された前記データに基づく露光を、該所定の周期で制御する露光制御ステップと、
    画像形成手段が、前記露光により潜像が形成された前記像担持体により、前記搬送方向と直行する方向に画像を形成する画像形成ステップと、
    速度取得手段が、印刷媒体の、前記画像形成ステップによる前記画像の形成位置での搬送速度を取得する速度取得ステップと、
    補正手段が、前記画像の副走査方向に対する伸縮である副走査倍率ずれの補正が必要な期間を前記速度取得ステップにより取得された前記搬送速度に応じて求め、当該期間内において前記画像形成ステップが画像を形成する前記周期を変更して前記副走査倍率ずれを補正する補正ステップと
    を有する
    ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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