JP6598581B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

近年、特にプロダクション向けの画像形成装置は、シートに形成する画像について、高いレベルの色安定性やがさつき等の画像品質が要求されている。電子写真方式の画像形成装置は、複数の感光体に減法混色の３原色及びブラックの画像をそれぞれ独立に形成し、これらの各色の画像を中間転写体に重畳して転写することで、中間転写体にフルカラー画像を形成する。中間転写体に形成された画像がシートに転写されることで、シートへの画像形成が行われる。感光体から中間転写体への画像の転写を「一次転写」、中間転写体からシートへの転写を「二次転写」という。中間転写体は、回転しながら一次転写及び二次転写を行う。このような二次転写方式の画像形成装置は、中間転写体を用いずにシート上に直接画像を重畳して転写する直接転写方式に比べ、色の重ね合わせ時にシートの物性による外乱要因を排除できる。そのために、シートへの安定的な画像形成が可能である。

二次転写方式の画像形成装置は、基本的に中間転写体の回転速度（周速）とシートの搬送速度とを略同じにするが、従来からこれらの速度を変更してシートの搬送方向に対する画像長を微小に変更することがある。即ち、中間転写体の回転速度とシートの搬送速度とを調整することで、画像の搬送方向の倍率を僅かに変化させる。中間転写体の回転速度とシートの搬送速度とを調整することで、画像品質の改善が可能である。例えばシートが厚紙の場合のがさつきや、エンボス紙の場合の画像の転写性を改善するために、シートの搬送速度を中間転写体の回転速度に対して１［％］程度変化させることが行われる。なお、中間転写体の周速とシートの搬送速度との差を「周速差」という。また、シートの搬送方向は、画像形成時にレーザ光が走査する主走査方向に直交する方向であるため、以降、搬送方向を副走査方向ということもある。

二次転写は、中間転写体が捲回される駆動ローラと二次転写ローラとで形成されるニップ部で、中間転写体とシートとを挟みこむことで行われる。特許文献１は、駆動ローラ（中間転写体）と二次転写ローラとをそれぞれ独立の駆動源により駆動し、ニップ部を通過するシートの厚みに応じて二次転写ローラの周速を調整することで、色ずれを抑制する画像形成装置を開示する。

特開２００８−２８１９３１号公報

上記したように、画像品質の改善のために周速差を変化させると、画像が変形して、副走査方向の倍率が変化する。画像品質を優先する場合、二次転写ローラの回転速度の調整により画像の副走査方向の倍率を調整することができない。従って、周速差に頼らずに副走査方向の倍率を調整するために、副走査方向の倍率の変化を相殺するように画像形成を行う必要がある。

副走査方向の倍率の変化を相殺するように画像形成を行う方法には、画像形成に用いる画像データを画像処理により伸縮することで調整する方法（デジタル副走査変倍）や、画像形成時の処理速度により調整する方法等がある。処理速度により調整する場合、各種の画像形成条件が変化するために、中間転写体に測定用画像を印字して、そのサイズを測定することで、処理速度の調整量をフィードバック制御することが行われる。このフィードバック制御を、以降、「オートレジ制御」という。オートレジ制御を行うことで、フィードバックのための一連の動作が必要になるために、画像形成処理にダウンタイムが発生する。

本発明は、上記の問題を解決するために、画像品質と生産性を両立したユーザビリティの高い画像形成装置を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、回転駆動される複数の感光体と、前記複数の感光体上に静電潜像を形成するためにレーザ光によって前記複数の感光体を走査する複数の光走査部とを有し、前記複数の静電潜像を現像して異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段から転写される前記画像を搬送する転写体と、前記転写体の表面速度とは異なる表面速度で回転する回転部材を有し、前記転写体と前記回転部材との間の転写部を通過するシートに前記転写体上の前記画像を転写する転写手段と、前記転写体に形成されて色ずれを検出するために用いられる各色のカラーパターンを検出する検出手段と、前記シートの種類に応じて、前記回転部材の表面速度を制御し、前記転写体の搬送方向において前記画像を伸縮するために前記レーザ光の走査速度を前記シートの種類に応じて制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記色ずれを検出し、当該検出された前記色ずれに応じて、前記複数の画像形成手段により形成される画像のうち基準色の画像と、前記複数の画像形成手段により形成される画像のうち他の色の画像と、の相対的な位置を制御し、第１画像が第１の種類の第１シートに転写され、その後、第２画像が前記第１シートに後続する第２の種類の第２シートに転写される場合、且つ、前記第１の種類に対応する前記回転部材の第１表面速度と前記第２の種類に対応する前記回転部材の第２表面速度との速度差が閾値より大きい場合、前記制御手段は、前記第１画像を前記第１シートに転写した後であり、且つ、前記複数の画像形成手段により前記第２画像を形成する前に、前記回転部材の表面速度を前記第１表面速度から前記第２表面速度に変更し、前記走査速度を変更し、前記複数の画像形成手段を制御してカラーパターンを形成し、第３画像が第３の種類の第３シートに転写され、その後、第４画像が前記第３シートに後続する第４の種類の第４シートに転写される場合、且つ、前記第３の種類に対応する前記回転部材の第３表面速度と前記第４の種類に対応する前記回転部材の第４表面速度との速度差が前記閾値より大きくない場合、前記制御手段は、前記第３画像を前記第３シートに転写した後であり、且つ、前記複数の画像形成手段により前記第４画像を形成する前に、前記回転部材の表面速度を前記第３表面速度から前記第４表面速度に変更し、前記走査速度を変更せず、且つ、前記カラーパターンを形成せず、前記第２の種類は前記第１の種類と異なり、前記第４の種類は前記第３の種類と異なることを特徴とする。

本発明によれば、画質を優先するモードと生産性を優先するモードとをユーザが選択可能であるため、画像品質と生産性を両立したユーザビリティの高い画像形成装置を提供できる。

画像形成装置の構成図。 二次転写部の拡大図。 制御部の構成図。 （ａ）〜（ｄ）は、プリントジョブの設定を行うための説明図。 （ａ）、（ｂ）は、デジタル副走査変倍の説明図。 （ａ）、（ｂ）は、ポリゴン副走査変倍の説明図。 （ａ）、（ｂ）は、オートレジ制御の説明図。 二次転写ベルトの速度切り替え及び副走査変倍の処理を表すフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は、プリントジョブの実行時のタイミングチャート。

以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

（画像形成装置）
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。この画像形成装置は、電子写真方式で画像形成処理を行い、シート１１０にフルカラーの画像を形成するレーザビームプリンタである。画像形成装置１００は、筐体１０１と、表示部１８０Ａを有する操作部１８０と、を備える。表示部１８０Ａは、タッチパネル式のフラットパネルディスプレイである。操作部１８０は、表示部１８０Ａ及びキーボタンを入力装置として備える。筐体１０１は、画像形成処理のための構成及び画像形成処理の制御を行う制御部３００を収納する制御ボード収納部１０４を備える。制御部３００は、例えば、パーソナルコンピュータ等の外部装置２にネットワークを介して接続されており、外部装置２から画像形成時の各種設定や指示、画像データ等を含むプリントジョブを取得する。

筐体１０１は、減法混色の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に、ブラック（Ｋ）を加えた４色のトナー像をそれぞれ独立して形成するために、４つの画像形成部１２０〜１２３が配設される。また、筐体１０１は、中間転写体としての中間転写ベルト１０６、シート搬送機構１０２、定着処理機構１０３を備える。

各画像形成部１２０〜１２３は、それぞれ形成するトナー像の色が異なるだけで、同様の構成である。例えば画像形成部１２０は、回転ドラム式の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と記す）１０５と、感光ドラム１０５上にトナー像を形成するプロセス機構とを有する。プロセス機構は、一次帯電器１１１、レーザスキャナ１０８、現像器１１２、一次転写ローラ１１５、及び感光ドラムクリーナ１１６を備える。図の煩雑を避けるために、画像形成部１２１、１２２、１２３のこれらの構成要素に対する符号の記載は省略する。

各画像形成部１２０〜１２３の感光ドラム１０５にそれぞれ形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０６に順次重畳して一次転写される。これにより、中間転写ベルト１０６にフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト１０６は、図中、時計回りに回転駆動されており、トナー像を担持して、シート１１０に二次転写する二次転写部まで搬送する像担持体である。像担持体上のトナー像がシート１１０に転写される。なお、各画像形成部１２０〜１２３における作像原理、プロセス、動作は周知であるので詳細な説明は省略する。

シート搬送機構１０２は、第１シート収納庫１１３Ａ、第２シート収納庫１１３Ｂ、及び搬送経路１０９を備える。第１シート収納庫１１３Ａ及び第２シート収納庫１１３Ｂは、それぞれシート１１０を収納する。シート１１０は、各種サイズの普通紙、厚紙、封筒、葉書、ラベル、光沢紙、ＯＨＰシート、樹脂製シート、印刷用紙、フォーマット紙等の記録媒体（メディア）である。シート搬送機構１０２は、第１シート収納庫１１３Ａ又は第２シート収納庫１１３Ｂからシート１１０を一枚ずつ給紙する。そして、シート搬送機構１０２は、シート１１０を搬送経路１０９に沿って二次転写部へ搬送する。二次転写部は、中間転写ベルト１０６と二次転写ベルト１１４とを備える。シート搬送機構１０２は、中間転写ベルト１０６に形成されたトナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて、シート１１０を二次転写部に搬送する。これにより中間転写ベルト１０６のフルカラーのトナー像がシート１１０に転写される。

トナー像が転写されたシート１１０は、中間転写ベルト１０６から分離された後、搬送ベルト１１８によって定着処理機構１０３へ搬送される。定着処理機構１０３は、シート１１０に転写されたトナー像を、加熱及び加圧することでシート１１０に定着させる第１定着器１５０及び第２定着器１６０を備える。第１定着器１５０は、シート１１０を加熱するための定着ローラ１５１、シート１１０を定着ローラ１５１に圧接させるための加圧ベルト１５２、定着完了を検知する第１定着センサ１５３、及び定着温度制御のためのサーミスタ１４２を備える。定着ローラ１５１は中空ローラであり、ヒータ１４０を内蔵する。第２定着器１６０は、第１定着器１５０による定着処理後のシート１１０上のトナー像に対してグロス（光沢）を付与し、定着性を確保する。第２定着器１６０は、定着ローラ１６１、加圧ローラ１６２、第２定着センサ１６３、及び定着温度制御のためのサーミスタ１４３を備える。定着ローラ１６１は中空ローラであり、ヒータ１４１を内蔵する。

第１定着器１５０及び第２定着器１６０は、いずれも、シート１１０に形成されたトナー像を熱及び圧力により定着させる一対の回転体（定着ローラ１５１と加圧ベルト１５２、及び定着ローラ１６１と加圧ローラ１６２）を有する。例えば、画像にグロスを多く付与する場合や、厚紙のように定着に多くの熱量を必要とする場合、第１定着器１５０を通過したシート１１０は搬送経路１３０Ａを通って第２定着器１６０に搬送される。シート１１０を第２定着器１６０に通す必要がない場合、シート１１０は、第２定着器１６０を経由せずに搬送経路１３０に沿って搬送される。例えば、シート１１０が普通紙や薄紙であり、且つ、グロスを多く付加する必要がない場合、第１定着器１５０を通過したシート１１０は、搬送経路１３０に沿って搬送される。そのため、シート１１０は第２定着器１６０へ搬送されない。シート１１０は、第１フラッパ１３１により搬送経路１３０Ａ及び搬送経路１３０のいずれかに誘導される。

第２定着器１６０による定着処理後、或いは搬送経路１３０に沿って搬送されたシート１１０は、第２フラッパ１３２により、搬送経路１３５及び排出経路１３９のいずれかに誘導される。排出経路１３９に誘導されたシート１１０は、筐体１０１の外部に排出される。搬送経路１３５へ誘導されたシート１１０は、反転部１３６へ搬送される。反転部１３６の入り口部分に設けられる反転センサ１３７がシート１１０の後端を検出すると、シート１１０の搬送方向が切り替えられる。

第３フラッパ１３３は、反転部１３６で搬送方向が反転されたシート１１０を、搬送経路１３５及び両面画像形成用の搬送経路１３８のいずれかへ誘導する。搬送経路１３８に誘導されたシート１１０は、搬送経路１０９に戻され、再び二次転写部に誘導されて、表裏反転された２面目に画像形成される。搬送経路１３５に搬送されたシート１１０は、第４フラッパ１３４により排出経路１３９に誘導されて、筐体１０１の外部に排出される。

（二次転写部）
図２は、二次転写部の拡大図である。中間転写ベルト１０６には、二次転写内ローラ１０６１が内接する。中間転写ベルト１０６上のトナー像がシート１１０に転写される場合、二次転写内ローラ１０６１には、所定のバイアス電圧が印加される。

二次転写ベルト１１４には、二次転写外ローラ１１４３ａ及びテンションローラ１１４３ｂ、１１４３ｃ、１１４３ｄが内接する。二次転写外ローラ１１４３ａは電気的に接地される。二次転写ベルト１１４は、中間転写ベルト１０６上のトナー像がシート１１０に転写される場合、シート１１０を中間転写ベルト１０６との間に挟持し、中間転写ベルト１０６上のトナー像を静電気力によりシート１１０に転写する。二次転写ベルト１１４の外周には二次転写クリーナファー１１４１及び二次転写クリーニングブレード１１４２が設けられる。二次転写クリーナファー１１４１及び二次転写クリーニングブレード１１４２は、中間転写ベルト１０６上に形成されたトナー像が直接二次転写ベルト１１４に転写された場合に、それらを回収するためのクリーニング機構である。

中間転写ベルト１０６は、後述の中間転写ベルト駆動モータにより回転駆動される二次転写内ローラ１０６１により、所定の表面速度（周速）Ｖ１で回転する。二次転写ベルト１１４は、後述の二次転写ベルト駆動モータにより回転駆動される二次転写外ローラ１１４３ａにより、所定の表面速度（周速）Ｖ２で回転する。二次転写ベルト１１４がシート１１０を二次転写部に搬送する搬送部材であるため、表面速度Ｖ２がシート１１０の搬送速度になる。このように中間転写ベルト１０６及び二次転写ベルト１１４は、それぞれ異なるモータにより、互いに独立して自在な速度で駆動可能である。シート１１０上のトナー像の幾何特性を安定させる場合、周速Ｖ１、Ｖ２の速度差（周速差）が抑制され、がさつき等の画像品質を向上させる場合、周速Ｖ１、Ｖ２の速度差（周速差）が増加される。

搬送経路１０９を介して給送されるシート１１０は、二次転写前ガイド１１４４により二次転写部に案内される。シート１１０は、二次転写部において、中間転写ベルト１０６上のトナー像を、中間転写ベルト１０６と二次転写ベルト１１４とで所定の周速差を受けながら転写され、二次転写後ガイド１１４５へ排出される。二次転写後ガイド１１４５は、シート１１０を搬送ベルト１１８へ誘導する。

（制御部）
図３は、制御部３００の構成図である。制御部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、及びＲＡＭ（Random Access Memory）３０３を備える。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２からコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭ３０３をシステムワークメモリとして用いる。ＣＰＵ３０１は画像形成装置１００内の各部の動作を制御する。この他に制御部３００は、タイマ３０４、外部Ｉ／Ｆ３０５、操作部Ｉ／Ｆ３０６、及びロジックＩＣ（Integrated Circuit）３１０を備える。外部Ｉ／Ｆ３０５は、外部装置２との間で通信を行うインタフェースである。操作部Ｉ／Ｆ３０６は、操作部１８０との間で通信を行うインタフェースである。操作部Ｉ／Ｆ３０６は、操作部１８０の表示部１８０Ａに、ＣＰＵ３０１の指示に応じて画面を表示し、タッチパネルによる入力をＣＰＵ３０１に送信する。

ＣＰＵ３０１は、コンピュータプログラムの実行により、プリントジョブ制御部３２１、画像形成制御部３２２、及び定着制御部３２３として機能する。プリントジョブ制御部３２１は、プリントジョブの解析や、形成する画像の順序の決定を行う。画像形成制御部３２２は、画像形成装置１００の各部の動作を制御して、シート１１０への画像形成制御、シート１１０の搬送制御等を行う。定着制御部３２３は、第１定着器１５０及び第２定着器１６０による定着制御を行う。

ロジックＩＣ３１０は、モータ制御部３１１、高圧制御部３１２、Ｉ／Ｏ制御部３１３、及びヒータ制御部３１４として機能する。ロジックＩＣ３１０は、ＣＰＵ３０１からの指示に応じて動作する。高圧制御部３１２は、現像、帯電、転写等の高電圧の印加を制御する。

モータ制御部３１１は、画像形成装置１００内で使用される各種モータの駆動制御を行う。ポリゴンモータＭ１は、ポリゴンミラー１８０１を回転駆動させる。中間転写ベルト駆動モータＭ２は、中間転写ベルト１０６及び感光ドラム１０５を回転駆動させる。二次転写ベルト駆動モータＭ３は、二次転写ベルト１１４を回転させるために駆動ローラ１１４３ａを回転駆動させる。第１定着駆動モータＭ４は、第１定着器１５０の定着ローラ１５１を回転駆動させる。第２定着駆動モータＭ５は、第２定着器１６０の定着ローラ１６１を回転駆動させる。

Ｉ／Ｏ制御部３１３は、パッチセンサＳ１、Ｓ２、第１定着センサ１５３、第２定着センサ１６３、反転センサ１３７等が接続される。Ｉ／Ｏ制御部３１３は、各センサの検知結果をＣＰＵ３０１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部３１３は、第１フラッパ１３１及び第２フラッパ１３２を制御するためのソレノイド１、２、レーザ１８０２、及びＢＤ（Beam Detect）センサ１８０３が接続される。Ｉ／Ｏ制御部３１３は、ＣＰＵ３０１からの指示に応じて、これらのセンサ、ソレノイド１、２、レーザ１８０２等の制御を行う。なお第３フラッパ１３３及び第４フラッパ１３４は、バネにより付勢され、シート１１０の先端突入により押し上げられて、後端が切替先に進むように構成されている。そのためにこれらのフラッパは制御部３００による制御を必要としない。

ヒータ制御部３１４は、第１定着器１５０のヒータ１４０及びサーミスタ１４２、第２定着器１６０のヒータ１４１及びサーミスタ１４３が接続されており、第１定着器１５０及び第２定着器１６０の定着温調制御を行う。なお第１定着器１５０、第２定着器１６０はそれぞれドロワコネクタＤ１、Ｄ２を介して、制御部３００に電気的に接続される。

図４は、プリントジョブの設定を行うための説明図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、操作部１８０の表示部１８０Ａに表示されるプリントジョブを設定するための設定画面の例示図である。図４（ｄ）は、シート１１０の坪量に対する定着温度と周速差とを表すテーブルである。このテーブルは、例えばＲＯＭ３０２に格納される。ＣＰＵ３０１により表示部１８０Ａに表示される設定画面は、各種の操作ボタン（キーボタン）を含む。ユーザは、操作ボタンの操作により、印刷条件等のシート１１０の設定を行う。

プリントジョブの条件及びシート１１０のシート属性は、ＲＡＭ３０３に記憶される。ユーザは、図４（ａ）、（ｃ）により、シート属性が設定可能であり、図４（ｂ）によりプリントジョブの条件が設定可能である。シート属性には、シート１１０の坪量、シート１１０の種類、サイズ、シート１１０の搬送方向への伸縮量等のシートに関する情報である。

図４（ａ）の設定画面により、ユーザは、「−」キー１８０１及び「＋」キー１８０２を操作することで、シート１１０の坪量を設定することができる。ユーザは、「ＯＫ」キー１８０４を操作することでシート属性の坪量を変更する。坪量の変更を中止する場合、ユーザは「キャンセル」キー１８０３を操作する。

図４（ｂ）の設定画面により、ユーザは、プリントジョブの最適化のための動作モード設定が可能である。本実施形態では、図４（ａ）で設定されるシート１１０の坪量に応じて、数パターンの動作モードが選択可能である。ここでは、動作モードとして、画質を優先する画質優先モードと、生産性を優先する生産性優先モードとが選択可能である。

薄紙シートと厚紙シートとが混載するようなプリントジョブでは、画質優先モードの場合、各シートで最適なグロスを得られるように定着温度が切り替えられる。そのために、定着温度が所定の温度になるまでのダウンタイムが発生する。生産性優先モードの場合、共通の定着温度でプリントジョブが実行されるために、定着温度の切り替えによるダウンタイムが発生しない。しかし、生産性優先モードで形成される画像の画質は、最適なグロスではない。ユーザは、図４（ｂ）の設定画面の生産性優先ボタン１８０５により生産性優先モードを選択可能であり、画質優先ボタン１８０６により画質優先モードを選択可能である。選択結果を反映する場合、ユーザは「ＯＫ」キー１８０８を操作する。選択を中止する場合、ユーザは「キャンセル」キー１８０７を操作する。

図４（ｄ）のテーブルは、画質優先モード及び生産性優先モードの各々の、坪量１５０［ｇｓｍ］を境にした、定着温度及び周速差を表す。ここで、坪量とは、１平方メートル当たりのシートの重量である。周速差は、（中間転写ベルト１０６の周速Ｖ１）／（二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２）を１００［％］からオフセットした量で表される。例えば周速差１．５０［％］では、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２に対し、中間転写ベルト１０６の周速Ｖ１が１．５０［％］速いことを意味する。

本実施形態の画像形成装置１００は、定着温度の切替と周速差の変更とをシート１１０の坪量１５０［ｇｓｍ］を基準に行うことで、シート１１０の坪量が混載する場合であっても、最適な画像品質を、生産性を維持したまま得ることができる。画質優先モードでは、坪量に応じた定着温度及び周速差の変更を行うことで、高画質な画像形成を実現する。生産性優先モードでは、坪量によらず定着温度及び周速差が同じである。

図４（ｃ）の設定画面により、ユーザは、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量を設定可能である。ユーザは、「±」キー１８１１により調整値の正負符号を選択し、「−」キー１８１２、「＋」キー１８１３を操作することで、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２を自由に変更することができる。シート属性の二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２を変更する場合、ユーザは「ＯＫ」キー１８１５を操作する。変更を中止する場合、ユーザは「キャンセル」キー１８１４を操作する。

図４（ｃ）の例では、二次転写ベルト１１４の速度の調整量は、「−３〜３」の間で設定され、図４（ｄ）のテーブルによって決定される周速差に対して、１レベル当たり０．０５［％］オフセットされる。例えば、画質優先モードで坪量１６０［ｇｓｍ］の厚紙普通紙の周速差は、テーブルを参照すると１．５０［％］である。図４（ｃ）の設定画面で画像の「がさつき」を改善するために「＋３」を設定した場合、周速差１．５０［％］に対して、０．１５［％］オフセットした１．６５［％］の周速差が設定される。

画像形成装置１００は、画像の副走査変倍（シート１１０が搬送されるシート搬送方向におけるデジタル変倍）を行うことで、二次転写部においてシート１１０に転写された画像が副走査方向（シート搬送方向）に伸縮してしまう画像の倍率変化を相殺する。これにより、中間転写ベルト１０６の周速と二次転写ベルト１１４の周速との周速差の有無に関わらず、伸縮のない画像を得ることができる。副走査変倍には、画像を表す画像データの補正によるデジタル副走査変倍と、感光ドラム１０５への画像形成時のレーザ光の制御によるポリゴン副走査変倍と、がある。なお、周速差から副走査倍率の調整量への換算は、例えば所定の演算式やテーブル等による変換で行うことができる。

（デジタル副走査変倍）
図５は、デジタル副走査変倍の説明図である。図５では、主走査方向及び副走査方向がともに６００ｄｐｉ［dot per inch］で構成された画像に対してデジタル副走査変倍を行う例を説明する。図５（ａ）の画像の１画素Ｐは、副走査方向の長さＤ＝２５．４［ｍｍ］／６００［ｄｐｉ］＝０．０４２３［ｍｍ］となる。

図５（ａ）の画像を図５（ｂ）のように副走査方向に伸張するデジタル副走査変倍の場合、所定の間隔で副走査方向に画素ラインＬ１、Ｌ２が挿入される。本実施形態の画素ラインは、主走査方向が１ライン分の画素、副走査方向が１画素で構成されるが、画像が破綻しなければ副走査方向が複数の画素で構成されていてもよい。Ａ３（副走査方向長さ４２０［ｍｍ］）サイズの画像を、例えば１００．５［％］にデジタル副走査変倍する場合、変倍後の画像の副走査方向の長さが４２２．１［ｍｍ］となる。この場合、２．１［ｍｍ］に相当する５０画素分の画素ラインが副走査方向に挿入される。副走査方向のどの位置に挿入するかは種々のアルゴリズムが公開されているが、Ａ３サイズのシート１１０は、副走査方向長さ４２０［ｍｍ］がおよそ９９２１画素に相当するため、単純に副走査方向に１９８画素毎に１画素ライン挿入すればよい。制御部３００は、画像に画素ラインが挿入されるように、画像データを補正する。このような画像データの補正により、二次転写部の周速差により生じる画像の副走査方向の縮みを打ち消すことができる。なお、副走査方向に圧縮するデジタル副走査変倍の場合、所定の間隔で副走査方向の画素ラインを抜き取ればよい。

（ポリゴン副走査変倍）
図６は、ポリゴン副走査変倍の説明図である。ポリゴン副走査変倍は、レーザスキャナ１０８がレーザ光により感光ドラム１０５上を露光するときの走査速度（ポリゴンミラーの回転速度）を可変にすることで、感光ドラム１０５に形成される画像の副走査方向の倍率を変更する。

図６（ａ）は、レーザスキャナ１０から出射されるレーザ光が感光ドラム１０５上（感光体上）を走査する様子を示した説明図である。レーザスキャナ１０８は、光源であるレーザ１８０２及び回転多面鏡であるポリゴンミラー１８０１を備える。レーザ１８０２が感光ドラム１０５上を走査する方向は主走査方向である。主走査方向に直交する方向は副走査方向である。

レーザ１８０２は、画像データに基づいて制御されたレーザ光を出射する。ポリゴンミラー１８０１は、図中反時計回りに角速度ωｓで回転しており、レーザ１８０２から出射されたレーザ光を感光ドラム１０５に向けて偏向する。ポリゴンミラー１８０１の回転に応じて偏向する方向が変化するので、レーザ光は感光ドラム１０５を、図中手前から奥に向かって線状に走査する。感光ドラム１０５の非画像域にはＢＤ（Beam Detect）センサ１８０３が配置される。ＢＤセンサ１８０３によるレーザ光の検知に同期して、主走査方向に次の１ラインの静電潜像が形成される。感光ドラム１０５の表面は、中間転写ベルト１０６の周速Ｖ１と同じ速度で進行しており、主走査方向の静電潜像形成が繰り返されることで、感光ドラム１０５の副走査方向に静電潜像が形成される。

図６（ｂ）は、レーザ光による走査のタイミングチャートを表す。ＢＤセンサ１８０３の検知信号（ＢＤ検知信号）に同期して、垂直同期信号Ｖsyncが生成される。レーザ１８０２は、垂直同期信号Ｖsyncに同期して、ライン単位で、画像データに応じたレーザ光を出射する。タイミングＸで、ポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓが遅くなると、ＢＤセンサ１８０３の検知周期が長くなる。感光ドラム１０５の周速Ｖ１が一定である場合、ＢＤセンサ１８０３の検知周期が長くなることで、各ラインの間隔が伸びることになる。これにより、静電潜像の副走査倍率が大きくなる。ポリゴンミラー１８０１の回転速度の制御により、二次転写部の周速差により生じる画像の副走査方向の縮みを打ち消すことができる。なお、副走査方向に圧縮するポリゴン副走査変倍の場合、ポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓを速くすればよい。

このように画像形成装置１００は、ポリゴンミラー１８０１の回転速度（角速度ωｓ）を変更することで副走査倍率を変更して、ポリゴン副走査変倍を行う。画像形成装置１００は、公知技術ではあるが、ポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓのフィードバック制御によりポリゴン副走査変倍を行う。しかしポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓのフィードバック残差から、角速度ωｓ等の副走査倍率に依存するパラメータを変更する場合、画像の幾何精度を維持するために、所謂「オートレジ制御」を行うことが一般的である。つまり、オートレジ制御により、ポリゴン副走査変倍によるポリゴンミラー１８０１の角速度の変更で生じた画像の副走査方向のズレを抑制する。

図７は、オートレジ制御の説明図である。図７（ａ）は、オートレジ制御に用いる測定用画像の説明図である。図７（ｂ）は、オートレジ制御のタイミングチャートである。

オートレジ制御では、各画像形成部１２０〜１２３の色ずれ、傾き、主走査倍率等の様々な画像の幾何特性が補正される。ここではイエロー（Ｙ）の画像の副走査倍率検知及び補正について説明する。図７（ａ）では、中間転写ベルト１０６が、図中左奥から右手前に向かって移動する。なお、中間転写ベルト１０６は周速Ｖ１となるように駆動されている。オートレジ制御では、中間転写ベルト１０６上に測定用画像としてオートレジパッチＹａ１、Ｙａ２、Ｍａ１、Ｍａ２、Ｃａ１、Ｃａ２、Ｋａ１、Ｋａ２、Ｙｂ１、Ｙｂ２、Ｍｂ１、Ｍｂ２、Ｃｂ１、Ｃｂ２、Ｋｂ１、Ｋｂ２が形成される。パッチセンサＳ１、Ｓ２は、これらのオートレジパッチを測定する。イエロー（Ｙ）の副走査倍率検知及び補正時には、パッチセンサＳ１がオートレジパッチＹａ１、Ｙａ２を測定し、パッチセンサＳ２がオートレジパッチＹｂ１、Ｙｂ２を測定する。

二値化されたパッチセンサＳ１の測定結果の立ち上がりエッジに同期して、イエロー（Ｙ）手前側カウンタイネーブルＥｎｂ−Ｙａがカウンタアップする。パッチセンサＳ１がオートレジパッチＹａ１を測定してからオートレジパッチＹａ２を測定する間、イエロー（Ｙ）手前側カウンタが、サンプリングクロックＣｌｋをカウントする。サンプリングクロックＣｌｋの周期は「φ」で表され、カウント値は「Ｃｎｔ−Ｙａ」で表される。

図７（ａ）の中間転写ベルト１０６上のオートレジパッチＹａ１からオートレジパッチＹａ２までの距離Ｌｙａは、式１により求められる。オートレジパッチＹａ１からオートレジパッチＹａ２まで目標の長さを「Ｌｙ」とした場合、式２により副走査倍率Ｍａｇ＿ｙが求められる。副走査倍率Ｍａｇ＿ｙは、角速度ωｓの微調や、図５で説明したデジタル副走査変倍の最終調整に用いられる。
Ｌｙａ＝Ｖ１＊Ｃｎｔ＊φ （式１）
Ｍａｇ＿ｙ＝Ｌｙ／Ｌｙａ （式２）

例えば、Ａ３（副走査方向の長さ４２０［ｍｍ］）サイズの画像に対して１００．５［％］に副走査倍率を変更する場合、副走査方向の画像の長さは４２２．１［ｍｍ］となる。このときポリゴンミラー１８０１の角速度は、ωｓ’＝１００×ωｓ／１００．５に変速される。
このようなポリゴン副走査変倍により、Ａ３換算で４２２．１［ｍｍ］の副走査方向の画像の目標長さに対して、副走査方向の画像の長さが４２２．０５７７９［ｍｍ］（９９．９９［％］）となる。そのために、オートレジ制御を行うことで、ポリゴンミラー１８０１の角速度をωｓ’’＝１００×ωｓ’／９９．９９に補正する。或いは、デジタル副走査変倍により長さを９９．９９［％］縮小してもよい。

デジタル副走査変倍は、画像データの副走査方向の伸縮のみを行うために、高速であるが、アルゴリズムを工夫しなければジャギーやモアレといった画像弊害の可能性がある。そのためにデジタル副走査変倍は、微小な副走査変倍に向いている。
ポリゴン副走査変倍は、アナログ的に画像の副走査方向の伸縮を行うので、デジタル副走査変倍に比べて、より大きな変倍を行っても画像品質が破綻しにくい。しかし、ポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓを変更するために、画像形成中は実施することができず、画像形成期間と次の画像形成期間との間など、ある程度ダウンタイムを伴う。また安定的な画像の幾何特性を得るために、ポリゴン副走査変倍は、オートレジ制御とセットで実行されることが望ましい。その場合、中間転写ベルト１０６にオートレジ制御の測定用画像を形成し、フィードバック制御及び二次転写ベルト１１４のクリーニングを行う必要があるために大きなダウンタイムが発生する。

（副走査変倍処理）
図８は、二次転写ベルト１１４の速度切り替え及び副走査変倍の処理を表すフローチャートである。

ＣＰＵ３０１は、シート１１０のシート属性を確認する（Ｓ１０）。ＣＰＵ３０１は、シート属性により、使用するシート１１０の坪量を確認し、図４（ｄ）のテーブルを参照してユーザにより選択されたモードに応じた周速差を導出する（Ｓ１１）。ＣＰＵ３０１は、導出した周速差に対応する目標値となるように、二次転写ベルト１１４の周速を変更する（Ｓ１２）。ＣＰＵ３０１は、二次転写ベルト１１４の周速の変更量が所定の閾値（所定量）より大きいか否かにより、ポリゴン副走査変倍を行うか否かを判断する。本実施形態では、閾値を０．７［％］とする。周速の変更量が０．７［％］より大きい場合（Ｓ１３：Y）、ＣＰＵ３０１は、ポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓを変更し、オートレジ制御を行う（Ｓ１４）。ステップＳ１４において、ＣＰＵ３０１は、ポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓを、ユーザがシートの種類毎に設定した副走査方向の変倍量（或いは、変倍率）に基づいて決定する。また、オートレジ制御はポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓが次頁の画像に適した角速度に制御された状態で実行される。これにより、ポリゴン副走査変倍及びオートレジ制御が行われる。上記の通り、ポリゴン副走査変倍は大きな変倍を行っても画像品質が破綻しにくい。ここでは、二次転写ベルト１１４の周速の変更量が大きいために、これを補償するポリゴン副走査変倍が行われる。

一方、周速の変更量が閾値以下（所定量以下）、即ち０．７［％］以下（Ｓ１３：N）、の場合には、ポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓは変更されず、オートレジ制御も実行されない。次に、ＣＰＵ３０１は、図４（ｄ）のテーブルを参照して、定着温度の変更の要否を確認する（Ｓ１５）。定着温度変更が必要な場合（Ｓ１５：Y）、ＣＰＵ３０１は、第１定着器１５０及び第２定着器１６０の定着温度を変更する（Ｓ１６）。Ｓ１５及びＳ１６の処理により第１定着器１５０及び第２定着器１６０の定着温度が設定されると、ＣＰＵ３０１は、画像データの補正によりデジタル副走査変倍を行い、形成する画像の副走査方向の長さを微調する（Ｓ１７）。ステップＳ１７において、ＣＰＵ３０１は、オートレジ制御を実行させることによって副走査倍率Ｍａｇ＿ｙを算出し、副走査倍率Ｍａｇ＿ｙに基づいてデジタル副走査変倍処理を実行する。

このように、二次転写ベルト１１４の周速の変更により、形成される画像の副走査方向の大きさが変わる場合、変更量が所定量より大きければポリゴン副走査変倍及びデジタル副走査変倍により、画像の副走査方向の大きさを調整する。変更量が所定量以下であれば、デジタル副走査変倍のみで画像の副走査方向の大きさを調整する。つまり、オートレジ制御が実行される場合には、ＣＰＵ３０１は、副走査方向の変倍量（或いは、変倍率）に基づいてポリゴンミラー１８０１の角速度ωｓを制御すると共にオートレジ制御の結果に基づいてデジタル副走査変倍処理を実行する。そして、オートレジ制御が実行されない場合には、ＣＰＵ３０１は、副走査方向の変倍量（或いは、変倍率）に基づいてデジタル副走査変倍処理を実行する。このようにＣＰＵ３０１は、二次転写ベルト１１４の周速の変更量に応じた処理を実行可能である。

図９は、プリントジョブの実行時のタイミングチャートである。

図９（ａ）は、画質優先モードにおいて、それぞれにシート属性が設定された第１〜第４画像データ９０１〜９０４に基づくプリントジョブを実行する例である。

第１画像データ９０１は、坪量が１２０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「０」である。ＣＰＵ３０１は、図４（ｄ）のテーブルに基づいて、周速差０．６０［％］、定着温度１５０［℃］で第１画像データ９０１に基づく画像形成を行う。二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２を変更しないため、ＣＰＵ３０１は、ポリゴン副走査補正及びオートレジ制御を行わず、デジタル副走査変倍のみで、形成される画像の副走査方向の倍率を調整する。

第２画像データ９０２は、坪量が１６０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「０」である。ＣＰＵ３０１は、図４（ｄ）のテーブルに基づいて、周速差１．５０［％］、定着温度１７０［℃］で第２画像データ９０２に基づく画像形成を行う。ＣＰＵ３０１は、第１画像データ９０１による画像形成処理でシートが二次転写部を通過した後に、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２を周速差に応じて変更する。ここでは、周速差を０．７［％］以上変更することになるために、図８のＳ１３、Ｓ１４で、ＣＰＵ３０１は、ポリゴン副走査補正及びオートレジ制御を行う。

なお、二次転写ベルト１１４の周速変化によって中間転写ベルト１０６にかかる負荷トルクが変化するため、オートレジ制御は、二次転写ベルト１１４の周速を変更した後に行うことが好ましい。並行して、ＣＰＵ３０１は、第１画像データ９０１に基づいて画像形成されたシートが第１定着器１５０を通過した後に、第１定着器１５０及び第２定着器１６０の定着温度を１７０［℃］に変更する。

第３画像データ９０３は、坪量が１５０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「−３」である。第３画像データ９０３は、周速差１．３５［％］、定着温度１７０［℃］で画像形成される。第４画像データ９０４は、坪量が１７０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「＋３」である。第４画像データ９０４は、周速差１．６５［％］、定着温度１７０［℃］で画像形成される。それぞれ、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の変化が、直前の画像データによる画像形成時との比較で０．７［％］未満である。そのためにＣＰＵ３０１は、ポリゴン副走査補正及びオートレジ制御を行わず、デジタル副走査変倍のみで、形成される画像の副走査方向の倍率を調整する。

このように画質優先モードは、二次転写ベルト１１４の周速を画像品質を優先して決定し、且つ副走査方向の倍率の調整をオートレジ制御まで行って合わせ込むために、幾何特性も良好な画像が得られる。しかし、副走査補正によるダウンタイムＴが発生する。ただし、定着温度の切り替えと、二次転写ベルト１１４の周速の変更とをシートの坪量に応じて行うために、オートレジ制御によるダウンタイムと、定着温度の切り替えによるダウンタイムとが重ね合わさる。そのために、それぞれ別に行う場合に比べて、時間Ｔ’分、ダウンタイムが削減できる。

図９（ｂ）は、生産性優先モードにおいて、それぞれにシート属性が設定された第１〜第４画像データ９１１〜９１４に基づくプリントジョブを実行する例である。

第１画像データ９１１は、坪量が１２０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「０」である。ＣＰＵ３０１は、図４（ｄ）のテーブルに基づいて、周速差０．６０［％］、定着温度１６０［℃］で第１画像データ９０１の画像形成を行う。二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２を変更しないため、ＣＰＵ３０１は、ポリゴン副走査補正及びオートレジ制御を行わず、デジタル副走査変倍のみで、形成される画像の副走査方向の倍率を調整する。

第２画像データ９１２は、坪量が１６０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「＋３」である。ＣＰＵ３０１は、図４（ｄ）のテーブル及び周速Ｖ２の調整量に基づいて、周速差０．４５［％］、定着温度１６０［℃］で第２画像データ９０２に基づく画像形成を行う。ＣＰＵ３０１は、第１画像データ９１１による画像形成処理でシートが二次転写部を通過した後に、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２を周速差に応じて変更する。二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の変化が０．７［％］未満である。そのためにＣＰＵ３０１は、ポリゴン副走査補正及びオートレジ制御を行わず、デジタル副走査変倍のみで、形成される画像の副走査方向の倍率を調整する。

第３画像データ９１３は、坪量が１３０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「−３」である。第３画像データ９１３は、周速差０．７５［％］、定着温度１６０［℃］で画像形成される。第４画像データ９１４は、坪量が１２０［ｇｓｍ］で、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の調整量が「０」である。第４画像データ９１４は、周速差０．６０［％］、定着温度１６０［℃］で画像形成される。それぞれ、二次転写ベルト１１４の周速Ｖ２の変化が、直前の画像データによる画像形成時との比較で０．７［％］未満であるため。そのためにＣＰＵ３０１は、ポリゴン副走査補正及びオートレジ制御を行わず、デジタル副走査変倍のみで、形成される画像の副走査方向の倍率を調整する。

このように生産性優先モードは、画質優先モードで得られる最高の画質には及ばないものの、中庸程度の画像品質を保ち、且つダウンタイムが発生しないために画像形成装置１００の持つ最高の生産性を得ることができる。

以上のように、本実施形態の画像形成装置１００は、ユーザが所望の画像品質と生産性に応じて、画質優先モードと生産性優先モードとのいずれかを選択でき、ユーザビリティの高い画像形成装置を提供することができる。

１００…画像形成装置、１１０…シート、１５０…第１定着器、１６０…第２定着器、３００…制御部

Claims (5)

1. 回転駆動される複数の感光体と、前記複数の感光体上に静電潜像を形成するためにレーザ光によって前記複数の感光体を走査する複数の光走査部とを有し、前記複数の静電潜像を現像して異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、
   前記複数の画像形成手段から転写される前記画像を搬送する転写体と、
   前記転写体の表面速度とは異なる表面速度で回転する回転部材を有し、前記転写体と前記回転部材との間の転写部を通過するシートに前記転写体上の前記画像を転写する転写手段と、
   前記転写体に形成されて色ずれを検出するために用いられる各色のカラーパターンを検出する検出手段と、
   前記シートの種類に応じて、前記回転部材の表面速度を制御し、前記転写体の搬送方向において前記画像を伸縮するために前記レーザ光の走査速度を前記シートの種類に応じて制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記色ずれを検出し、当該検出された前記色ずれに応じて、前記複数の画像形成手段により形成される画像のうち基準色の画像と、前記複数の画像形成手段により形成される画像のうち他の色の画像と、の相対的な位置を制御し、
   第１画像が第１の種類の第１シートに転写され、その後、第２画像が前記第１シートに後続する第２の種類の第２シートに転写される場合、且つ、前記第１の種類に対応する前記回転部材の第１表面速度と前記第２の種類に対応する前記回転部材の第２表面速度との速度差が閾値より大きい場合、前記制御手段は、前記第１画像を前記第１シートに転写した後であり、且つ、前記複数の画像形成手段により前記第２画像を形成する前に、前記回転部材の表面速度を前記第１表面速度から前記第２表面速度に変更し、前記走査速度を変更し、前記複数の画像形成手段を制御してカラーパターンを形成し、
   第３画像が第３の種類の第３シートに転写され、その後、第４画像が前記第３シートに後続する第４の種類の第４シートに転写される場合、且つ、前記第３の種類に対応する前記回転部材の第３表面速度と前記第４の種類に対応する前記回転部材の第４表面速度との速度差が前記閾値より大きくない場合、前記制御手段は、前記第３画像を前記第３シートに転写した後であり、且つ、前記複数の画像形成手段により前記第４画像を形成する前に、前記回転部材の表面速度を前記第３表面速度から前記第４表面速度に変更し、前記走査速度を変更せず、且つ、前記カラーパターンを形成せず、
   前記第２の種類は前記第１の種類と異なり、
   前記第４の種類は前記第３の種類と異なることを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記転写体の表面速度は、前記回転部材の表面速度よりも速いことを特徴とする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回転部材はベルトを含むことを特徴とする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記シートの種類は、シートの坪量に関する情報を含むことを特徴とする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、複数のカラーパターンのうち基準色を含むカラーパターンと、複数のカラーパターンのうちの他の色を含むカラーパターンとの相対位置に基づいて、前記色ずれを検出するように前記検出手段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。