JP2010002744A - 画像形成装置および準備動作実行方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウォームアップや画像安定化制御などの準備動作をより早く終わらせることが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】メインモータにより実行する画像安定化制御と、定着モータにより実行するウォームアップを行う画像形成装置において、電源がオンされるとウォームアップに要すると想定される時間Tfと、画像安定化制御に要すると想定される時間Tmを求める(S11)。Tf>Tmの場合(S12でYES)、定着モータに高い電圧をかけて起動させる高速起動を行って(S13)、ウォームアップを行いつつ、高速起動の後、メインモータを、高速起動よりも低い電圧をかけて起動する通常起動を行って(S16)、画像安定化制御を実行する。Tf≦Tmの場合(S12でNO)、メインモータを高速起動させて(S21)、画像安定化制御を行いつつ、高速起動の後、定着モータを通常起動させて(S24)、ウォームアップを行う。
【選択図】図8

Description

本発明は、複写機などの画像形成装置および準備動作実行方法に関し、特に異なる複数の処理を含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置および準備動作実行方法に関する。
例えば、タンデム型のカラー画像形成装置は、中間転写ベルトに沿って各色用の作像ユニットを配列し、それぞれの作像ユニットにおいて感光体ドラム上に作像されたトナー像が中間転写ベルト上に多重転写され、中間転写ベルト上に多重転写された各色トナー像が記録シート上に一括転写された後、定着部において記録シート上のトナー像が加熱、加圧されて記録シートに定着される構成になっている。
このような画像形成装置では、通常、電源がオンされると画像形成が可能なレディ状態になるまでの間に準備動作が行われる。
準備動作には、例えば定着部を定着に必要な温度(目標温度)まで昇温させるウォームアップやレジスト補正などの画像安定化制御がある。
ウォームアップは、例えば定着部のヒータを発熱させつつ定着部の定着ローラと加圧ローラを定着モータにより一定速度で回転させることにより、定着ヒータからの熱が両ローラの全体に行き渡って伝わるようにしながら昇温させる。
レジスト補正は、中間転写ベルトをメインモータにより一定速度で周回走行させつつ当該ベルト上に各色のレジストパターンを形成して、各色のレジストパターンの形成位置をセンサ等により検出し、その形成位置から各色の位置ずれ量を算出して、次回の画像形成の際にその位置ずれ量を用いて画像書き込み位置を補正するものである。
ウォームアップや画像安定化制御などの準備動作が終わるとレディ状態に移行されるので、準備動作に要する時間が長くなると、それだけレディ状態への移行が遅れることになる。レディ状態への移行の遅れは、ユーザの待ち時間が長くなることを意味するので、準備動作は、できるだけ早く終わることが望ましい。
特開2004−126329号公報
上記準備動作が早く終わるようにする方法として、例えばその処理に用いられるモータの起動時に高電圧をかけて急加速させ(以下、「高速起動」という。)、立ち上がりを早くして起動から一定速度に落ち着くまでの時間をより短くすることが考えられる。
レジスト補正では、各色のレジストパターンの形成時に感光体ドラムや中間転写ベルトが一定速度で安定している必要がある。従って、一定速度に落ち着くまでの時間が長くなると、それだけレジストパターンの形成タイミングが遅れ、以降のパターン検出や位置ずれ量の算出が全体的に後にずれて、レジスト補正の終了が遅くなってしまう。
一方、ウォームアップでは、定着ローラと加圧ローラを必要な量だけ回転させるのに要する時間が長くかかり、ウォームアップ時間が伸びることに繋がる。
これらのことからメインモータと定着モータを同時に高速起動すれば、レジスト補正とウォームアップを並行しつつ早く終了できることになる。
しかしながら、高速起動は、通常よりも供給電力のピーク値が高くなるので、2つのモータを同時に高速起動させると、電源部の容量を大幅に増やす必要が生じ、コストアップになるという問題がある。また、装置としての定格消費電力が決まっているので、モータの電源容量が大幅に増えると、定格消費電力以内に抑えるためにはモータ以外の部材への供給電力量を抑制する必要が生じてしまう。
2つのモータを高速起動しつつ電力を抑制する方法として、時間をずらして2つのモータを高速起動させることが考えられる。このようにすれば同時に高速起動するよりも電力を抑えられるが、複数の準備処理を並行して行う場合、例えばウォームアップ中(定着モータ駆動中)に、レジスト補正を開始すべくメインモータを高速起動させると、定着モータへの電力にメインモータの高速起動時の電力が加算されるため、総消費電力のピーク値も大きくなり、電源部の容量を増やさざるを得なくなる。
電源容量の抑制だけを考慮して、例えばウォームアップが終了してからレジスト補正を開始すれば、高速起動する時点で他のモータが駆動していないためにピーク値を抑えられるが、これでは並行処理にならないので準備処理に多くの時間を要してしまう。
このような問題は、モータが1つの場合でも生じ得る。例えば、電源オン直後に定着ヒータへの電力供給と同時にメインモータを高速起動させる場合である。この場合、定着ヒータの供給電力に高速起動時の供給電力が加算されるので、その分、電源部の容量を増やす必要が生じることになる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、コストアップを防止しつつ準備動作をより早く終了することが可能な画像形成装置および準備動作実行方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため本発明の一側面に係る画像形成装置は、異なる複数の処理を含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置であって、前記準備動作における複数の処理のうち、1つの処理に対応して、または複数の処理それぞれに対応して、当該処理を実行するために設けられた1以上のモータと、前記1以上のモータそれぞれを第1の電圧で起動する通常起動と、第1の電圧よりも高い第2の電圧で起動する高速起動を切り換えて回転駆動することが可能な駆動手段と、前記複数の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得手段と、前記時間の最も長い処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように他の処理を開始させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記最初に開始する処理が当該処理に対応して設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを高速起動させ、前記他の処理が当該処理に対応して設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを通常起動させることを特徴とする。
また、前記1以上のモータには、前記複数の処理のうち、第1の処理に対応して設けられた第1のモータと、第2の処理に対応して設けられた第2のモータが含まれ、前記制御手段は、前記第1の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第2の処理が前記他の処理である場合には、前記第1のモータを高速起動させ、その起動後に前記第2のモータを通常起動させ、前記第2の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第1の処理が前記他の処理である場合には、前記第2のモータを高速起動させ、その起動後に前記第1のモータを通常起動させることを特徴とする。
ここで、回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、回動されると共にヒータにより加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段と、を備え、前記第1の処理は、前記第1のモータにより前記像担持体を回動させつつ当該像担持体上に基準パターンを形成し、当該基準パターンの検出結果から、前記画像形成手段による画像の作像条件を適正化するための画像安定化制御であり、前記第2の処理は、前記定着部材を前記第2のモータにより回動させつつ前記ヒータにより加熱して、前記定着部材を定着に必要な目標温度まで昇温させるウォームアップであることを特徴とする。
また、前記複数の処理のうち、第1の処理を実行するのに用いられるヒータを備え、前記1以上のモータは、前記複数の処理のうち、第2の処理に対応して設けられた1のモータであり、前記制御手段は、前記第1の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第2の処理が前記他の処理である場合には、前記ヒータへの電力供給を最初に開始させ、その後に前記1のモータを通常起動させ、前記第2の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第1の処理が前記他の処理である場合には、前記1のモータを高速起動させ、その起動後に前記ヒータへの電力供給を開始させることを特徴とする。
さらに、回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段と、を備え、前記第1の処理は、前記定着部材を前記ヒータにより加熱して、前記定着部材を定着に必要な目標温度まで昇温させるウォームアップであり、前記第2の処理は、前記1のモータにより前記像担持体を回動させつつ当該像担持体上に基準パターンを形成し、当該基準パターンの検出結果から、前記画像形成手段による画像の作像条件を適正化するための画像安定化制御であることを特徴とする。
また、前記制御手段は、前記準備動作を自装置の電源がオンされたときを契機に実行し、前記取得手段は、自装置の電源がオフされてから次に電源がオンされるまでの経過時間を計測する計測手段と、前記計測された経過時間の長さから前記ウォームアップに要すると想定される時間を求めるウォームアップ時間予想手段と、を備え、前記求められた時間を、前記第1の処理の開始から終了までに要すると想定される時間として取得することを特徴とする。
さらに、前記第1の処理が最初に実行される場合と2番目以降に実行される場合のその順序に関わらず、前記ヒータに対し同じ電力供給制御を行うことを特徴とする。
また、前記制御手段は、前記準備動作を、自装置の電源がオンされたとき、前記レディ状態よりも電力消費を低い状態に維持する節電モードが解除されたとき、または自装置に設けられた開閉可能なカバー部材がユーザにより開閉されたときを契機に実行することを特徴とする。
さらに、前記高速起動時に実行される一の処理における消費電力および前記通常起動時に並行して実行される複数の処理における消費電力が所定値以下になるように高速起動および通常起動における電力供給量が設定されていることを特徴とする。
本発明の他の一側面に係る画像形成装置は、モータにより回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、ヒータにより加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段を備え、前記モータにより前記像担持体を回動させることにより行う第1の処理と、前記ヒータにより前記定着部材を加熱することにより行う第2の処理とを含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置であって、前記モータを第1電圧で起動する通常起動と、第1電圧よりも高い第2電圧で起動する高速起動を切り換えて回転駆動することが可能な駆動手段と、前記第1と第2の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得手段と、前記時間の長い方の処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように前記時間の短い方の処理を開始させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第1の処理が、前記最初に開始する処理である場合には、前記モータを高速起動させ、2番目に開始する処理である場合には、前記モータを通常起動させ、前記第2の処理については、最初に実行される場合と2番目に実行される場合のその順序に関わらず前記ヒータに対し同じ電力供給制御を行うことを特徴とする。
本発明の一側面に係る準備動作実行方法は、異なる複数の処理を含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置において実行される準備動作実行方法であって、前記複数の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得ステップと、前記時間の最も長い処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように他の処理を開始させる制御ステップと、を含み、前記制御ステップは、前記最初に開始する処理が当該処理を実行するために設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを第1の電圧よりも高い第2の電圧で高速起動させ、前記他の処理が当該処理を実行するために設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを前記第1の電圧で通常起動させることを特徴とする。
また、本発明の他の一側面に係る準備動作実行方法は、モータにより回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、ヒータにより加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段を備え、前記モータにより前記像担持体を回動させることにより行う第1の処理と、前記ヒータにより前記定着部材を加熱することにより行う第2の処理とを含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置において実行される準備動作実行方法であって、前記第1と第2の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得ステップと、前記時間の長い方の処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように前記時間の短い方の処理を開始させる制御ステップと、を含み、前記制御ステップは、前記第1の処理が、前記最初に開始する処理である場合には、前記モータを第1電圧よりも高い第2電圧で高速起動させ、2番目に開始する処理である場合には、前記モータを前記第1電圧で通常起動させ、前記第2の処理については、最初に実行される場合と2番目に実行される場合のその順序に関わらず前記ヒータに対し同じ電力供給制御を行うことを特徴とする。
上記のようにすれば、時間の最も長くかかる処理がモータを用いるものである場合には、その処理を最初に開始すると共にそのモータを高速起動でき、当該処理に並行して、他の処理を実行するためのモータを通常起動できるので、準備動作における電力消費のピークを高めることなく、これに要する時間の短縮化をも図ることができる。
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)に適用した場合の例について説明する。
<実施の形態1>
図1は、本実施の形態に係るプリンタ100の全体の構成を示す図である。
同図に示すように、プリンタ100は、画像プロセス部10、給送部20、定着部30、制御部40および電源基板50などを備えており、ネットワーク、ここではLANに接続されて、外部の端末装置(不図示)からの印刷(プリント)指示を受け付けると、その指示に基づいてカラーの画像形成を実行するものである。
画像プロセス部10は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の各色のそれぞれに対応する作像部11Y、11M、11C、11Kと、中間転写ベルト12などを備える。
中間転写ベルト12は、駆動ローラ13と従動ローラ14等に張架されており、矢印A方向に循環駆動される。
作像部11Y〜11Kは、中間転写ベルト12に対向してベルト走行方向上流側から下流側に沿って所定間隔で直列に配置されている。作像部11Yは、像担持体としての感光体ドラム1と、その周囲に配設された帯電部2と、露光部3と、現像部4と、中間転写ベルト12を挟んで感光体ドラム1と対向する一次転写ローラ5と、クリーナ6などを備えている。この構成は、他の作像部11M〜11Kについて同様であり、同図では符号を省略している。以下、作像部の構成部分の番号に再現色としてのY,M,C,Kを添字として付加して再現色毎に対応するものを区別することとする。
給送部20は、シートSを収容する給紙カセット21と、給紙カセット21内のシートSを1枚ずつ繰り出す繰り出しローラ22と、繰り出されたシートSを搬送する搬送ローラ対23と、二次転写位置15にシートSを送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対24と、二次転写位置15において中間転写ベルト12を挟んで駆動ローラ13に圧接される二次転写ローラ25などを備えている。
定着部30は、筒状の定着ローラ31と、定着ローラ31に圧接される加圧ローラ32と、定着ローラ31に内挿される定着ヒータ33と、定着ローラ31のローラ表面温度を検出するための温度検出センサ34と、定着ローラ31と加圧ローラ32を回転駆動させるための直流の定着モータ35などを備える。
制御部40は、外部の端末装置からプリント指示を受けると、送信されて来る画像信号を受信して、これをY〜K色用のデジタル画像信号に変換し、画像プロセス部10、給送部20、定着部30等を制御して、プリント動作を実行させる。
具体的には、作像部11Y〜11Kにおいて、感光体ドラム1Y〜1Kは、クリーナ6Y〜6Kで表面の残存トナーが除去された後、帯電部2Y〜2Kにより一様に帯電され、このように一様に帯電した状態で露光部3Y〜3Kからのレーザー光による露光を受けると、感光体ドラム1Y〜1Kの表面に静電潜像が形成される。
各静電潜像は、現像部4Y〜4Kにより現像され、これにより感光体ドラム1Y〜1K表面に対応する色のトナー像が形成され、そのトナー像は、各転写位置において中間転写ベルト12の裏面側に配設された一次転写ローラ5Y〜5Kの静電的作用により、周回走行する中間転写ベルト12上に順次転写(一次転写)されていく。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト12上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト12上の各色トナー像は、中間転写ベルト12の走行により二次転写位置15に移動する。
一方、中間転写ベルト12の移動タイミングに合わせて、給送部20からは、タイミングローラ対24を介してシートSが給送されて来ており、そのシートSは、走行する中間転写ベルト12と二次転写ローラ25の間に挟まれて搬送され、二次転写位置15において二次転写ローラ25の静電的作用により中間転写ベルト12上のトナー像がシートS上に一括して転写(二次転写)される。
二次転写位置15を通過したシートSは、定着部30に搬送され、定着ローラ31と加圧ローラ32の圧接部(定着ニップ)を通過する際に、トナー像が加熱、加圧によりシートSに定着された後、排出ローラ対27を介して排出トレイ28上に排出される。
定着ローラ31と加圧ローラ32を除く他の回転体、具体的には感光体ドラム1Y〜1K、中間転写ベルト12、繰り出しローラ22、タイミングローラ対24などの部材は、直流のメインモータ16からの駆動力を受けて回転駆動される。
電源基板50は、メインモータ16、定着モータ35、定着ヒータ33、制御部40など装置内の各部材に必要な電力を供給する。
作像部11Kよりも中間転写ベルト12の搬送方向下流側の位置には、パターン検出センサ19が中間転写ベルト12に対し対向配置されている。
パターン検出センサ19は、発光素子と受光素子を備える公知の反射型の光学センサであり、画像安定化制御としてのレジスト補正(後述)の際に中間転写ベルト12の表面に形成されるレジストパターンを検出して、その検出結果を制御部40に送る。
図2は、制御部40の構成を示す図である。
同図に示すように、制御部40は、主な構成要素としてCPU101と、通信インターフェース(I/F)部102と、画像処理部103と、画像メモリ104と、位置ずれ補正部105と、レーザーダイオード駆動部106と、ROM107と、RAM108と、位置ずれ量格納部109と、ドライバ110を備える。
通信I/F部102は、LANカード、LANボードといったLANに接続するためのインターフェースである。
画像処理部103は、通信I/F部102を介して外部からのプリントジョブのデータを受け付けると、その画像に公知の濃度補正などの処理を加えた後、Y〜K色用の画像データに変換して、その変換後の画像データを画像メモリ104に一旦格納する。
位置ずれ補正部105は、画像プロセス部10を制御して、中間転写ベルト12上にレジストパターンを形成させて各色の位置ずれ量を求めるレジスト補正を行う。レジスト補正の方法は、公知であるので詳細な説明は省略するが、概略すると次の通りである。
すなわち、メインモータ16を駆動して中間転写ベルト12を周回走行させる。そして、図3に示すように中間転写ベルト12上に各色のレジストパターン121Y〜121Kを形成する。レジストパターン121Y〜121Kは、各色毎に主走査方向に平行な第1の直線部と、これに対し45°の角度をなす第2の直線部で示されるV字型のパターンからなる。各レジストパターンは、位置ずれが発生しない状態では主走査方向に同じ位置で副走査方向に相互に所定距離をもって形成されるようになっている。形成された各レジストパターンは、中間転写ベルト12の走行によりパターン検出センサ19の検出位置を通過した際に同図の破線191の検出ライン上でそれぞれ検出される。
パターン検出センサ19によるレジストパターンの検出信号から、ブラック色のレジストパターンの位置を基準にその他の色のレジストパターンとの副走査方向の距離を求め、求めた距離と色ずれが発生していない状態における距離との差分から副走査方向における位置ずれ量を算出する。算出されたデータは、位置ずれ量格納部109に格納される。
位置ずれ補正部105は、位置ずれ量格納部109に格納されている位置ずれ量のデータを用いて、副走査方向の位置ずれがなくなるように画像データのアドレス変更などを行って、各色の画像の感光体ドラム1Y〜1Kへの書き込み位置を画素単位で補正する公知の書き込み位置補正を行って、カラー画像形成時に色ずれが生じないように制御する。
位置ずれ検出の精度を高めるには、レジストパターン121Y〜121Kの形成個数をより多くして、検出結果の平均をとるなどの方法があるが、形成個数を多くすると、パターンの書き込み開始からパターン検出が終了するまでに要する時間、すなわちレジスト補正に要する時間が長くかかることになる。
一方で、形成個数が少ないと、多い場合よりもレジスト補正に要する時間が短くなるが、検出精度がある程度低下することになる。しかしながら、検出精度が低下するといっても位置ずれ発生の要因、例えば光学系のレンズの温度変化による膨縮などは、常時発生するとは限らず、発生しても微小であれば人の目に見える色ずれに至る程度に及ぶとは限らないため、形成個数が少ないからといって必ずしも画質劣化が生じるとは限らない。
そこで、本実施の形態では、ある条件に応じてパターン形成個数を変えるようにしている。具体的には、電源がオンされたときに前回の電源オフからの経過時間が所定時間を超えている場合にはパターン形成個数を多くして、所定時間以内の場合には少なくする。電源オフになっていた時間が短ければ、そのオフ時間に装置の状態が大きく変わっていないと想定されるので、形成個数を少なくして簡易的なレジスト補正としても色ずれを抑えることができるからである。なお、電源オフからの経過時間は、図示しないタイマーなどにより計測される。以下、形成個数が多いレジスト補正を特定して言う場合には、通常レジスト補正と、形成個数が少ないレジスト補正を特定して言う場合には、簡易レジスト補正と区別し、総称するときはレジスト補正という。
なお、他の方法をとることもできる。例えば、前回の電源オフ時の装置内温度と今回の電源オン時の装置内温度との温度差が大きければ通常レジスト補正を行い、その温度差が小さければ簡易レジスト補正を行うとしても良い。また、累積プリント枚数や累積駆動時間などに基づいて切り換える方法をとることもできる。
図2に戻って、レーザーダイオード駆動部106は、位置ずれ補正部105による補正された画像データに基づき露光部3Y〜3Kのレーザーダイオードを駆動する。
ROM107には、画像プロセス部10などにおける画像形成動作に関する制御プログラム、および後述する準備動作に関する制御プログラムのほか、各色のレジストパターンの印字用データや画像の位置ずれ補正のためのプログラムなどが格納されている。
RAM108は、CPU101のワークエリアになる。
CPU101は、温度検出センサ34からの検出信号を受信して、定着ローラ31の表面温度を検出し、その表面温度が定着に必要な温度(目標温度)に維持されるように定着ヒータ33への供給電力を制御する。また、パターン検出センサ19などの各種センサの入力を受ける一方、ROM107から必要なプログラムを読み出して、画像処理部103でのデータ処理や、画像メモリ104における画像データの書き込み/読み出し、並びに位置ずれ補正部105における画像データの補正内容などを制御し、あるいは画像プロセス部10、給送部20、定着部30などの動作をタイミングを取りながら統一的に制御して円滑なプリント動作を実行させる。さらに、ドライバ110を介してメインモータ16と定着モータ35をその回転速度が目標速度に維持されるように制御する。
ドライバ110は、メインモータ16を回転駆動するためのドライバAと、定着モータ35を回転駆動するためのドライバBを備える。ドライバAは、電源基板50からの電力供給を受けつつ、CPU101からの制御信号に基づき、その制御信号に示される回転数でメインモータ16が回転するようにメインモータ16に電力を供給する。また、メインモータ16からの速度信号を受信して、その速度信号をCPU101に送る。CPU101は、受信した速度信号から現在のメインモータ16の回転速度を知ることができ、目標速度から外れている場合には、目標速度になるようにドライバAに制御信号を送る。
ドライバBについても同様である。ドライバBは、電源基板50からの電力供給を受けつつ、CPU101からの制御信号に基づき、その制御信号に示される回転数で定着モータ35が回転するように電力を供給すると共に、定着モータ35からの速度信号を受信して、CPU101に送る。CPU101は、受信した速度信号に基づいて定着モータ35の回転速度が目標速度になるようにドライバBに制御信号を送る。
図4は、メインモータ16と定着モータ35のモータ回転制御の様子を示す図であり、図4(a)は、回転速度が起動時から変化する様子を示しており、図4(b)は、制御信号の電圧変化の様子を示している。制御信号の電圧を高くすると直流モータへの供給電力が多くなって回転速度が速くなり、電圧を低くすると回転速度が遅くなるという関係になっている。なお、ここではメインモータ16について制御内容を説明することとし、定着モータ35については説明を省略するが、その制御方法は基本的に同じである。
両図に示すように、CPU101が制御信号として起動用の電圧V1(一定値)をドライバAに出力すると、直流モータであるメインモータ16に電流が供給されて回転が開始されると共に加速される。CPU101は、メインモータ16の現在の回転速度をモニターし、その回転速度が制御切換速度Vs(例えば、目標速度に対し90%の速度)に達すると、目標速度に維持されるように制御信号の電圧を可変する可変制御を行う。
具体的には、回転速度が目標速度を超えると電圧を少し下げ、目標速度を下回ると少し上げるといったパルス状の波形の電圧に切り換える。以下、回転開始から回転速度が制御切換速度Vsに達するまでの間をモータの起動、その起動時の回転制御を加速制御、起動終了後の回転制御をフィードバック制御という。
回転速度の推移を見ると加速制御が終了しても瞬時に加速がゼロにならず、目標速度を少し超えたところで減速に切り換わって、以降、目標速度を下回ると少し加速し、超えると少し減速するという処理が繰り返し行われて目標速度に維持されるようになっている。
図4(a)では、起動開始から時間Ta後(回転速度が最初に目標温度を超えた後、減速されて目標温度を下回り、再度加速されて目標温度を超えたとき)に回転速度が安定していることを示しており、起動時における制御信号の電圧V1が低く設定されているため、回転速度が安定するまでに時間がかかっている例を示している。
図5は、制御信号の起動電圧をV1よりも高いV2(同図では約2倍)にした場合の例を示す図である。同図に示すように起動電圧を高くすると、回転速度が制御切換速度Vsに達するまでの時間T2が図4で示す時間T1よりも短く(同図では約半分)なっており、回転速度が安定するまでの時間Tbも図4の時間Taよりも大幅に短くなっている。
その一方で、起動電圧V2が図4のV1よりも高いので、図示していないがメインモータ16への供給電力もその分、多くなっており、加速制御での電力消費のピークが図4の消費電力のピークよりも高くなることになる。このように回転速度が起動から安定するまでに要する時間と消費電力とは、トレードオフの関係にある。
以下、制御信号の起動電圧をV2としてモータに瞬時に多くの電力を供給して起動することを高速起動、起動電圧をV2よりも小さいV1に下げて、高速起動よりも供給電力を少なくして起動することを通常起動という。
本実施の形態では、後述のようにメインモータ16と定着モータ35について、起動毎に通常起動と高速起動のいずれを用いるかが決められ、決められた起動方法により起動されるようになっている。
図2に戻って、CPU101は、電源がオンされると準備動作における複数の処理として、レジスト補正と定着部30のウォームアップとを行い、双方が終了するとプリント可能な状態(レディ状態)に移行する。ここで、ウォームアップとは、定着ヒータ33に電力を供給して発熱させつつ、定着モータ35を駆動させて定着ローラ31と加圧ローラ32を回転させることにより定着ヒータ33からの熱が両ローラの全体に行き渡って伝わるようにして、定着部30の温度を目標温度まで昇温させる処理をいう。
ウォームアップに要する時間は、ウォームアップの開始時における定着部30の温度により大きく変わる。すなわち、開始時の温度がある程度、高ければ目標温度までの昇温にそれほど時間がかからないが、室温程度であれば目標温度との温度差の分だけ昇温に時間がかかることになる。処理に要する時間が変わることは、上記のように通常と簡易を切り換えて実行するレジスト補正について同様である。
このようなレジスト補正とウォームアップなどの準備動作における処理は、上記の「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、できるだけ短い時間で済ませられることが望ましく、その方法としてメインモータ16と定着モータ35の双方を高速起動することが考えられるが、モータの電源容量が大きくなる点で問題が生じる。このような問題が生じることを、図6と図7を用いて具体的に説明する。
図6(a)は、メインモータ16と定着モータ35を、時間をずらして高速起動させる場合に、CPU101から出力される制御信号の波形例を示す図であり、図6(b)は、両モータの消費電力を合計した電力(総消費電力)の波形例を示す図である。
両図に示すように、まずメインモータ16が高速起動され、起動終了直後に定着モータ35が高速起動される場合、総消費電力のピーク値Wpは、定着モータ35の高速起動の際に最大になる。このようにメインモータ16のフィードバック制御中に、定着モータ35を高速起動させると、メインモータ16の消費電力に定着モータ35の高速起動時の消費電力が加算されるのでピーク値Wpが大きくなってしまう。なお、両モータを同時に高速起動させると、ピーク値Wpがさらに大きくなることはいうまでもない。
一方、図7(a)は、メインモータ16と定着モータ35を通常起動させる場合の制御信号の波形例を示す図であり、図7(b)は、両モータの総消費電力の波形例を示す図である。両図に示すように、通常起動の総消費電力のピーク値Wpは、定着モータ35の通常起動の際に最大になるが、図6の高速起動に比べて小さくなっている。図6、図7の例では、約半分になっている。
このように図7の通常起動を用いればモータの電源容量を抑えることができるが、上記のように通常起動ではモータの回転速度が安定するまでに要する時間が長くかかり、準備動作に要する時間も長くかかることになってしまう。
そこで、本実施の形態では、時間のかかる方の処理に用いられるモータを先に高速起動で回転させ、その起動後に、時間のかからない方の処理のモータを通常起動で回転させて、双方の処理を並行して行うことにより、モータの電源容量を抑えつつ準備動作に要する時間を短くして、レディ状態により早く移行できるようにしている。
以下、図8〜図10を用いてモータ回転制御の内容を具体的に説明する。
図8は、準備動作の際にCPU101により実行されるモータ回転制御の内容を示すフローチャートであり、図9と図10は、準備動作の際にCPU101から出力される制御信号の電圧波形とモータの総消費電力の推移を示す図である。ここで、図9(a)〜図9(c)は、本実施の形態の例(実施例)を示し、図9(d)は、比較例を示している。同様に、図10(a)〜図10(b)は、実施例を、図10(c)は、比較例を示している。また、図8に示すモータ回転制御は、電源がオンされると実行される。
図8に示すようにCPU101は、まずウォームアップに要すると想定される時間Tf、レジスト補正に要すると想定される時間Tmを求める(ステップS11)。以下、時間Tfをウォームアップ時間、時間Tmを画像安定化時間という場合がある。ウォームアップ時間Tfは、次の方法により求められる。
すなわち、(a)温度検出センサ34からの検出信号に基づき、定着ローラ31の現在のローラ表面温度を検出する。(b)検出したローラ表面温度から目標温度まで定着ローラ31と加圧ローラ32双方を昇温させるのに必要な時間(時間Tfに相当)を示す情報を取得する。
この時間は、現在のローラ表面温度から定着ヒータ33をオンしつつ定着ローラ31と加圧ローラ32を回転させることにより、両者に定着ヒータ33からの熱が全体的に伝わって目標温度まで昇温するのに要すると想定される時間として予め実験などから求められたものである。例えば、ローラ表面温度と想定時間とが対応付けられたテーブルなどの情報がROM107に格納されており、これを読み出すことにより取得される。
なお、別の方法、例えば定着ローラ31を1〔℃〕昇温させるのに必要な定着ヒータ33のオン時間Ts1と、定着ローラ31のローラ表面温度が目標温度に達したと検出されてから定着ローラ31と加圧ローラ32双方が略同じ温度になるまで熱が行き渡るのに要すると想定される時間Ts2を予め求めておいて、ローラ表面温度と目標温度の差分に時間Ts1を乗算した値に時間Ts2を加算するといった方法をとることもできる。
一方、画像安定化時間Tmについては、上記の通常レジストと簡易レジストの何れを実行するかにより求められる。ここでは、通常レジストと簡易レジストそれぞれについて実行に要すると想定される時間が予め実験などから求められ、ROM107などに格納されており、実行すべきレジスト補正が決まると、その決まったレジスト補正に対応する時間を示す情報を読み出すことにより取得される。
時間Tf>Tmであることを判断すると(ステップS12で「YES」)、時間のかかる方の定着モータ35を高速起動させる(ステップS13)(図9(b)の時点t0)。
定着モータ35の回転速度が制御切換速度Vsに達したことを判断すると(ステップS14で「YES」)、定着モータ35をフィードバック制御に切り換える(ステップS15)(図9(b)の時点t1)。これにより定着モータ35の高速起動が終了する。なお、定着ヒータ33のオン開始のタイミングについては、同図では示していないが高速起動の直後にオンされるとしても良いし、装置の定格消費電力の範囲内に収まるのであれば高速起動と同時にオンされるとしても良い。上記のウォームアップ時間Tfは、このオンタイミングも考慮されて予め求められる。
定着モータ35の回転と共に定着ヒータ33の発熱により、定着ローラ31と加圧ローラ32が回転駆動されつつ加熱されることになる。
ステップS16では、時間のかからない方のメインモータ16を通常起動させる(図9(a)の時点t2)。そして、メインモータ16の回転速度が制御切換速度Vsに達したことを判断すると(ステップS17で「YES」)、メインモータ16をフィードバック制御に切り換える(ステップS18)(図9(a)の時点t3)。これによりメインモータ16の通常起動が終了する。なお、同図では示していないがフィードバック制御に切り換えられた後、メインモータ16の回転速度が目標速度で安定した状態になってから(図4の時間Taに相当する時間の経過後)、レジストパターン121Y〜121Kの形成が開始され、形成されたレジストパターン121Y〜121Kの検出、位置ずれ量の算出などが実行される。
ステップS19では、ウォームアップと画像安定化動作の双方が終了したか否かを判断する。この判断は、ウォームアップについては、定着モータ35の回転開始からの経過時間が上記ステップS11で求められたウォームアップ時間Tfに達したか否かにより行われる。なお、時間Tfに達した時点では、現在のローラ表面温度が目標温度に達しているはずであるが、仮にまだ達してなければウォームアップが継続されることになる。
レジスト補正については、ウォームアップと同様にステップS11で求められた時間Tmに達したか否かにより行うことができるが、実際の動作が終了していれば終了と判断するとしても良い。
図9(a)と図9(b)の例では、先にメインモータ16の回転が停止し(時点t4)、次に定着モータ35の回転が停止するようになっている(時点t5)。当該例では、準備動作全体に要する時間(時点t0〜t5)が定着モータ35のオン時間に相当し、メインモータ16のオン時間よりも長いので、ウォームアップの間にレジスト補正を並行しても準備動作全体に要する時間が影響を受けることがない(レジスト補正を並行したためにウォームアップが終了してもレジスト補正がまだ終わっていないということがない。)。
そして、図9(c)に示すようにモータの総消費電力は、定着モータ35の高速起動(時点t0〜t1)でピークP1が生じ、メインモータ16の通常起動(時点t2〜t3)でピークP2が生じる。
ピークP1は、メインモータ16がまだ回転していない状態で定着モータ35が高速起動したときのものなので、定着モータ35を高速起動させても他のモータの電力が加算されることがない分、上記の図6(b)のピーク値Wpに比べてピーク値が抑えられている。一方、ピークP2は、メインモータ16の通常起動の電力に定着モータ35のフィードバック制御の電力が加算されたものである。これは、上記の図7(b)のピーク値Wpに相当する。ピークP2の値は、P1よりも少し大きくなっているが、その差は小さく、両方のピーク値が低めに抑えられるので、電源容量を小さい電源部を用いることができるようになる。これら高速起動と通常起動時におけるモータの総消費電力が所定値(破線)以下になるように、高速起動と通常起動におけるモータの供給電力量が予め設定される。
このように時間のかかる方の処理を先に高速起動により実行し、時間のかからない方の処理をその後に通常起動により実行すると、準備動作の終了を早めつつ電源容量を下げることができるが、各処理の先後が上記の逆になると、図9(d)に示す比較例のように準備動作の終了までに時間が長くかかることになってしまう。
すなわち、図9(d)は、時間Tf>Tmであるがメインモータ16、定着モータ35の順に起動させた場合の例であり、時点t6でメインモータ16が早々に停止するが、その後、かなり時間が経ってから時点t7で定着モータ35が停止する。
図9から明らかなように、実施例では比較例よりも、最後まで残った処理の終了を時点t5とt7の差分Tzだけ終了時期を早めることができる。
図8に戻り、ステップS12において、時間Tf>Tmではない、すなわち時間Tf≦Tmと判断すると、時間のかかる方のメインモータ16を高速起動させる(ステップS21)(図10(b)の時点t0)。
そして、メインモータ16の回転速度が制御切換速度Vsに達したことを判断すると(ステップS22で「YES」)、メインモータ16をフィードバック制御に切り換える(ステップS23)(図10(a)の時点t11)。これによりメインモータ16の高速起動が終了する。メインモータ16のフィードバック制御への切換後に、レジストパターンの形成〜位置ずれ量の算出等が実行されることは、上記ステップS18と同様である。
ステップS24では、時間のかからない方の定着モータ35を通常起動させる(図10(b)の時点t12)。そして、定着モータ35の回転速度が制御切換速度Vsに達したことを判断すると(ステップS25で「YES」)、定着モータ35をフィードバック制御に切り換えて(ステップS26)(図10(b)の時点t13)、ステップS19に移る。定着モータ35の回転と共に定着ヒータ33の発熱により定着ローラ31と加圧ローラ32が回転駆動されつつ加熱される。
図10(a)と図10(b)の例では、先に定着モータ35の回転が停止し(時点t14)、次にメインモータ16の回転が停止する(時点t15)。この例では、準備動作全体に要する時間(時点t0〜t15)がメインモータ16のオン時間に相当し、定着モータ35のオン時間よりも長いので、レジスト補正の間にウォームアップを並行しても準備動作全体に要する時間が影響を受けることがない(ウォームアップを並行したためにレジスト補正が終了してもウォームアップがまだ終わっていないということがない。)。
なお、図示していないが、モータの総消費電力の波形は、図9(c)に示す波形と略同じになる。これは、両モータが略同じ出力特性のものが用いられており、実行開始の先後が入れ替わってもトータルの消費電力については図9の例と変わらず、略同じになるからである。もちろん、消費電力が異なるモータが使用される場合には、ピーク値が異なることになるが、凡そ2つのピークが出来て、各ピーク値が極端に大きくならない波形になることは同じである。
図10(c)は、定着モータ35、メインモータ16の順で起動させた場合の比較例であり、時点t16で定着モータ35が早々に停し、その後、かなり時間が経ってから時点t17でメインモータ16が停止しており、時点t15とt17の差分Tzだけ、実施例の方が準備動作の終了を早めることができる。なお、時間TfとTmの長さは、上記のように電源オン時点の装置状態に応じて変わる。従って、電源オン毎に、時間TfとTmの大小によりウォームアップとレジスト補正の一方が先に高速起動により実行が開始され、その後に他方が通常起動により実行が開始されることになる。
以上、説明したように本実施の形態では、時間のかかる方の処理に用いられるモータを先に高速起動で回転させ、その起動終了後、時間がかからない方の処理に用いられるモータを通常起動で回転させて、双方の処理を並行して行うようにしたので、モータの電源容量を抑えつつ準備動作全体に要する時間を短縮して、レディ状態により早く移行できるようになる。
<実施の形態2>
上記実施の形態1では、準備動作として、メインモータ16を用いて実行するレジスト補正と、定着モータ35を用いて実行するウォームアップを並行して実行する場合の例を説明したが、本実施の形態2では、定着モータ35を備えておらず、ウォームアップでは定着ヒータによる昇温だけを行うとしており、この点で実施の形態1と異なっている。なお、定着ローラ31と加圧ローラ32は、メインモータ16により駆動される。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態1と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
図11は、本実施の形態に係る準備動作の際にCPU101により実行される定着ヒータ33とメインモータ16の制御の内容を示すフローチャートであり、図12と図13は、準備動作の際にCPU101から出力される定着ヒータ33に対する温調信号と、メインモータ16に対する制御信号の電圧波形の推移を示す図である。
本実施の形態では、定着ヒータ33が例えばハロゲンヒータであり、CPU101から温調信号としてHレベルの信号が出力されると定着ヒータ33が点灯し、Lレベルの信号を出力されると消灯する構成になっている。
図11に示すようにCPU101は、まず前回の電源オフから今回の電源オンまでの経過時間を取得する(ステップS31)。この経過時間は、ここでは電源オフから計時を開始し、次の電源オンまでの経過時間を計測するタイマー(不図示)により計測される。
計測された経過時間からウォームアップ時間Twを求める(ステップS32)。ここでは、電源オフからの経過時間Xと、X時間経過したときに電源をオンしてウォームアップを実行するとした場合に要すると予想される時間Yとを対応付けた情報が予め実験などから求められてROM107に格納されており、経過時間Xが計測されると、その時間Xに対応する予想時間Yのデータを読み出すことにより求められる。
なお、この方法に限られず、例えば上記の時間Ts1(定着ローラ31を1〔℃〕上昇させるのに必要な定着ヒータ33のオン時間)を、現在の定着ローラ31の表面温度と目標温度との差分に乗算することにより求める方法をとることもできる。
そして、安定化時間Tmを求める(ステップS33)。時間Tmは、上記ステップS11の方法と同じ方法により求められる。
時間Tw>Tmであることを判断すると(ステップS34で「YES」)、定着ヒータ33をオンさせる(ステップS35)(図12(a)の時点t0)。これにより定着ローラ31が加熱されることになる。
ステップS36では、メインモータ16を通常起動させる(図12(b)の時点t21)。そして、メインモータ16の回転速度が制御切換速度Vsに達したことを判断すると(ステップS37で「YES」)、メインモータ16をフィードバック制御に切り換える(ステップS38)(図12(b)の時点t22)。これにより、上記のようにレジストパターン121Y〜121Kの形成〜位置ずれ量の算出等が実行される。
ステップS39では、ウォームアップと画像安定化動作の双方が終了したか否かを判断する。この判断は、ウォームアップについては、定着ヒータ33のON開始からの経過時間がステップS31で求められた時間Twに達したか否かにより行うことができる。なお、これに限られず、例えば検出されたローラ表面温度が目標温度に達した時点を終了としても良い。この場合、時間Twと一致しない場合も生じるが、実際に早く終了すればそれだけ早く処理が終了することになる。このことはレジスト補正について同様である。
図12(a)と図12(b)に示す実施例では、先にメインモータ16の回転が停止し(時点t23)、次に定着ヒータ33がオフする(時点t24)。この例では、準備動作全体に要する時間(時点t0〜t24)が定着ヒータ33のオン時間に相当し、メインモータ16のオン時間よりも長いので、ウォームアップの間にレジスト補正を並行しても準備動作全体に要する時間が影響を受けることがない。なお、図12では、図示していないが、定着ヒータ33とメインモータ16による総消費電力は、メインモータ16の通常起動(時点t21〜t22)で一つのピークが生じるが、メインモータ16が通常起動されるので、高速起動の場合よりもピーク値は小さくなる。
一方、図12(c)に示す比較例では、時間Tw>Tmであるがメインモータ16を先に高速起動させた後、定着ヒータ33をオンさせた場合の例であり、時点t25でメインモータ16が早々に停止するが、その後、かなり時間が経ってから時点t26で定着ヒータ33がオフする。従って、実施例と比較例では、時点t24とt26の差分Tzだけ実施例の方が準備動作の終了が早まることになる。
図11に戻り、ステップS34において、時間Tw>Tmではない、すなわち時間Tw≦Tmと判断すると、メインモータ16を高速起動させる(ステップS41)(図13(b)の時点t0)。
そして、メインモータ16の回転速度が制御切換速度Vsに達したことを判断すると(ステップS42で「YES」)、メインモータ16をフィードバック制御に切り換える(ステップS43)(図13(b)の時点t31)。メインモータ16のフィードバック制御への切換後に、レジストパターンの形成〜位置ずれ量の算出等が実行されることは、上記ステップS18と同様である。
ステップS44では、定着ヒータ33をオンさせて(図13(a)の時点t32)、ステップS39に移る。定着ヒータ33の発熱により定着ローラ31が加熱される。
図13(a)と図13(b)に示す実施例では、先に定着ヒータ33がオフし(時点t33)、次にメインモータ16の回転が停止する(時点t34)。この例では、準備動作全体に要する時間(時点t0〜t34)がメインモータ16のオン時間に相当し、定着ヒータ33のオン時間よりも長いので、レジスト補正の間にウォームアップを並行しても準備動作全体に要する時間が影響を受けることがない。なお、図13では、図示していないが、定着ヒータ33とメインモータ16による総消費電力は、メインモータ16の高速起動(時点t0〜t31)時に一つのピークが生じるが、高速起動では、定着ヒータ33がオフされており、定着ヒータ33の消費電力が加算されないので、加算される場合よりもピーク値が小さくなる。なお、定着ヒータのオン区間(時点t32〜t33)では、フィードバック制御中のメインモータ16の消費電力が加算されるが、フィードバック制御中の消費電力は、通常起動時よりも少なくなるので、ピーク値が大きくなることもない。
以上説明したように、本実施の形態2では、(a)時間のかかる方がヒータを用いる処理の場合には、まずヒータを先に点灯させた後、時間のかからない方の処理に用いられるモータを通常起動で回転させ、(b)時間のかかる方がモータを用いる処理の場合には、そのモータを先に高速起動で回転させ、その起動終了後、時間がかからない方の処理に用いられるヒータを点灯させて、双方の処理を並行して行うようにしたので、モータとヒータという電力消費の多い部材についての電源容量を抑えつつ、準備動作全体に要する時間を短縮して、レディ状態により早く移行できるようになる。
なお、上記では定着ヒータ33としてハロゲンヒータを用いた例を説明したが、これに限られず、例えばカーボンヒータ、電熱線、セラミックヒータ、誘導加熱ヒータなどを用いるとしても良い。
本発明は、画像形成装置に限られず、上記準備動作を実行する方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、DVD−ROM、DVD−RAM、CD−ROM、CD−R、MO、PDなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
また、本発明に係るプログラムは、上記に説明した処理をコンピュータに実行させるための全てのモジュールを含んでいる必要はなく、例えば通信プログラムやオペレーティングシステム(OS)に含まれるプログラムなど、別途情報処理装置にインストールすることができる各種汎用的なプログラムを利用して、本発明の各処理をコンピュータに実行させるようにしても良い。従って、上記した本発明の記録媒体に必ずしも上記全てのモジュールを記録している必要はないし、また必ずしも全てのモジュールを伝送する必要もない。さらに所定の処理を専用ハードウェアを利用して実行させるようにすることができる場合もある。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態では、画像安定化制御としてレジスト補正を実行する場合の例を説明したが、これに限られない。画像プロセス部10(画像形成手段)における感光体ドラム1や中間転写ベルト12などの像担持体を回動させつつ当該像担持体上に基準パターンを形成し、形成された基準パターンの検出結果から、画像形成手段による画像の作像条件を適正化するための制御であれば良い。例えば、光量補正、最大濃度補正、階調補正などが考えられる。これらは、いずれもメインモータ16を用いて実行される。
光量補正とは、露光部3のレーザーダイオードの光量補正である。具体的には、レーザーダイオードの発光量とドット密度を変化させて、多階調の濃度パターンを、周回走行する中間転写ベルト12上に形成し、形成された各パターンの濃度をパターン検出センサ19により検出して、検出された各パターンの濃度がそれぞれ規定の濃度になるようにパターン毎に1ドットのレーザーダイオードの発光量を調整するものである。
最大濃度補正は、レーザーダイオードをその最大の光量で発光させて中間転写ベルト12上に高濃度パターンを形成しつつ、形成されたパターンをパターン検出センサ19で検出したときの濃度が最大濃度として予め決められた濃度になるように、帯電電圧や現像バイアス電圧などの画像形成条件を適正な値に調整するものである。
階調補正とは、いわゆるγ補正と呼ばれるものであり、複数、例えば256の各階調を256個の部分パターンで表わしてなる所定のグラデーションパターン(入力画像)をレーザーダイオードの発光量およびドット密度を変えて、周回走行する中間転写ベルト12上に形成し、形成されたグラデーションパターンの濃度をパターン検出センサ19により検出して、入力画像の濃度と実際の出力画像の濃度との対応関係をテーブル化する。このテーブル(γテーブル)がレーザーダイオードの発光量とドット密度の制御変数として用いられる。プリント時には、γテーブルに基づき入力画像と出力画像の各濃度が一致するようにレーザーダイオードの光量とドット密度を制御して階調再現性を向上させる。
上記の光量補正や階調補正などを画像安定化制御として実行する場合、レジスト補正と同様に前回の電源オフからの経過時間(電源オフ時間)の長さに応じてパターン形成個数を変える構成をとれば、その画像安定化制御に要すると想定される時間が電源オン毎に変わることになるので、その画像安定化制御に要する時間とウォームアップ時間とに基づき、いずれを先に高速起動により実行するかが決められることになる。
レジスト補正、光量補正、階調補正などを含む複数の処理のうち、一つだけ実行するとしても良いし、複数を組み合わせて実行するとしても良い。
(2)上記では、電源オフ時間に応じて画像安定化制御においてパターン形成個数を変えるとしたが、これに限られず、不変としても良い。パターン形成個数を変えない場合、補正毎に実行時間が一定になるが、電源オフ時間の長さに応じて実行する組み合わせの数を変える、例えば電源オフ時間が所定時間を超えている場合には、複数の補正を順次実行し、所定時間以内の場合には、いずれか1つだけを実行するようにすれば、画像安定化制御の全体の動作時間が電源オフ時間に応じて変わることになる。
(3)また、画像安定化制御とは別に、二次転写ローラクリーニングを準備動作に含まれる処理として実行するとしても良い。二次転写ローラクリーニングとは、二次転写ローラ25の周面に付着したトナーなどをクリーニングする処理である。具体的には、中間転写ベルト12と二次転写ローラ25を回転駆動しつつ、トナーと逆極性の電圧を二次転写ローラ25に印加して、二次転写ローラ25からトナーを、周回走行される中間転写ベルト12に逆転写させて中間転写ベルト12のクリーナで除去するものである。
この二次転写ローラクリーニングは、例えば前回の電源オフ直前のジョブが小サイズの複数枚のシートSに対するプリントであった場合には、そうでない場合よりもクリーニング時間を長くするといった制御を行うことができる。これは、次の理由による。
すなわち、大サイズのシートSに対するプリントでは、機内の浮遊トナー等が二次転写ローラ57の周面に付着しても大サイズのシートSが通紙される際に随時その裏面に着いて取り除かれるようになるので蓄積され難い。
ところが、シートSが小サイズの場合、通紙幅(二次転写ローラ57の軸方向におけるシート面との接触部長さ)が狭く、二次転写ローラ57の非通紙領域ではシートSに接触しないので、浮遊トナーが付着すると、シートSに付いて取り除かれることがなく蓄積され易い。小サイズのシートの枚数が増えるほど、その蓄積量はより多くなる。
このように蓄積量が多くなった状態で、小サイズのシートSのプリントが終了し、電源がオフされ、再度電源がオンされて次に大サイズのシートSによるプリントが実行される場合、トナーの蓄積された部分が大サイズのシートSの通紙領域に入ると、当該シートS紙の裏面に付着して汚れることがある。
そこで、電源オフ直前に小サイズの複数枚のシートSに対するプリントが実行された場合には、これ以外の場合よりも二次転写ローラ25のクリーニング時間をより長くして、蓄積された浮遊トナーなどをより多く除去することで裏面汚れを抑制できるからである。
二次転写ローラクリーニングを実行する場合、画像安定化制御が終了してから行うとしても良いし、二次転写ローラクリーニングが終了してから画像安定化制御を行うとしても良い。また、場合によっては両者を並行するとしても良い。
(4)上記実施の形態1では、メインモータ16と定着モータ35の2つを用いた例を説明したが、3以上の直流モータ(DCモータ)を用いる例にも適用できる。例えば、感光体ドラム1Y〜1Kを駆動する第1モータと、中間転写ベルト12を駆動する別の第2モータと、定着ローラ31を駆動する定着モータを備え、レジスト補正を実行するときは第1と第2モータの両方を用い、二次転写ローラクリーニングを実行するときは第2モータだけを用いる構成などが考えられる。この場合でも、時間の最も長くかかる処理が最初に開始され、かつその処理に用いられるモータが高速起動され、その後に他の複数の処理が開始され、当該他の複数の処理に用いられるモータが通常起動される。この場合、当該他の複数の処理それぞれについて、(a)時間の長くかかるものから順に通常起動を時間をずらして開始する方法、(b)高速起動時の電力値を超えなければ、時間の長くかかる複数の、その通常起動を同時並行する方法などをとることができる。高速起動されるモータの起動時における電力を上限とした場合に、通常起動される他の複数モータの起動時における電力の和が当該上限を超えないように電力量が調整される。
(5)上記実施の形態では、準備動作の実行開始の契機を装置の電源がオンされたときとした場合の例を説明したが、これに限られない。例えば、(a)節電モードが解除されたとき、(b)ジャム等の解除のために開閉自在な装置外装カバー(不図示)が開けられた後、閉じられたときとすることができる。
ここで、節電モードとは、レディ状態よりも装置の電力消費を低い状態で維持して節電を図るモードであり、本実施の形態では、定着部の温度が目標温度よりも低い温度で維持されるように定着ヒータ33への通電が制御される。
準備動作として画像安定化制御と二次転写ローラクリーニングの双方を実行し、準備動作開始の契機を、電源オンと節電モードの解除とする場合、例えば電源オンのときには画像安定化制御と二次転写ローラクリーニングを実行し、節電モードの解除のときには画像安定化制御を実行するが二次転写ローラクリーニングを実行しない構成としても良い。契機によって、実行される処理が変わりその処理に要する時間も変わることになる。
(6)また、準備動作開始の契機を、例えば電源オンと外装カバー閉とする場合、外装カバーが閉じられた時点の装置内の温度と、前回の画像安定化制御が実行されたときの装置内の温度との差分が所定値以上であれば、画像安定化制御を実行し、所定値よりも小さいと画像安定化制御を実行しないとすることができる。差分が所定値よりも小さければ画像安定化制御を実行しなくても画質を維持できると考えられるからである。
この構成において、電源オンのときには画像安定化制御と二次転写ローラクリーニング双方が実行され、外装カバー閉のときには上記の温度差が所定値よりも小さければ二次転写ローラクリーニングだけ実行されるとしても良い。なお、上記の温度差を例えば湿度差に代えるとしても良いし、温度と湿度それぞれの差分をとるとしても良い。
さらに、前回の画像安定化制御が実行されたときから外装カバー閉までの間のプリント枚数の累積値が所定枚数以上の場合に画像安定化制御を実行し、所定枚数よりも少ない場合に実行しないとすることもできる。
(7)上記では、メインモータ16などのモータの高速起動と通常起動の切り換えを、CPU101からドライバ110への制御信号の電圧を可変させることにより行うとしたが、これに限られない。起動方法を指示することができれば良く、例えば高速起動と通常起動を指示するための制御信号の周波数を予め決めておいて、起動すべき周波数の信号を出力して起動方法を指示するとしても良い。
(8)上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロの画像形成に関わらず、ウォームアップ、画像安定化制御、二次転写ローラクリーニングなどの異なる複数の処理を含む準備動作を実行した後、画像形成が可能なレディ状態に移行する画像形成装置であれば、例えば複写機、MFP(Multiple Function Peripheral)、ファクシミリ装置等の画像形成装置一般に適用できる。
例えば、原稿の画像を読み取る読取手段を備え、準備動作に含まれる処理として当該読取手段に対する画像安定化制御を実行する複写機やファクシミリなどに適用することができる。この画像安定化制御には、例えば光源などが備えられたスキャナをモータの駆動力により副走査方向に移動させてホーム位置に戻す、または読取位置に停止させる動作などがある。
上記では、メインモータ16などの駆動モータを直流モータとしたが、供給電力に応じて起動時の速度を可変可能なモータ一般を使用することができる。
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
本発明は、異なる複数の処理を含む準備動作を実行した後、画像形成が可能なレディ状態に移行する画像形成装置に適用することができる。
実施の形態1に係るプリンタの全体の構成を示す図である。 プリンタの制御部の構成を示す図である。 中間転写ベルト上に形成される各色のレジストパターンの例を示す図である。 メインモータと定着モータに対する制御信号の起動電圧をV1にした場合のモータ回転制御の様子を示す図である。 メインモータと定着モータに対する制御信号の起動電圧をV1よりも高いV2にした場合のモータ回転制御の様子を示す図である。 メインモータと定着モータを、時間をずらして高速起動させる場合の制御信号の波形例を示す図である。 メインモータと定着モータを通常起動させる場合の制御信号の波形例を示す図である。 準備動作の際に実行されるモータ回転制御の内容を示すフローチャートである。 準備動作の際にCPUから出力される制御信号の電圧波形とモータの総消費電力の推移を示す図である。 準備動作の際にCPUから出力される制御信号の電圧波形とモータの総消費電力の推移を示す別の図である。 実施の形態2に係る準備動作の際に実行される定着ヒータとメインモータの制御の内容を示すフローチャートである。 準備動作の際にCPUから出力される定着ヒータに対する温調信号と、メインモータに対する制御信号の電圧波形の推移を示す図である。 準備動作の際にCPUから出力される定着ヒータに対する温調信号と、メインモータに対する制御信号の電圧波形の推移を示す別の図である。
符号の説明
11Y〜11K 作像部
12 中間転写ベルト
16 メインモータ
30 定着部
33 定着ヒータ
35 定着モータ
40 制御部
50 電源基板
100 プリンタ
101 CPU
105 位置ずれ補正部
121Y、121M、121C、121K レジストパターン(基準パターン)

Claims (12)

  1. 異なる複数の処理を含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置であって、
    前記準備動作における複数の処理のうち、1つの処理に対応して、または複数の処理それぞれに対応して、当該処理を実行するために設けられた1以上のモータと、
    前記1以上のモータそれぞれを第1の電圧で起動する通常起動と、第1の電圧よりも高い第2の電圧で起動する高速起動を切り換えて回転駆動することが可能な駆動手段と、
    前記複数の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得手段と、
    前記時間の最も長い処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように他の処理を開始させる制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    前記最初に開始する処理が当該処理に対応して設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを高速起動させ、
    前記他の処理が当該処理に対応して設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを通常起動させることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記1以上のモータには、
    前記複数の処理のうち、第1の処理に対応して設けられた第1のモータと、第2の処理に対応して設けられた第2のモータが含まれ、
    前記制御手段は、
    前記第1の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第2の処理が前記他の処理である場合には、前記第1のモータを高速起動させ、その起動後に前記第2のモータを通常起動させ、
    前記第2の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第1の処理が前記他の処理である場合には、前記第2のモータを高速起動させ、その起動後に前記第1のモータを通常起動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。
  3. 回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、
    回動されると共にヒータにより加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段と、を備え、
    前記第1の処理は、
    前記第1のモータにより前記像担持体を回動させつつ当該像担持体上に基準パターンを形成し、当該基準パターンの検出結果から、前記画像形成手段による画像の作像条件を適正化するための画像安定化制御であり、
    前記第2の処理は、
    前記定着部材を前記第2のモータにより回動させつつ前記ヒータにより加熱して、前記定着部材を定着に必要な目標温度まで昇温させるウォームアップであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記複数の処理のうち、第1の処理を実行するのに用いられるヒータを備え、
    前記1以上のモータは、
    前記複数の処理のうち、第2の処理に対応して設けられた1のモータであり、
    前記制御手段は、
    前記第1の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第2の処理が前記他の処理である場合には、前記ヒータへの電力供給を最初に開始させ、その後に前記1のモータを通常起動させ、
    前記第2の処理が前記時間の最も長い処理であり、前記第1の処理が前記他の処理である場合には、前記1のモータを高速起動させ、その起動後に前記ヒータへの電力供給を開始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。
  5. 回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、
    加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段と、を備え、
    前記第1の処理は、
    前記定着部材を前記ヒータにより加熱して、前記定着部材を定着に必要な目標温度まで昇温させるウォームアップであり、
    前記第2の処理は、
    前記1のモータにより前記像担持体を回動させつつ当該像担持体上に基準パターンを形成し、当該基準パターンの検出結果から、前記画像形成手段による画像の作像条件を適正化するための画像安定化制御であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御手段は、
    前記準備動作を自装置の電源がオンされたときを契機に実行し、
    前記取得手段は、
    自装置の電源がオフされてから次に電源がオンされるまでの経過時間を計測する計測手段と、
    前記計測された経過時間の長さから前記ウォームアップに要すると想定される時間を求めるウォームアップ時間予想手段と、を備え、
    前記求められた時間を、前記第1の処理の開始から終了までに要すると想定される時間として取得することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1の処理が最初に実行される場合と2番目以降に実行される場合のその順序に関わらず、前記ヒータに対し同じ電力供給制御を行うことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記制御手段は、
    前記準備動作を、自装置の電源がオンされたとき、前記レディ状態よりも電力消費を低い状態に維持する節電モードが解除されたとき、または自装置に設けられた開閉可能なカバー部材がユーザにより開閉されたときを契機に実行することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 前記高速起動時に実行される一の処理における消費電力および前記通常起動時に並行して実行される複数の処理における消費電力が所定値以下になるように高速起動および通常起動における電力供給量が設定されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. モータにより回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、ヒータにより加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段を備え、前記モータにより前記像担持体を回動させることにより行う第1の処理と、前記ヒータにより前記定着部材を加熱することにより行う第2の処理とを含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置であって、
    前記モータを第1電圧で起動する通常起動と、第1電圧よりも高い第2電圧で起動する高速起動を切り換えて回転駆動することが可能な駆動手段と、
    前記第1と第2の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得手段と、
    前記時間の長い方の処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように前記時間の短い方の処理を開始させる制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    前記第1の処理が、
    前記最初に開始する処理である場合には、前記モータを高速起動させ、2番目に開始する処理である場合には、前記モータを通常起動させ、
    前記第2の処理については、
    最初に実行される場合と2番目に実行される場合のその順序に関わらず前記ヒータに対し同じ電力供給制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  11. 異なる複数の処理を含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置において実行される準備動作実行方法であって、
    前記複数の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得ステップと、
    前記時間の最も長い処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように他の処理を開始させる制御ステップと、を含み、
    前記制御ステップは、
    前記最初に開始する処理が当該処理を実行するために設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを第1の電圧よりも高い第2の電圧で高速起動させ、
    前記他の処理が当該処理を実行するために設けられたモータにより実行される処理である場合には、当該モータを前記第1の電圧で通常起動させることを特徴とする準備動作実行方法。
  12. モータにより回動される像担持体上に画像を形成し、形成された画像を、搬送されるシート上に転写する画像形成手段と、ヒータにより加熱される定着部材により前記シートを搬送させつつ前記シート上の画像を熱定着する定着手段を備え、前記モータにより前記像担持体を回動させることにより行う第1の処理と、前記ヒータにより前記定着部材を加熱することにより行う第2の処理とを含む準備動作を実行し、準備動作が終了すると、画像形成動作が可能なレディ状態に移行する画像形成装置において実行される準備動作実行方法であって、
    前記第1と第2の処理それぞれについてその開始から終了までに要すると想定される時間を取得する取得ステップと、
    前記時間の長い方の処理を最初に開始し、その後に、当該処理に並行するように前記時間の短い方の処理を開始させる制御ステップと、を含み、
    前記制御ステップは、
    前記第1の処理が、
    前記最初に開始する処理である場合には、前記モータを第1電圧よりも高い第2電圧で高速起動させ、2番目に開始する処理である場合には、前記モータを前記第1電圧で通常起動させ、
    前記第2の処理については、
    最初に実行される場合と2番目に実行される場合のその順序に関わらず前記ヒータに対し同じ電力供給制御を行うことを特徴とする準備動作実行方法。
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