JP2015212079A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造で、記録媒体の裏汚れを発生せずに同期信号を得るための光源の点灯時期を決定する。
【解決手段】感光体と、感光体に作用するプロセス部材と、光走査装置と、を備え、光走査装置は、光源と、光源から出射された光ビームが感光体を走査するように光ビームを偏向する反射面を有する回転多面鏡と、反射面により偏向された光ビームを受光し感光体に対する光ビームの走査開始位置を示すBD信号を生成する第一信号生成手段と、回転多面鏡の回転角度に応じてFG信号を生成する第二信号生成手段と、を備え、回転多面鏡が回転させられた後、プロセス部材へ画像形成のための電圧を印加する前に、第一信号と第二信号との関係を求め、前記プロセス部材へ前記電圧が印加された後、第一信号と第二信号との関係と第二信号の数とに基づいて第一信号を生成するための光源の点灯時期を決定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、光走査装置を有する画像形成装置に関する。
従来、デジタル複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置は、光走査装置を備えている。光走査装置は、電子写真感光ドラム(以下、感光体という。)の表面上を、画像情報に従って変調されたレーザ光(以下、光ビームという。)で走査して静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置によりトナーでトナー像に現像される。感光体上のトナー像は、転写装置により記録媒体へ転写される。定着装置は、転写された記録媒体上のトナー像を定着して、記録媒体上に画像を形成する。
光走査装置は、光ビームを出射する光源と、光ビームで感光体を走査するように光源から出射された光ビームを偏向する回転多面鏡とを有する。光走査装置は、各走査における感光体上の画像書き込み開始位置(走査開始位置)をいつも同じにするために、主走査方向の同期信号(以下、BD信号という。)を生成する。BD信号は、光ビームがビーム検知器(以下、BDという。)に入射すると、BDから出力される。
光走査装置は、画像形成前に、回転多面鏡の回転を開始するが、どのようなタイミングで光ビームを出射させればBDに光ビームが入射するかわからない。そのため、回転多面鏡が画像形成時の主回転速度で安定して回転している状態で、所定時間にわたり光源を点灯させたままにする(レーザフル点灯)。そして、BDに入射する光ビームのタイミングをBD信号から検知し、光ビームをBDに入射させるための光源を点灯させるタイミングを決定する。これをBDサーチ(BDタイミングサーチ)という。BDサーチが完了することによって、画像形成装置は画像形成を開始することができる状態となる。
BDサーチにおいて少なくとも最初のBD信号を検知するまで光源を点灯させたままにするので、その際に光源から出射された光ビームによって感光体が露光されてしまう。BDサーチにおける感光体の露光は、記録媒体の裏汚れの原因となる。そこで、回転多面鏡を保持するロータに設けられたマークと、マークへ光を照射し反射光を検知してロータの回転位置を示す位置信号を出力する光センサとを備えた光走査装置が提案されている(特許文献1)。画像形成動作前のウォームアップ時のプレ回転処理中に、回転多面鏡を主回転速度で回転して、位置信号からBD信号までの時間差を求めメモリに時間差を保存する。その後、光源を消灯する。画像形成の直前に、メモリから読み出した時間差に基づいて光源を点灯することにより、感光体を露光せずにBD信号を得るための光源の点灯時期を決定することができる。よって、記録媒体の裏汚れを防止することができる。
特許第3694164号公報
しかし、特許文献1によれば、ロータに設けたマークを検出するために光センサを別途備える必要がある。これは、光走査装置の構造を複雑化するとともに、部品点数を増やすという問題を生じる。
そこで、本発明は、簡単な構造で、記録媒体の裏汚れを発生せずに同期信号を得るための光源の点灯時期を決定することができる画像形成装置を提供する。
前述の課題を解決するために、本発明の一実施例による画像形成装置は、
感光体と、
前記感光体に作用するプロセス部材と、
前記感光体へ光ビームを照射する光走査装置と、
を備え、
前記光走査装置は、
前記光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが前記感光体を走査するように前記光ビームを偏向する複数の反射面を有する回転多面鏡と、
前記複数の反射面のそれぞれにより偏向された前記光ビームを受光して、前記感光体に対する前記光ビームの走査開始位置を示す第一信号を生成する第一信号生成手段と、
前記回転多面鏡の回転角度に応じて第二信号を生成する第二信号生成手段と、
を備え、
前記回転多面鏡が回転させられた後、前記プロセス部材へ画像形成のための電圧を印加する前に、前記第一信号と前記第二信号との関係を求め、
前記プロセス部材へ前記電圧が印加された後、前記第一信号と前記第二信号との前記関係と前記第二信号の数とに基づいて前記第一信号を生成するための前記光源の点灯時期を決定する。
本発明によれば、簡単な構造で、記録媒体の裏汚れを発生せずに同期信号を得るための光源の点灯時期を決定することができる。
実施例1のBDサーチのタイミング図。 画像形成装置の断面図。 光走査装置を示す図。 比較例としてのBDサーチのタイミング図。 裏汚れが発生する過程を説明する模式図。 回転多面鏡を回転させるモータの説明図。 実施例1の制御部のブロック図。 実施例1のBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図。 実施例1のCPUの制御シーケンスを示すフローチャート。 実施例2のCPUの制御シーケンスを示すフローチャート。 実施例3のBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図。 BD信号およびFG信号の生成タイミングと第二カウンタのカウント値の関係を示す図。
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
(画像形成装置)
本発明による電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置という。)100を説明する。図2は、画像形成装置100の断面図である。画像形成装置100の一例として、タンデム型カラーレーザビームプリンタを示す。画像形成装置100は、電子写真方式により記録媒体(以下、シートという。)Pに画像を形成する。画像形成装置100は、4つの画像形成部10(10Y、10M、10C、10Bk)を有する。参照符号の添え字Y、M、C及びBkは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックを表す。以下の説明において、添え字Y、M、C及びBkを省略することがある。
画像形成部10のそれぞれは、像担持体としての感光ドラム(以下、感光体という。)50(50Y、50M、50C、50Bk)を有する。それぞれの感光体50の周りには、感光体50に作用するプロセス部材が配置されている。具体的には、感光体50の周りに、帯電ローラ(帯電器)12(12Y、12M、12C、12Bk)、現像装置13(13Y、13M、13C、13Bk)、および一次転写ローラ(一次転写部材)15(15Y、15M、15C、15Bk)が配置されている。4つの画像形成部10の下には、光走査装置(露光装置)40が配置されている。
帯電ローラ(帯電部材)12は、帯電バイアスが印加されて、感光体50の表面を均一に帯電する。現像装置13は、それぞれの色の現像剤(トナー)を担持する現像ローラ(現像剤担持体)94(94Y、94M、94C、94Bk)を有する。現像ローラ94は、現像バイアスが印加されて、感光体50の表面上の静電潜像をトナーで現像してトナー像にする。
画像形成装置100は、画像形成部10から複数色のトナー像が一次転写される中間転写ベルト(中間転写体)20を有する。中間転写ベルト20は、4つの画像形成部10の上に配置されている。中間転写ベルト20は、一対のベルト搬送ローラ21および22に掛け渡された無端状ベルトである。中間転写ベルト20は、矢印Rで示す方向に回転する。
一次転写ローラ15は、中間転写ベルト20を挟んで画像形成部10の感光体50と対向して配置されて、中間転写ベルト20と感光体50との間に一次転写部PT(PTY、PTM、PTC、PTBk)を形成する。一次転写ローラ15に転写電圧を印加することにより、感光体50上のトナー像は、中間転写ベルト20へ一次転写される。
4つの画像形成部10Y、10M、10C及び10Bkは、中間転写ベルト20の下に並列に配設されている。中間転写ベルト20の回動方向Rに沿って、イエロー画像形成部10Y、マゼンタ画像形成部10M、シアン画像形成部10C、及びブラック画像形成部10Bkの順に配置されている。画像形成部10は、それぞれの色のトナーでイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、及びブラックトナー像を形成する。
二次転写ローラ65は、中間転写ベルト20を挟んでベルト搬送ローラ21と対向して配置されて、中間転写ベルト20と二次転写ローラ65との間に二次転写部STを形成する。
画像形成装置100の本体1の下部に、シートPを収容する給紙カセット2が設けられている。給紙カセット2は、本体1の側面から本体1の下部に着脱可能に装着されている。給紙カセット2の上方に、ピックアップローラ24及び給紙ローラ25が設けられている。ピックアップローラ24及び給紙ローラ25は、給紙カセット2に収容されたシートPを一枚ずつ給送する。シートPの重送を防止するために、リタードローラ26は、給紙ローラ25に対向して配設されている。
本体1の内部におけるシートPの搬送経路27は、図2に示す本体1の右側面に沿って略垂直に設けられている。搬送経路27には、レジストレーションローラ対29、二次転写部ST、定着装置3及び排出ローラ対28が設けられている。
(画像形成プロセス)
以下、画像形成装置100における画像形成プロセスを説明する。帯電ローラ12は、感光体50の表面を均一に帯電する。光走査装置40は、均一に帯電された感光体50の表面を、それぞれの色の画像情報(画像データ)に従って変調されたレーザ光(以下、光ビームという。)L(LY、LM、LC、LBk)で露光して感光体50の表面に静電潜像を形成する。現像装置13は、それぞれの色のトナーで静電潜像を現像して感光体50の上にそれぞれの色のトナー像を形成する。4つの画像形成部10により形成された4色のトナー像は、回転方向Rに回転する中間転写ベルト20へ一次転写ローラ15により一次転写されて、中間転写ベルト20の上に重ね合わされる。一次転写後に感光体50上に残ったトナー(転写残トナー)は、クリーニング装置14(14Y、14M、14C、14Bk)により回収される。
一方、シートPは、給紙カセット2からピックアップローラ24及び給紙ローラ25によりレジストレーションローラ対29へ給送される。レジストレーションローラ対29は、中間転写ベルト20上の重ね合わされたトナー像とタイミングを合わせて、シートPを二次転写ローラ65と中間転写ベルト20との間の二次転写部STへ搬送する。
中間転写ベルト20上に重ね合わされたトナー像は、二次転写部STにおいて、シートP上へ一括して二次転写される。二次転写時に転写されずに中間転写ベルト20上に残ったトナーは、中間転写ベルト20のクリーニング機構(不図示)により回収される。トナー像が転写されたシートPは、二次転写部STの上方に設けられた定着装置3へ搬送経路27に沿って搬送される。
定着装置3は、シートPを加熱および加圧して、トナー像をシートPに定着する。このようにして、シートPにフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成されたシートPは、排出ローラ対28によって、本体1の上部に設けられた排紙トレイ1a上に排出される。
(光走査装置)
上述したように、画像形成装置100のフルカラー画像形成において、光走査装置40は、それぞれの色の画像情報に従って画像形成部10のそれぞれの感光体50Y、50M、50C及び50Bkをそれぞれの所定のタイミングで露光する。それによって、感光体50上に、それぞれの色の画像情報に応じたそれぞれの色のトナー像が形成される。高品質なフルカラー画像を得るために、光走査装置40により形成されるそれぞれの静電潜像の形成位置は、高精度に再現される必要がある。本実施例において、光走査装置40は、4つの画像形成部10Y、10M、10C及び10Bkに共用されている。
図3は、光走査装置40を示す図である。図3(a)は、光走査装置40の縦断面図である。図3(b)は、光源ユニット93(93a、93b)と反対の側から見た光走査装置40の斜視図である。図3(c)は、光源ユニット93の側から見た光走査装置40の斜視図である。以下、図2及び図3を用いて、光走査装置40を説明する。
光走査装置40は、光学箱(以下、筐体という。)85を有する。筐体85には、光源ユニット93(93a、93b)、回転多面鏡42、レンズ60(60a、60b、60c、60d)及び反射ミラー62(62a、62b、62c、62d、62e、62f、62g、62h)が設けられている。光走査装置40は、それぞれの色の画像情報に従って変調された光ビームを出射する4つの半導体レーザ(以下、光源という。)17(17Y、17M、17C、17Bk)を備えている。光源ユニット93aは、イエローの画像情報に従って変調された光ビームLYを出射する光源17Y及びマゼンタの画像情報に従って変調された光ビームLMを出射する光源17Mを保持している。光源ユニット93bは、シアンの画像情報に従って変調された光ビームLCを出射する光源17C及びブラックの画像情報に従って変調された光ビームLBkを出射する光源17Bkを保持している。
光走査装置40は、筐体85の中央部に、光ビームLを偏向する偏向ユニット(偏向器)45が設けられている。偏向ユニット45は、回転多面鏡42、回転多面鏡42を回転させるモータ41、及び駆動モータ41を駆動する回路基板43を有する。光源17から出射された光ビームLは、回転多面鏡42に向けて出射される。光ビームLは、回転する回転多面鏡42により偏向される。回転多面鏡42によって偏向された光ビームLは、光走査装置40内に設置されたレンズ60及び反射ミラー62などの光学部材により案内されて感光体50へ導かれる。光ビームLは、図3(b)の矢印Yで示す主走査方向(感光体50の回転軸線方向)に沿って感光体50の表面上を走査する。
以下、光ビームLBk、LC、LM、LYのそれぞれの光路について詳細に説明する。感光体50Yに対応する光源17Yから出射された光ビームLYは、回転多面鏡42により偏向され、レンズ60cに入射する。レンズ60cを通過した光ビームLYは、レンズ60dに入射し、レンズ60dを通過した後、反射ミラー62aにより反射される。反射ミラー62aにより反射された光ビームLYは、透明窓42Yを通過して感光体50Yを走査する。
感光体50Mに対応する光源17Mから出射された光ビームLMは、回転多面鏡42により偏向され、レンズ60cに入射する。レンズ60cを通過した光ビームLMは、レンズ60dに入射し、レンズ60dを通過した後、反射ミラー62b、反射ミラー62c、反射ミラー62dにより反射される。反射ミラー62dにより反射された光ビームLMは、透明窓42Mを通過して感光体50Mを走査する。
感光体50Cに対応する光源17Cから出射された光ビームLCは、回転多面鏡42により偏向され、レンズ60aに入射する。レンズ60aを通過した光ビームLCは、レンズ60bに入射し、レンズ60bを通過した光ビームLCは、反射ミラー62e、反射ミラー62f、反射ミラー62gにより反射される。反射ミラー62gにより反射された光ビームLCは、透明窓42Cを通過して感光体50Cを走査する。
感光体50Bkに対応する光源17Bkから出射された光ビームLBkは、回転多面鏡42により偏向され、レンズ60aに入射する。レンズ60aを通過した光ビームLBkは、レンズ60bに入射し、レンズ60bを通過した後、反射ミラー62hにより反射される。反射ミラー62hにより反射された光ビームLBkは、透明窓42Bkを通過して感光体50Bkを走査する。
(BD)
光走査装置40は、光ビームLの各走査において感光体50上の画像書き込み開始位置をいつも同じにするために、主走査方向Yの同期信号(以下、BD信号という。)を生成するビーム検知器(以下、BDという。)97を有する。BD(第一信号生成手段)97は、光源ユニット93bの光源制御基板92b上に設けられている。BD97は、光ビームLBkの主走査方向Yの画像書き出し側に配置されている。本実施例において、BD97は、回転多面鏡42の反射面により偏向された光ビームLBkを受光して、感光体50に対する光ビームLBkの主走査方向Yの画像書き出し位置を示すBD信号(第一信号)を生成する。回転多面鏡42により偏向された光ビームLBkは、主走査方向Yの画像書き出し側端部で光路91を通りBDレンズ90によりBD97上に結像される。BD97上を光ビームLBkが通過することにより、BD97からBD信号が出力される。後述するCPU(制御装置)600は、回転多面鏡42の反射面毎に光ビームLBkにより感光体50Bk上に静電潜像の書き込みを開始するタイミングすなわち位置(走査開始位置)を、BD信号に基づいて決定する。よって、画像形成時には、走査毎に光ビームLBkがBD97上を通過するタイミングで光源17Bkを点灯させる必要がある。
なお、CPU600は、光ビームLY、LM及びLCにより画像書き込みを開始するタイミングも、光ビームLBkのBD信号に基づいて決定する。しかし、光ビームLY、LM及びLCのそれぞれにBDを設けてもよい。あるいは、光ビームLY及びLMに一つのBDを設け、光ビームLC及びLBkに別のBDを設けてもよい。
(比較例としてのBDサーチ)
BDからBD信号を得るために、光源17から光ビームLが出射される。しかし、不要な光ビームLの照射は、光走査装置40内にフレア光を発生させる。フレア光は、画像劣化の原因となる。そこで、BD信号を得るための光源17の点灯時間をできるだけ短くする必要がある。光源17の点灯時間を短くするためには、光ビームLがBD97上を通過するタイミングで光源17を点灯すればよい。そのためには、光源17を点灯するタイミングを知る必要がある。光源17から出射された光ビームLがBD97上を通過して一旦BD信号が得られれば、モータ41が一定速度で定常回転している限り光源17の点灯時期を保持することができる。しかし、一旦、モータ41が停止すると、改めて、光源17の点灯時期を特定する必要がある。以下に、BD信号を得るための光源17の点灯時期を特定する本実施例の比較例を説明する。
一般に、停止状態にあるモータ41の回転を開始したときに、BD97に入射する光ビームLの点灯時期を決定するために、画像形成装置は、同期検知特定シーケンス(以下、BDサーチという。)を行う。従来のBDサーチにおいて、まず、モータ41を画像形成時の主回転速度で定常回転させる。モータ41が主回転速度で定常回転している状態において、光源17を点灯し、BD97からBD信号が出力されるまで光源17を点灯状態のままとする。BD信号を検知したら、光源17を消灯する。BD信号の検知から所定時間後に光源17を点灯し、再びBD信号を検知したら、光源17を消灯する。このようなタイミングで光源17の点灯及び消灯を制御することにより、走査毎にBD信号を得ることができる。
BDサーチは、例えば、一つのジョブの中で1枚目の画像形成のための画像書き込みの前に行なわれる。感光ドラム50の軸線方向(主走査方向Y)における画像書き込み開始位置は、BD信号が検知された時点での回転多面鏡42の回転位置から求めることができる。例えば、BD信号の検知から予め求めた所定時間後に、画像情報に従って変調された光ビームLの出射を開始すれば、各走査における感光体50上の画像書き込み開始位置を同じにすることができる。回転多面鏡42が主回転速度で定常回転している限り、BD信号に基づいて回転多面鏡42の回転位置を常時把握することができる。BD信号に基づいてモータ駆動部202を制御することにより、各走査の画像書き込み開始位置を同じにすることができる。
ところで、比較例としてのBDサーチにおいて、モータ41の回転開始から最初のBD信号を得るために光源17を点灯させたまま光ビームを出射するので、光ビームが感光体50上を露光してしまう。このような感光体50の露光は、感光体50の劣化及び不要なトナー像の形成を生じる。不要なトナー像の形成は、トナー消費量を増大させる。また、不要なトナー像の形成は、シートPの裏汚れを発生させることがある。以下、比較例としてのBDサーチによる裏汚れの発生メカニズムを説明する。
(比較例としてのBDサーチによる裏汚れ発生メカニズム)
以下、図4及び図5を用いて、比較例としてのBDサーチによるシートPの裏汚れ発生メカニズムを説明する。図4は、比較例としてのBDサーチのタイミング図である。図5は、裏汚れが発生する過程を説明する模式図である。
図4において、ユーザが画像形成装置100にプリントまたはコピーを開始させるプリント/コピー信号S0を発生させる(時間T0)。感光体50の回転速度が画像形成時の所定回転速度Vdに達すると、帯電ローラ12へ帯電バイアスが印加される。また、現像ローラ94の回転速度が画像形成時の所定回転速度Vrに達すると、現像ローラ94へ現像バイアスが印加される。モータ41の回転速度が光書き込み時の回転速度である主回転速度Vmに達したときに(時間T11)、感光体50及び現像ローラ94は、所定回転速度Vd及びVrで安定して回転しており、帯電バイアス及び現像バイアスが印加されている。
モータ41が、主回転速度Vmで安定して回転している状態において、光源17が点灯される(時間T12)。光源17は、BD97からBD信号が出力されるまで点灯状態を維持する。この例では、BD信号が2回出力される(時間T13)まで光源17の点灯状態が維持されている。ノイズなどによる誤検知防止のために、通常は、BD信号が複数回出力されるまで光源17の点灯状態を継続させるのが一般的である。
ここで、図4に示した時間T12から時間T13までの光源17の点灯期間が裏汚れ発生期間である。裏汚れ発生期間において、感光体50及び現像ローラ94は、所定回転速度Vd及びVrで安定して回転しており、帯電バイアス及び現像バイアスが帯電ローラ12及び現像ローラ94に印加されている。従って、回転する感光体50の表面は、帯電ローラ12により帯電されている。帯電された感光体50の表面は、BDサーチ時の光源17からの光ビームLにより露光されて、感光体50上に潜像が形成される。現像ローラ94にも現像バイアスが印加されているので、潜像は、現像装置13によりトナーでトナー像に現像される。
特に、この例のように、回転多面鏡42で反射された光ビームLが感光体50へ複数回到達して感光体50上に複数の主走査方向Yに延びる線状潜像が形成された場合、エッジ効果などにより現像されやすい。図5(1)は、この時、トナー95が感光体50Bk上に付着した状態を示す。後工程で裏汚れとなるトナー95(以下、裏汚れトナーという。)は、感光体50Bk上に付着している。感光体50Bk上の裏汚れトナー95は、感光体50Bkの回転により、一次転写部PTBkへ搬送される。一次転写ローラ15Bkに所定の一次転写バイアスが印加されているので、図5(2)に示すように、感光体50Bk上の裏汚れトナー95は、一次転写ローラ15Bkにより中間転写ベルト20へ転写される。ここで、感光体50Bk上には、形成すべき所望のトナー像96が現像装置13によりトナーで現像され始めている。さらに、図5(3)に示すように、中間転写ベルト20上の裏汚れトナー95は、二次転写部STへ搬送される。二次転写ローラ65に所定の二次転写バイアスが印加されているので、図5(4)に示すように、中間転写ベルト20上の裏汚れトナー95は、二次転写ローラ65に直接吸引され付着してしまう。図5(5)に示すように、シートPは、中間転写ベルト20上の所望のトナー像96とタイミングを合わせて二次転写部STへ搬送される。図5(6)に示すように、二次転写部STにおいて、シートPの表面に所望のトナー像96が転写されるのとともに、二次転写ローラ65上の裏汚れトナー95がシートPの裏面に付着する。このようにして、一般的なBDサーチにおいて、シートPに裏汚れが発生する。
二次転写ローラ65に裏汚れトナー95が付着した場合、シートPに裏汚れを発生させないためには、裏汚れトナー量がシートPの裏汚れが発生しない程度に減るまで二次転写ローラ65を空回しする必要がある。そのため、1枚目のコピーを出力するまでの時間(ファーストコピー時間)が遅くなってしまう。また、ファーストコピー時間の短縮化は、画像形成装置100の商品性を大きく左右する。ファーストコピー時間を短縮するために、BDサーチが完了するとすぐに所望の画像96の書き込みが開始される。よって、図5に示すように、裏汚れトナー95と所望の画像96とは、非常に近い位置にある。そのため、裏汚れトナー95と所望の画像96との間で、各種バイアスを切り替えて裏汚れトナー95を後工程に流さないようにすることは困難である。
また、BDサーチにおいて感光体50が露光されても感光体50に裏汚れトナー95が付着しないように、帯電ローラ12への帯電バイアスの印加及び現像装置13への現像バイアスの印可を遅らせることも考えられる。しかし、ファーストコピー時間の短縮化を追求すると、モータ41の回転開始から画像形成開始までの時間をできるだけ短くする必要がある。その場合、モータ41の回転開始とほぼ同時に、帯電ローラ12への帯電バイアスの印加及び現像装置13への現像バイアスの印可を開始する必要が生じる。そのため、感光体50に裏汚れトナー95が付着して、シートPの裏汚れが発生する。
そこで、本実施例においては、シートPの裏汚れの発生を防止することができるBDサーチを実行する。以下、本実施例によるBDサーチを実行するための構成を説明する。
(モータ)
図6は、回転多面鏡42を回転させるモータ41の説明図である。図6(a)は、モータ41の断面図である。図6(b)は、モータ41の回路図である。図6(c)は、ロータ磁石108の磁極配置とFG信号との関係を示す図である。
図6(a)に示すように、モータ41は、回転軸101、軸受103、ロータ磁石(回転子)108、ステータコイル(固定子)109、ホールIC(回転位相検知部)110、及び周波数発生器(以下、FGという。)207を有する。FG207は、回転多面鏡42の回転速度を検知するための速度検知部として機能する。基板102は、光走査装置40の筐体85に固定されている。軸受103は、基板102に加締めなどで固定されている。回転軸101は、軸受103の内径孔103aに挿入されて軸受103により回転可能に支持されている。
ロータボス104は、回転軸101に固定されている。ロータボス104は、座面部111を有する。回転多面鏡42は、回転多面鏡42の下面がロータボス104の座面部111に接触するように、ロータボス104の上に配置されている。押さえ板105は、回転多面鏡42の上面に接触して配置されている。グリップリング106は、押さえ板105の上に配置されて回転軸101の環状溝101aに係止されている。回転多面鏡42は、ロータボス104と押さえ板105とに挟まれてグリップリング106によりロータボス104すなわち回転軸101に固定されている。
ロータボス104の下部には、金型によって絞り加工されたカップ形状のロータフレーム107が固定されている。ロータフレーム107の内周に、ロータ磁石108が固定されている。ロータフレーム107は、高精度な絞り加工が可能な薄肉の鉄板により形成されている。ロータ磁石108は、ゴム製のマグネットからなる。ステータコイル109は、基板102上に固定されている。ステータコイル109は、回転軸101の軸線Xに垂直な方向にロータ磁石108と対向してロータフレーム107内に配置されている。
ホール素子を有するホールIC110は、基板102上に配置されている。ホールIC110は、回転軸101の軸線Xに平行な方向にロータ磁石108と対向して配置されている。FG207は、基板102上に配置されている。FG207は、回転軸101の軸線Xに平行な方向にロータ磁石108と対向して配置されている。
回転多面鏡42は、ロータフレーム107、ロータ磁石108、ロータボス104、押さえ板105及びグリップリング106と一体的に、回転軸101に保持されている。回転多面鏡42は、ロータフレーム107、ロータ磁石108、ロータボス104、押さえ板105、グリップリング106及び回転軸101と一体的に回転および停止する。
図6(b)に示すように、モータ41は、モータ駆動部202に電気的に接続されている。モータ駆動部202は、CPU600、ホールIC110及びFG207に電気的に接続されている。モータ41のロータ磁石108は、複数の磁極(S極、N極)を有する。本実施例において、ロータ磁石108は、5つのN極204と5つのS極205を有する。ロータ磁石108は、N極とS極が交互に着磁された環状磁石である。9つのステータコイル109は、コイルU、コイルV及びコイルWからなる。ホールIC110は、ロータ磁石108の回転に従って変化する電圧を出力する。
モータ駆動部202とCPU600は、モータ41の回転速度制御を行っている。モータ駆動部202は、ホールIC110から出力される電圧の変化に基づいてロータ磁石108の位置を検出してステータコイル109のコイルU、コイルV及びコイルWへ流れる電流を切り替えることによりモータ41を回転させる。モータ駆動部202は、CPU600のAcc/Dec信号(加減速信号)に従ってステータコイル109にかける電圧を変えることにより、モータ41の回転速度を制御する。CPU600は、FG(第二信号生成手段)207から出力されるFG信号(第二信号)を用いて実際に回転しているモータ41の回転速度を検知する。又は、CPU600は、ホールIC(第二信号生成手段)110から出力される信号(第二信号)に基づいてモータ駆動部202が得た回転信号を用いて実際に回転しているモータ41の回転速度を検知してもよい。CPU600は、モータ41の回転速度が目標回転速度(予備回転速度Vp、主回転速度Vm)になるようにAcc/Dec信号をモータ駆動部202へ出力し、モータ41の回転速度を制御する。
FG207は、回転多面鏡42が一回転する間に複数のFG信号が等しい時間間隔(一定の同じ時間間隔)で生成されるように、回転多面鏡42の回転位相に応じてFG信号を生成する。即ち、FG207は、回転多面鏡42の仮想の基準位置に対して回転多面鏡42が所定の回転角度に回転することによってFG信号を生成する。図6(c)に示すように、モータ41の一回転中に発生するFG信号のパルス数は、ロータ磁石108のN極とS極の数によって決まる。図6(c)に示す本実施例においては、ロータ磁石108は、5対のN極とS極を有するので、モータ41の一回転中に発生するFG信号のパルス数は、5つである。
ホールIC110も、回転多面鏡42が一回転する間に複数の信号が等しい時間間隔(一定の同じ時間間隔)で生成されるように、回転多面鏡42の回転角度に応じて信号を生成するようにしてもよい。
(回転多面鏡の反射面候補(光ビームが入射する反射面)の特定の概要)
本実施例は、回転多面鏡42の反射面候補の特定と、BDエリア発光サーチとを行うことにより、BD信号を得るための光源17の点灯時期を決定する。まず、回転多面鏡42の複数の反射面のうち、BD信号を得るための光ビームが入射される反射面候補を特定する方法を説明する。
図7は、実施例1の制御部700のブロック図である。図8は、実施例1のBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図である。図8(a)は、予備回転速度VpにおけるBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図である。図7及び図8(a)を参照して、回転多面鏡42の反射面A、B、C及びDの特定を説明する。
図7に示すように、制御部700は、CPU(制御装置)600、ROM601、RAM602、第一カウンタ603、第二カウンタ604、BD97、FG207、モータ駆動部202及び光源駆動部607を有する。さらに、制御部700は、帯電ローラ(プロセス部材)12へ画像形成のための帯電バイアス(電圧)を印加する帯電バイアス印加装置(電圧印加装置)608を有する。また、制御部700は、現像装置13の現像ローラ(プロセス部材)94へ画像形成のための現像バイアス(電圧)を印加する現像バイアス印加装置(電圧印加装置)609を有する。CPU600は、ROM601、RAM602、第一カウンタ603、第二カウンタ604、BD97、FG207、モータ駆動部202、光源駆動部607、帯電バイアス印加装置608及び現像バイアス印加装置609に電気的に接続されている。
光源駆動部607は、光走査装置40の光源制御基板92(92a、92b)に設けられている。モータ駆動部202は、回路基板43に設けられている。CPU600は、光源駆動部607及びモータ駆動部202を制御する。また、CPU600は、定着装置3の温度、現像装置13の現像ローラ94へ印加される現像バイアス、及び帯電ローラ12へ印加される帯電バイアスを制御する。
本実施例において、回転多面鏡42は、4つの反射面A、B、C及びDを有する(図3(b))。回転多面鏡42が一回転する間に、光ビームLは、4つの反射面A、B、C及びDにより反射されてBD97へ入射するので、BD97は、回転多面鏡42が一回転する間に4つのBD信号を出力する。FG207は、回転多面鏡42が一回転する間に5つのFG信号を出力する。回転多面鏡42の4つの反射面は、実質的に、隣り合うBD信号の間にそれぞれある。すなわち、回転多面鏡42が一回転する間に、BD信号間に一つのFG信号が出力される反射面とBD信号間に二つのFG信号が出力される反射面がある。本実施例においては、図8(a)に示すように、反射面A、B及びCに対応するBD信号間でそれぞれ一つのFG信号が出力され、反射面Dに対応するBD信号間で二つのFG信号が出力される。
第一カウンタ603は、BD97から出力されるBD信号と、BD信号の後にFG207から出力されるFG信号と間の時間をカウントして、カウント値(時間間隔)ΔtをCPU600へ出力する。図8(a)は、反射面A、B、C及びDに対応するカウント値ΔtA、ΔtB、ΔtC及びΔtDを示している。モータ41が一定回転速度になった際、カウント値ΔtA、ΔtB、ΔtC及びΔtDに大小関係が生じる。すなわち、モータ41が一回転する間に、ΔtA>ΔtB>ΔtC>ΔtDという関係が生じる。回転多面鏡42の4つの反射面A、B、C及びDのBD信号からFG信号までのカウント値ΔtA、ΔtB、ΔtC及びΔtDの大小関係(ΔtA>ΔtB>ΔtC>ΔtD)は、ROM(記憶装置)601に予め格納されている。
第一カウンタ603は、モータ41が一定の回転速度で安定して回転している状態において、回転多面鏡42の一回転の間に4つのカウント値Δtを生成してCPU600へ出力する。CPU600は、第一カウンタ603から出力された4つのカウント値Δtの大小関係と、予めROM601に格納されている回転多面鏡42の反射面A、B、C及びD毎のBD信号とFG信号との間のカウント値(時間間隔)Δtの大小関係とを比較する。CPU600は、比較結果に基づいて、第一カウンタ603から出力された4つのカウント値Δtがそれぞれ回転多面鏡42の反射面A、B、C及びDのいずれに対応するかを特定する。例えば、4つのカウント値Δtのうち最も大きいカウント値Δtは、回転多面鏡42の反射面Aに対応することが特定できる。
以上が、本実施例により、BD信号を得るための光ビームが入射される回転多面鏡42の反射面候補を特定する方法である。
第二カウンタ604は、モータ41のFG207から出力されるFG信号をカウントする。これは、第一カウンタ603のカウント値ΔtとROM601に格納されているカウント値Δtの大小関係とから決定された回転多面鏡42の反射面候補特定情報を維持するためである。図12は、BD信号およびFG信号の生成タイミングと第二カウンタのカウント値の関係を示す図である。説明を簡易にするために、図12に示すように、複数のBD信号にBD_A、BD_B、BD_C、BD_Dの符号を付す。また、図12に示すように、複数のFG信号にFG_1、FG_2、FG_3、FG_4、FG_5の符号を付す。なお、これらの符号は、CPU600がBD信号およびFG信号の順番を特定した結果ではなく、便宜的に付した符号である。
第二カウンタ604は、5つのFG信号をカウントする毎にリセットされる。即ち、第二カウンタ604のカウント値は、「0」、「1」、「2」、「3」、「4」の5種類である。第二カウンタ604のカウントの起点は、5つのFG信号のうちのいずれのFG信号でも良い。従って、回転多面鏡の回転中の第二カウンタ604のカウントパターンは、図12の(i)から(v)に示すいずれかのパターンとなる。
CPU600は、第一カウンタ603のカウント値と第二カウンタ604とのカウント値とを対応付ける。例えば、第二カウンタ604が(v)に示すカウントパターンを示す場合、CPU600は、FG_1をカウント値「1」に対応付け、その後のFG_2、FG_3、FG_4、FG_5をそれぞれカウント値「2」、「3」、「4」、「0」に対応付ける。
上述したとおり、ROM601には、FG信号とBD信号の位相関係を示す位相情報が記憶されている。例えば、位相情報は、回転多面鏡42が上記所定の回転速度で回転した状態において光ビームを点灯させ続けた場合における、図8Bに示すFG_1とBD_Bの生成タイミング差の情報(ΔtE−β)を含む。この位相情報は、FG_2とBD_Cの生成タイミング差の情報(ΔtF−β)、FG_3とBD_Dの生成タイミング差の情報(ΔtG−β)、FG_4とBD_Aとの生成タイミング差の情報(ΔtH−β)を含む。この位相情報は、FG_4とBD_Aとの生成タイミング差の情報に換えてFG_5とBD_Aとの生成タイミング差の情報を含んでも良い。各FG信号と各FG信号に対応するBD信号の生成タイミング差に基づいて光ビームを出射させることによって、感光体を露光することなく、BD_B、BD_C、BD_D、BD_Aを生成するためのBDの光ビームを出射タイミングを特定することができる。即ち、FG信号の生成タイミングに、各FG信号に対応するBD信号の生成タイミング差を加えたタイミングよりも微小に早いタイミングで光ビームを出射させることによって当該光ビームがBD97上を走査することになる。
(BDエリア発光サーチの概要)
次に、特定された反射面候補へBD信号を得るための光ビームを入射して光源の点灯時期を決定するBDエリア発光サーチを説明する。
図8(b)は、主回転速度VmにおけるBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図である。カウント値Δtの大小関係は、モータ41の回転速度に従って変化しないが、カウント値Δtそれ自体は、時間に依存する値であるので、モータ41の回転速度に従って変化する。そこで、主回転速度VmにおけるFG信号からBD信号までの時間Δtを予め求めて、ROM601に保存する。図8(b)に示すように、時間ΔtEは、反射面Aに対応する期間内のFG信号から反射面BのためのBD信号までの時間である。時間ΔtFは、反射面Bに対応する期間内のFG信号から反射面CのためのBD信号までの時間である。時間ΔtGは、反射面Cに対応する期間内のFG信号から反射面DのためのBD信号までの時間である。時間ΔtHは、反射面Dに対応する期間内のFG信号(本実施例においては、最初のFG信号)から反射面AのためのBD信号までの時間である。
時間ΔtE、ΔtF、ΔtG及びΔtHは、ROM601に、回転多面鏡42が一回転する間に出力されるBD信号とFG信号の位相関係を示す位相差情報(位相差データ)として格納されている。回転多面鏡42は、押え板105によりモータ41上に押圧固定されている。回転多面鏡42は、ロータ磁石108と一体に回転するので、回転多面鏡42が一回転する間に出力されるBD信号とFG信号の位相関係は、基本的に動作中に変動することは無い。
第二カウンタ(計数装置)604がカウントしたFG信号のカウント数と反射面候補特定情報とに基づいて反射面候補を特定し、特定した反射面候補に対応する時間Δtに基づいて光源17の点灯を制御することによりBDエリア発光サーチを実行する。
以下、CPU600が実行する処理に従って、回転多面鏡42の反射面候補の特定とBDエリア発光サーチとをより詳細に説明する。
(本実施例のBDサーチの概要)
次に、図1を参照して、本実施例のBDサーチの概要を説明する。図1は、実施例1のBDサーチのタイミング図である。
図1において、ユーザが画像形成装置100の操作部(不図示)又は外部機器(不図示)から画像形成装置100にプリントまたはコピーを開始させる指示を与えると、CPU600は、プリント/コピー信号S0を受ける(時間T0)。CPU600は、プリント/コピー信号S0を受けると、定着装置3の昇温と、モータ駆動部202を介してモータ41の駆動とを開始する。モータ駆動部202は、CPU600からの加速信号ACCに従ってモータ41の回転速度を上げる。モータ41の回転速度が予備回転速度(第一速度)Vpになると(時間T1)、CPU600は、モータ41の回転速度を予備回転速度Vpに維持する。ここで、モータ41の回転速度を光書き込み時の回転速度である主回転速度(第二速度)Vmまで一気に上げない理由は、画像形成装置100の静音化のためである。主回転速度(第二速度)Vmは、予備回転速度(第一速度)Vpよりも高い。CPU600がプリント/コピー信号S0を受けても、画像形成装置100は、すぐに画像形成を開始することができず、定着装置3の温度が画像形成可能な温度まで上昇するのを待つ状態となる。しかしながら、ファーストコピー時間の短縮化の観点から、定着装置3の昇温完了後に最短時間で画像形成されたシートPを出力する必要があるので、モータ41の回転速度を予備回転速度Vpまで上げておく必要がある。予備回転速度Vpは、ファーストコピー時間の遅延につながらなければ、ユーザにとって不快な騒音を発生しない回転速度まで下げることができる。
モータ41の回転速度が予備回転速度Vpに収束した段階(時間T1)で、CPU600は、回転多面鏡42の反射面候補特定シーケンスSR1を実行する。反射面候補特定シーケンスSR1は、感光体50の回転開始前に実行される。すなわち、反射面候補特定シーケンスSR1は、帯電ローラ12へ帯電バイアスを印加する前及び現像ローラ94へ現像バイアスを印加する前に実行される。反射面候補特定シーケンスSR1において、光源17は、回転多面鏡42が一回転する間にわたり発光状態を維持して感光体50の全幅にわたって光ビームを出射する。光ビームがBD97へ入射すると、BD97は、BD信号をCPU600へ出力する。CPU600は、BD97からのBD信号と、FG207からのFG信号とから、4つの反射面に対応するBD信号からFG信号までの4つのカウント値を求める。CPU600は、求めた4つのカウント値と、ROM601に予め格納されているカウント値の大小関係とから、反射面A、B、C及びDを特定して反射面候補特定情報をRAM(記憶装置)602に保存する。CPU600は、FG信号と反射面A、B、C及びDとの関係を示す反射面候補特定情報を維持するために、第二カウンタ604にFG信号のカウントを継続させる。
図1において、定着装置3の温度が感光体回転許可温度Tまで到達すると(時間T2)、CPU600は、画像形成装置100の画像形成部10の動作を開始する。すなわち、CPU600は、光走査装置40のモータ駆動部202へ加速信号ACCを出力して、モータ41の回転速度を予備回転速度Vpから主回転速度Vmへ加速する。同時に、CPU600は、画像形成動作のために感光体50及び現像装置13の現像ローラ94の回転を開始する。
感光体50の回転速度が画像形成時の所定回転速度Vdに達すると、CPU600は、帯電ローラ12への帯電バイアスの印加を開始する。また、現像ローラ94の回転速度が画像形成時の所定回転速度Vrに達すると、CPU600は、現像ローラ94への現像バイアスの印加を開始する。帯電バイアス及び現像バイアスの印加後に、感光体50の画像形成領域に光ビームが照射されると、前述の裏汚れが発生するので、後述のBDエリア発光サーチシーケンスSR2において画像形成領域に光ビームが照射されないように光源17を制御する。
モータ41の回転速度が主回転速度Vmに達すると(時間T3)、CPU600は、BDエリア発光サーチシーケンスSR2を実行する。BDエリア発光サーチシーケンスSR2において、CPU600は、光源17を回転多面鏡42の一回転の間にわたり継続して発光状態にすることはしない。もし、感光体50の画像形成領域を光ビームで露光すると裏汚れが発生するので、少なくとも画像形成領域を露光せずに、確実にBD97及びその付近のみを露光する。CPU600は、反射面候補特定情報、FG信号のカウント数、及びROM601に格納された時間ΔtE、ΔtF、ΔtG及びΔtHに基づいて、光源17の点灯時期を制御する。BD97にBD信号を出力させるための光ビームの発光タイミングを取得できたら、BDエリア発光サーチシーケンスSR2を終了する(時間T4)。
引き続き、画像情報に従って変調された光ビームを感光ドラム50の画像形成領域へ照射して、静電潜像を形成し、画像形成動作を行う。
(CPUのフローチャート)
次に、図9を参照して、本実施例のBDサーチを実行するCPU600の制御シーケンスを詳細に説明する。図9は、実施例1のCPU600の制御シーケンスを示すフローチャートである。制御プログラムは、ROM601に格納されている。CPU600は、ROM601から制御プログラムを読み出し、制御プログラムに基づいて、図9のフローチャートに示す処理を実行する。
CPU600は、プリント/コピー信号S0を受けたか否かを判断する(S11)。プリント/コピー信号S0を受けると(S11のYES)、CPU600は、ROM601から情報を読み出す(S12)。情報は、回転多面鏡42の一回転分のカウント値(時間)の大小関係を含む。本実施例において、一回転分のカウント値の大小関係は、4つの反射面A、B、C及びDのBD信号からFG信号までのカウント値ΔtA、ΔtB、ΔtC及びΔtDの大小関係(ΔtA>ΔtB>ΔtC>ΔtD)である。
なお、回転多面鏡42の一回転分のカウント値の大小関係は、予め製造工程で測定され、その測定結果がROM601に格納されている。ROM601から読み出された大小関係は、RAM602に保存される。
CPU600は、モータ41の回転と定着装置3の昇温を開始する(S13)。CPU600は、モータ41の回転速度が予備回転速度Vpに到達したか否かを判断する(S14)。モータ41の回転速度が予備回転速度Vpに到達した場合(S14のYES)、CPU600は、モータ41の回転速度を予備回転速度Vpに維持する(S15)。
CPU600は、反射面候補特定シーケンスSR1を実行する(S16)。反射面候補特定シーケンスSR1については、図9(b)のフローチャートを用いて後述する。
CPU600は、定着装置3の温度が感光体回転許可温度T以上か否かを判断する(S17)。定着装置3の温度が感光体回転許可温度T以上である場合(S17のYES)、CPU600は、モータ41を加速する(S18)。同時に、CPU600は、感光体50及び現像ローラ94の回転を開始する(S19)。CPU600は、感光体50及び現像ローラ94の回転速度がそれぞれ所定回転速度Vd及びVrに収束したか否かを判断する(S20)。感光体50及び現像ローラ94の回転速度がそれぞれ所定回転速度Vd及びVrに収束した場合(S20のYES)、CPU600は、帯電ローラ12に帯電バイアスを印加し、現像ローラ94に現像バイアスを印加する(S21)。
CPU600は、モータ41の回転速度が主回転速度Vmに到達したか否かを判断する(S22)。モータ41の回転速度が主回転速度Vmに到達した場合(S22のYES)、CPU600は、モータ41の回転速度を主回転速度Vmに維持する(S23)。
CPU600は、BDエリア発光サーチシーケンスSR2を実行する(S24)。BDエリア発光サーチシーケンスSR2については、図9(c)のフローチャートを用いて後述する。
CPU600は、画像形成動作を実行する(S25)。CPU600は、ジョブが終了したら(S26のYES)、制御シーケンスを終了する。
(反射面候補特定シーケンスSR1)
次に、図9(b)を参照して、S16における反射面候補特定シーケンスSR1を詳細に説明する。
回転多面鏡42が予備回転速度Vpで安定して回転している状態において、CPU600は、光源駆動部607を制御して光源17を点灯して光ビームを出射させる(S101)。光源17は、少なくとも回転多面鏡42の一回転の間、光ビームを連続して出射する。光源17から出射された光ビームは、回転多面鏡42の反射面により反射されて、感光体50上を走査するとともに、BD97へ入射する。図1に示すように、反射面候補特定シーケンスSR1において、感光体50及び現像ローラ94は、回転していない。また、帯電バイアス及び現像バイアスは、帯電ローラ12及び現像ローラ94へ印加されていない。よって、感光体50上の静電潜像が現像されることはない。
BD97から出力されるBD信号は、CPU600へ入力される。ここで出力されるBD信号は、図1に示すように反射面候補特定シーケンスSR1の区間で発生される。CPU600は、BD信号を受信したか否かを判断する(S102)。BD信号を受信した場合(S102のYES)、第一カウンタ603のカウント値を0にクリアするとともに(S103)、第一カウンタ603に時間のカウントを開始させる(S104)。
FGから出力されるFG信号は、CPU600へ入力される。CPU600は、FG信号を受信したか否かを判断する(S105)。FG信号を受信した場合(S105のYES)、CPU600は、第一カウンタ603の時間のカウントを終了させる(S106)。第一カウンタ603は、BD信号からFG信号までカウントした時間をCPU600へ出力する。本実施例において、第一カウンタ603は、BD信号の立ち下がりからFG信号の立ち上がりまでの時間をカウントする。しかし、BD信号の立ち下がりからFG信号の立ち下がりまでの時間をカウントしてもよい。また、BD信号の立ち上がりからFG信号の立ち上がり又は立ち下がりまでの時間をカウントしてもよい。また、本実施例では、BD信号からFG信号までの時間をカウントしているが、本発明は、これに限定するものではない。FG信号からBD信号までの時間をカウントしてもよい。
CPU600は、第一カウンタ603がカウントしたBD信号からFG信号までの時間をカウント値Δt1としてRAM602に保存する(S107)。CPU600は、回転多面鏡42が一回転したか否かを判断する(S108)。回転多面鏡42が一回転したか否かの判断は、BD97から出力されるBD信号の数が回転多面鏡42の反射面の数に到達したか否かを判断すれば良い。本実施例において、回転多面鏡42の反射面の数は、4つであるので、BD信号を4回受信したか否かを判断する。CPU600は、回転多面鏡42が一回転していないと判断すると(S108のNO)、S102へ戻る。
CPU600は、S102からS108を回転多面鏡42の反射面の数だけ繰り返して、カウント値Δt1、Δt2、Δt3及びΔt4を求める。S108において、CPU600は、回転多面鏡42が一回転したと判断すると(S108のYES)、光源駆動部607を制御して光源17を消灯する(S109)。本実施例では、回転多面鏡42は、4つの反射面を有するので、BD97からBD信号が4回発生した後で、光源17を消灯させる。
FG207から出力されるFG信号は、第二カウンタ604へも入力される。CPU600は、第二カウンタ604にFG信号をカウントさせる(S110)。CPU600は、図9(a)のS12でROM601から読み出した回転多面鏡42の4つの反射面に対応するカウント値の大小関係の情報と、S107でRAM602に保存した4つのカウント値とから回転多面鏡42の反射面候補を特定する(S111)。すなわち、カウント値Δt1、Δt2、Δt3及びΔt4の大小関係と、ROM601から読み出した大小関係ΔtA>ΔtB>ΔtC>ΔtDとから、回転多面鏡42の反射面A、B、C及びDを特定する。例えば、カウント値Δt1、Δt2、Δt3及びΔt4のうち、Δt3が最大であるとすると、Δt3が反射面Aに対応する。
光源17が消灯しているので、BD信号は出力されない。従って、特定した反射面A、B、C及びDとBD信号との関係を維持することはできない。しかしながら、本実施例においては、第二カウンタ604がFG信号を継続してカウントしている。本実施例において、回転多面鏡42の一回転で5つのFG信号が出力される。よって、FG信号のカウントを継続することにより、特定した反射面A、B、C及びDとFG信号との関係を維持することができる。CPU600は、第二カウンタ604がカウントするFG信号のカウント数と反射面A、B、C及びDとの関係(反射面候補特定情報)をRAM602に保存する(S112)。
回転多面鏡42の反射面A、B、C及びDを特定する反射面候補特定シーケンスSR1は、帯電ローラ12への帯電バイアスの印加及び現像ローラ94への現像バイアスの印加の前に実行される。従来のように、帯電ローラ12へ帯電バイアスを印加し現像ローラ94へ現像バイアスを印加して感光体50を回転させながら光源17を点灯させると、シートPの裏汚れを生じる。それに対して、本実施例では、帯電バイアス及び現像バイアスを印加する前に光源17を点灯させて回転多面鏡42の反射面A、B、C及びDとFG信号との関係を得ている。よって、シートPの裏汚れは発生しない。
(BDエリア発光サーチシーケンス)
次に、図9(c)を参照して、S24におけるBDエリア発光サーチシーケンスSR2を詳細に説明する。BDエリア発光サーチシーケンスSR2は、感光体50及び現像ローラ94の回転が開始し(S19)帯電ローラ12及び現像ローラ94へそれぞれ帯電バイアス及び現像バイアスが印加された(S21)後に、実行される。従って、BDエリア発光サーチシーケンスSR2において、感光体50の画像形成領域を光ビームで露光すると裏汚れが発生する。よって、BDエリア発光サーチシーケンスSR2においは、画像形成領域を露光せずに画像形成領域以外のBD97を含む領域に光ビームを照射してBD97からBD信号を出力させる必要がある。
モータ41が光書き込み時の主回転速度Vmで安定して回転している状態において、CPU600は、ROM601から情報を読み出す(S201)と同時にRAM602から情報を読み出す(S202)。ROM601から読み出す情報は、主回転速度Vmにおいて、それぞれの反射面に対応する期間内のFG信号からその次の反射面のためのBD信号までの時間ΔtE、ΔtF、ΔtG及びΔtHを含む。RAM602から読み出す情報は、第二カウンタ604がカウントしているFG信号のカウント数と反射面A、B、C及びDとの関係(反射面候補特定情報)である。
CPU600は、時間ΔtE、ΔtF、ΔtG及びΔtHと反射面候補特定情報とからBD信号を発生し得る領域(以下、BDエリアという。)を算出する(S203)。BDエリアは、BD97がBD信号を発生するタイミングを正確に求めるために、光源17を点灯する期間である。BDエリアは、光源17から出射される光ビームが感光体50の画像形成領域を露光しない領域である。例えば、反射面Aに関して、反射面Aに対応する期間内のFG信号から時間ΔtE後にBD信号が出力されるはずである(図8(b))。しかし、感光体50の画像形成領域を露光せずに確実にBD97にBD信号を出力させるために、マージンβを用いる。具体的には、反射面Aに対応する期間内のFG信号から時間ΔtE−β後に、光源17の点灯を開始させる。従って、CPU600は、S203において、具体的には、反射面A、B、C及びDのそれぞれについて、時間ΔtE−β、ΔtF−β、ΔtG−β及びΔtH−βを算出する。
CPU600は、第二カウンタ604によるFG信号のカウント数と反射面候補特定情報とに基づいて、反射面Aを特定する。そして、反射面Aに対応する期間内のFG信号から時間ΔtE−βが経過した後に光源17を点灯する(S204)。
CPU600は、BD97からBD信号を受信したか否かを判断する(S205)。BD信号を受信していない場合(S205のNO)、CPU600は、BD信号を受信するまで光源17の点灯を継続する。BD信号を受信した場合(S205のYES)、CPU600は、光源17を消灯する(S206)。CPU600は、反射面Aに対応する期間内のFG信号から反射面BのためのBD信号を受信するまでの時間ΔtE1を求める。これによって、反射面BのためのBD信号を出力するために、光源17を点灯させるための点灯時期を決定することができる。CPU600は、反射面Bのための点灯時期をRAM602に保存する(S207)。あるいは、CPU600は、BD信号とBD信号との間の時間をカウントして光源17の点灯時期を決定してもよい。その場合、BD信号とBD信号との間の時間をRAM602に保存する。
CPU600は、BD信号をカウントする(S208)。CPU600は、回転多面鏡42が一回転したか否かを判断する(S209)。回転多面鏡42が一回転したか否かの判断は、BD信号のカウント数が回転多面鏡42の反射面の数と同じ数に達したか否かを判断すればよい。本実施例において、回転多面鏡42の反射面の数は、4つであるから、BD信号のカウント数が4以上になったか否かを判断する。BD信号のカウント数が4未満の場合(S209のNO)、S204へ戻る。CPU600は、S204〜S209を回転多面鏡42の反射面の数だけ繰り返して、反射面C、反射面D及び反射面AのためのBD信号を出力するために光源17を点灯させるための点灯時期を決定する。CPU600は、反射面C、反射面D及び反射面Aのための点灯時期をRAM602に保存する(S207)。
BD信号のカウント数が4以上の場合(S209のYES)、CPU600は、BD信号を正しく周期的に捕捉できたと判断し、BDエリア発光サーチシーケンスSR2を終了する。
本実施例によれば、帯電ローラ12や現像ローラ94などのプロセス部材へバイアス(電圧)を印加する前に、回転多面鏡42の反射面候補を特定するための光ビームの発光を行う。また、プロセス部材へバイアスを印加した後は、感光体50の画像形成領域を光ビームで露光しない点灯時期で光源17を点灯してBD信号のより正確な点灯時期を得ることができる。よって、シートPの裏汚れを防止することができる。また、モータ41の回転中に常にBD信号を出力させるための光ビームを発光させる必要がなく、光源17の長寿命化などの観点で有利である。
本実施例1では、モータ41の静音化の観点から、モータ41を予備回転速度Vpと主回転速度Vmの2段階で立上げた。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、モータ41を1段階で画像形成時の主回転速度Vmまで加速する場合においても本発明を適用することができる。以下、モータ41を主回転速度Vmの1段階で立ち上げる実施例2を説明する。
実施例2において、実施例1と同様の構成には同様の参照符号を付して説明を省略する。実施例2の画像形成装置及び光走査装置は、実施例1と同様であるので説明を省略する。以下、実施例1と異なる点を説明する。
図10は、実施例2のCPU600の制御シーケンスを示すフローチャートである。図9に示す実施例1のフローチャートと同様のステップには同様の参照符号を付して説明を省略する。CPU600は、モータ41の回転と定着装置3の昇温を開始した後(S13)、モータ41を主回転速度Vmまで一気に加速する。CPU600は、モータ41の回転速度が主回転速度Vmに到達したか否かを判断する(S314)。モータ41の回転速度が主回転速度Vmに到達した場合(S314のYES)、CPU600は、モータ41の回転速度を主回転速度Vmに維持する(S315)。
モータ41が主回転速度Vmで安定して回転している状態において、CPU600は、帯電ローラ12への帯電バイアス印加及び現像ローラ94への現像バイアス印加の前に反射面候補特定シーケンスSR1を実施する(S16)。反射面候補特定シーケンスSR1の後、光源17は、消灯している。CPU600は、定着装置3の温度が感光体回転許可温度T以上か否かを判断する(S17)。定着装置3の温度が感光体回転許可温度T以上である場合(S17のYES)、CPU600は、帯電ローラ12に帯電バイアスを印加し、現像ローラ94に現像バイアスを印加する(S21)。
帯電バイアス及び現像バイアスの印加を開始した後、CPU600は、BDエリア発光サーチシーケンスSR2を実施する。BDエリア発光サーチシーケンスSR2において、確実にBD97領域付近のみを露光しBD信号を出力させ、画像形成書き込みに備える。
このように、モータ41を主回転速度Vmの1段階で立ち上げる場合にも、本発明を適用することができる。実施例2は、実施例1と同様の効果を奏することができる。
実施例1では、回転多面鏡42が一回転する間に、FG信号のパルス数が5個、BD信号のパルス数が4個(回転多面鏡42が4面であるため)であった。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。回転多面鏡42の一回転あたりのFG信号のパルス数は、5つに限らず、3つ、6つ、7つ、8つ以上などであってもよい。また、回転多面鏡42の一回転あたりのBD信号のパルス数は、4つに限らず、3つ、5つ、6つ、7つ以上であってもよい。例えば、実施例3においては、回転多面鏡42の一回転あたりのBD信号のパルス数を4つ、FG信号のパルス数を6つにした場合を説明する。
実施例3において、実施例1と同様の構成には同様の参照符号を付して説明を省略する。実施例3の画像形成装置及び光走査装置は、実施例1と同様であるので説明を省略する。以下、実施例1と異なる点を説明する。
図11は、実施例3のBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図である。図11(a)は、予備回転速度VpにおけるBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図である。図11(a)に示すように、モータ41が予備回転速度Vpで回転している状態において、カウント値ΔtA、ΔtB、ΔtC及びΔtDは、以下の関係を有する。
ΔtA≒ΔtC>ΔtB≒ΔtD
そして前記の通り、回転多面鏡42の反射面毎のBD信号からFG信号までの時間の大小関係を予めROM601に格納している。ROM601に格納された大小関係と第一カウンタ603から得られる4つカウント値とを比較して、反射面候補を特定する。図11(a)の場合、回転多面鏡42の反射面A、B、C及びDを厳密に特定することはできないが、反射面A又は反射面C及び反射面B又は反射面Dというように、BD信号を得るための光ビームが入射される反射面候補を特定することが可能となる。
図11(b)は、実施例3の主回転速度VmにおけるBD信号とFG信号の関係を示すタイミング図である。図11(b)に示すように、時間ΔtEは、反射面Aに対応する期間内のFG信号から反射面BのためのBD信号までの時間である。時間ΔtFは、反射面Bに対応する期間内のFG信号(本実施例においては、最初のFG信号)から反射面CのためのBD信号までの時間である。時間ΔtGは、反射面Cに対応する期間内のFG信号から反射面DのためのBD信号までの時間である。時間ΔtHは、反射面Dに対応する期間内のFG信号(本実施例においては、最初のFG信号)から反射面AのためのBD信号までの時間である。
図9(c)に示すBDエリア発光サーチシーケンスSR2において、感光体50の画像形成領域を露光せずに確実にBD97にBD信号を出力させるために、マージンβを用いる。具体的には、反射面Aに対応する期間内のFG信号から時間ΔtE−β後に、光源17の点灯を開始させる。CPU600は、S203において、具体的には、反射面A、B、C及びDのそれぞれについて、時間ΔtE−β、ΔtF−β、ΔtG−β及びΔtH−βを算出する。
ここで、
ΔtE−β≒ΔtG−β
ΔtF−β≒ΔtH−β
である。
回転多面鏡42の反射面A、B、C及びDを厳密に特定することはできないが、特定しようとする反射面(反射面候補)が反射面A又は反射面Cであるか反射面B又は反射面Dであるかを特定することが可能となる。そして、反射面A又は反射面Cに対応する期間内のFG信号から時間ΔtE−βが経過した後に光源17を点灯する。BD信号を受信するまで光源17の点灯を継続し、BD信号を受信した場合、CPU600は、光源17を消灯する。CPU600は、反射面A又は反射面Cに対応する期間内のFG信号から反射面B又は反射面DのためのBD信号を受信するまでの時間ΔtE1を求める。また、反射面B又は反射面Dに対応する期間内の最初のFG信号から時間ΔtF−βが経過した後に光源17を点灯する。BD信号を受信するまで光源17の点灯を継続し、BD信号を受信した場合、CPU600は、光源17を消灯する。CPU600は、反射面B又は反射面Dに対応する期間内のFG信号から反射面C又は反射面AのためのBD信号を受信するまでの時間ΔtF1を求める。このようにして、反射面A、B、C及びDのためのBD信号を出力するために、光源17を点灯させるための点灯時期を決定することができる。なお、時間ΔtE1及びΔtF1の代わりに、BD信号とBD信号との間の時間を求めて、光源17を点灯させる点灯時期を決定してもよい。
光源17から出射される光ビームは、BD97領域付近のみを露光することができる。よって、図9(c)のBDエリア発光サーチシーケンスSR2を用いてシートPの裏汚れを回避することができる。実施例3は、実施例1と同様の効果を奏することができる。
以上より、回転多面鏡の反射面候補特定を行うための光ビームの発光を帯電バイアスまたは現像バイアス印加前に実施しているため、シートPへの裏汚れが発生しない。また、回転多面鏡42の反射面候補特定後もFG信号の出力数をカウントし続けるため、光ビームを発光せずに回転多面鏡42の反射面候補特定を維持することができる。そして、反射面候補特定情報と、ROM601に格納された反射面候補のFG信号から反射面候補の次の反射面のBD信号までの時間とを用い、BD信号を発生させるために光ビームを出射する光源17の点灯時期を決定することができる。従って、光源17は、感光体50の画像形成領域に光ビームを照射せずにBD信号を発生させるための光ビームを出射することができる。よって、BDエリア発光サーチシーケンスSR2において、帯電ローラ12や現像ローラ94などのプロセス部材にバイアス(電圧)が印加されていてもシートPへの裏汚れが発生することはない。
12・・・帯電ローラ(プロセス部材)
17・・・光源
40・・・光走査装置
42・・・回転多面鏡
50・・・感光体
94・・・現像ローラ(プロセス部材)
97・・・BD(第一信号生成手段)
100・・・画像形成装置
207・・・FG(第二信号生成手段)
A、B、C、D・・・反射面
L・・・光ビーム

Claims (7)

  1. 画像形成装置であって、
    感光体と、
    前記感光体に作用するプロセス部材と、
    前記感光体へ光ビームを照射する光走査装置と、
    を備え、
    前記光走査装置は、
    前記光ビームを出射する光源と、
    前記光源から出射された前記光ビームが前記感光体を走査するように前記光ビームを偏向する複数の反射面を有する回転多面鏡と、
    前記複数の反射面のそれぞれにより偏向された前記光ビームを受光して、前記感光体に対する前記光ビームの走査開始位置を示す第一信号を生成する第一信号生成手段と、
    前記回転多面鏡の回転角度に応じて第二信号を生成する第二信号生成手段と、
    を備え、
    前記回転多面鏡が回転させられた後、前記プロセス部材へ画像形成のための電圧を印加する前に、前記第一信号と前記第二信号との関係を求め、
    前記プロセス部材へ前記電圧が印加された後、前記第一信号と前記第二信号との前記関係と前記第二信号の数とに基づいて前記第一信号を生成するための前記光源の点灯時期を決定する画像形成装置。
  2. 前記プロセス部材へ前記電圧を印加せずに前記回転多面鏡が第一速度で回転している状態において、前記第一信号と前記第二信号との前記関係を求め、
    前記プロセス部材へ前記電圧を印加して前記回転多面鏡が前記第一速度よりも高い第二速度で回転している状態において、前記第一信号と前記第二信号との前記関係と前記第二信号の数とに基づいて前記光源の前記点灯時期を求める請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第二信号生成手段は、前記回転多面鏡が一回転する間に同じ時間間隔で複数の前記第二信号を生成する請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第一信号と前記第二信号の前記関係は、前記回転多面鏡が一回転する間に生成される複数の前記第一信号と前記複数の前記第二信号との間の複数の時間間隔の大小関係である請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記回転多面鏡が前記第二速度で回転している状態における前記回転多面鏡の前記複数の反射面のそれぞれについての前記第一信号と前記第二信号との間の時間間隔を記憶する記憶手段を有する請求項2に記載の画像形成装置。
  6. 前記プロセス部材は、前記感光体の表面を帯電させる帯電部材または前記感光体の前記表面に形成された潜像を現像剤で現像する現像剤担持体である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記第一信号は、前記光ビームによる前記感光体への画像書き込み開始位置を示す信号であり、
    前記第二信号は、前記回転多面鏡を回転させるモータの回転速度を検知するための信号である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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