JP2019101237A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コスト、低騒音、省スペースでありながら、回転多面鏡の結露を抑制する。【解決手段】エンジン制御部101により回転多面鏡105の回転を制御する制御モードとして、画像形成を実行する画像形成モードと、結露対策のために回転多面鏡の結露を除去する結露除去モードとがある。モータ104の回転により回転多面鏡105が回転する。CPU102は、結露除去モードでは、結露防止のためにモータ104に対する通電制御処理を実行する。通電制御処理において、CPU102は、画像形成モードに比し低速でモータ104を回転させる。【選択図】図3
Description
本発明は、レーザビームを偏向走査する回転多面鏡を備えた画像形成装置に関する。
複写機、プリンタおよびファクシミリ装置などの画像形成装置においては、使用条件によっては装置内に結露を生じ、正常な動作を望めない場合がある。装置内の結露対策として特許文献1、2の技術が知られている。特許文献1は、装置内部に結露を解消するためのヒータを設けておき、装置の電源が切られてからユーザにより設定された時間が経過した時にヒータによる加熱を開始することで、電源投入前に結露を解消する。特許文献2は、結露の発生が予測される条件下で、所定位置に設けた光検出センサによって露光ユニットからのレーザ光が検出されないとき、回転多面鏡を回転させるためのモータおよび換気用ファンを所定時間駆動させることで結露を除去する。
しかしながら、特許文献1では、ヒータの追加によりコストアップするだけでなく、ヒータを設けるスペースが必要となり、装置の小型化が困難となる。また特許文献2では、プリント動作時以外の期間にポリゴンモータを通常時と同様に回転させると、プリント動作時と同じような騒音がポリゴンモータから発生してしまう。しかも、換気用ファンの駆動によっても騒音が発生する。
本発明は、低コスト、低騒音、省スペースでありながら、回転多面鏡の結露を抑制することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、感光体と、前記感光体を露光するためのレーザビームを出射する出射手段と、前記出射手段により出射されたレーザビームが前記感光体上を走査するように前記レーザビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させるモータと、前記モータの回転を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、画像形成を実行する画像形成モードでは前記モータの目標回転数が第1の回転数となるように前記モータの回転を制御し、前記画像形成モードとは異なるモードであって前記回転多面鏡の結露を除去する結露除去モードでは、前記モータの目標回転数が前記第1の回転数より低速である第2の回転数となるように前記モータを回転させるか、または、前記モータに通電し且つ前記モータの回転を停止させることを特徴とする。
本発明によれば、低コスト、低騒音、省スペースでありながら、回転多面鏡の結露を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置を含む画像形成システムの構成を示すブロック図である。この画像形成システムは、画像形成装置2及びホストPC1を有する。画像形成装置2は、例えばLBP(レーザビームプリンタ)である。なお、画像形成装置2は、LBPに限定されず、電子写真方式を採用した複写機やファクシミリ等の装置でもよい。また画像形成装置2はモノクロ機とするが、カラー機であってもよい。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置を含む画像形成システムの構成を示すブロック図である。この画像形成システムは、画像形成装置2及びホストPC1を有する。画像形成装置2は、例えばLBP(レーザビームプリンタ)である。なお、画像形成装置2は、LBPに限定されず、電子写真方式を採用した複写機やファクシミリ等の装置でもよい。また画像形成装置2はモノクロ機とするが、カラー機であってもよい。
画像形成装置2において、システム制御部100はホストPC1と通信し、画像形成装置2の全体を制御する。エンジン制御部101はシステム制御部100と接続され、画像形成装置2のエンジン部分を制御する。露光ユニット200は、レーザ基板202とモータユニット106とBD基板201と光学部品203とを有する。モータユニット106には、回転する回転多面鏡105が備えられている。出射手段としてのレーザ基板202から出射(発光)されたレーザ光(レーザビーム)は、モータユニット106で回転する回転多面鏡105で偏向走査される。走査されたレーザ光はBD基板201により走査基準信号(BD信号)として検出される。ホストPC1から画像データが送信されると、システム制御部100が画像処理を行い、エンジン制御部101を経由してレーザ基板202から画像に応じた発光が行われる。
感光ドラム6(感光体)は、帯電部7により帯電される。回転多面鏡105で走査されたレーザ光により、帯電された感光ドラム6上(感光体上)に潜像が形成される。感光ドラム6上に形成された潜像は現像部8でトナー像として現像される。給紙部3は、媒体給紙部5を駆動することで記録用の媒体4を給送する。給送された媒体4は媒体搬送部11で転写部9に搬送される。感光ドラム6上に形成されたトナー像が転写部9にて媒体4上に転写される。媒体4上に形成されたトナー像は、発熱体である定着部12において媒体4上に定着される。トナー像が定着された媒体4は、媒体搬送部13により搬送され、排紙部14へ排出される。以上のようにして画像形成が行われる。
図2は、エンジン制御部101及びモータユニット106のブロック図である。エンジン制御部101は、CPU102またはSOC(System On Chip)を備える。CPU102は、駆動回路103に対して、例えばACC信号用、DEC信号用、及びFG信号用の制御線で接続され、駆動回路103を制御する。ここで、ACC信号は加速信号、DEC信号は減速信号、FG信号はモータの回転数信号である。モータユニット106は、駆動回路103及びモータ104を備える。回転多面鏡105を備えたモータ104は、三相交流におけるU相、V相、W相の各々に対応するコイルを備え、それぞれのコイルが駆動回路103と接続されている。CPU102がモータ104の回転制御を行い、モータ104の回転により回転多面鏡105が回転する。
また、モータユニット106は温度センサ107を備える。温度センサ107は、回転多面鏡105の近傍に配置され、回転多面鏡105近傍の温度を検知し、その検知結果をCPU102に供給する。なお、温度センサ107を備えることは必須でない。エンジン制御部101は、CPU102のワークエリアとなるRAM、CPU102により実行されるプログラムを格納するROMを備える(いずれも図示せず)。
本実施の形態では、エンジン制御部101により回転多面鏡105の回転を制御する制御モードとして、画像形成モードと結露除去モードとがある。画像形成モードは、画像形成を実行するモードであり、結露除去モードは、結露対策のために回転多面鏡の結露を除去するモードである。詳細は後述するが、本実施の形態では、結露除去モードでは、エンジン制御部101は、回転多面鏡105を備えたモータ104を低速回転するよう制御する。
図3は、メイン処理のフローチャートである。この処理は、エンジン制御部101が備えるROMに格納されたプログラムをCPU102がRAMに読み出して実行することにより実現される。この処理は、例えば、画像形成装置2の電源がオンにされると開始される。この処理において、CPU102は、本発明における制御手段としての役割を果たす。
まず、ステップS100で、CPU102は、ユーザからの指示に基づき、結露除去モードを選択するか否かを判別する。ここで、ユーザは結露除去モードを指定でき、例えば、季節によって急激な温度上昇が生じる環境である場合に結露除去モードを指定する。例えば、朝の温度が10度以下でエアコンの温度設定を23度にするようなオフィス環境では、温度差により装置が結露する可能性があるので、ユーザは結露除去モードを指定する。
ステップS100での判別の結果、結露除去モードを選択しない場合は、CPU102は、装置の動作状態をスタンバイ(スリープ)状態とする(ステップS111)。そしてCPU102は、投入されたプリントジョブ(印刷ジョブ)があるか否かを判別する(ステップS112)。そしてCPU102は、投入されたプリントジョブがない場合は、処理をステップS111に戻す一方、投入されたプリントジョブがある場合は画像形成モードを実行し(ステップS113)、処理をステップS111に戻す。
ステップS100での判別の結果、結露除去モードを選択する場合は、CPU102は、制御モードを結露除去モードとし、動作開始時刻及び動作終了時刻の入力を受け付ける(ステップS101)。動作開始時刻と動作終了時刻の入力例として、始業時間がAM8:00でエアコン動作開始時刻がAM7:30の場合、動作開始時刻としてAM7:00、動作終了時刻としてAM8:00をユーザが設定する。すなわち、ユーザは、結露対策のために、エアコン動作開始前に、画像形成装置2の内部温度が上昇するように設定する。なお、ユーザが適切な時刻を設定できるように、マニュアルに記載しておくとよい。あるいはユーザが時刻を容易に設定できるようにパネル等で案内するようにしてもよい。なお、動作開始時刻と動作終了時刻がデフォルトで一律の値が設定されるように構成してもよい。
次に、CPU102は、入力された動作開始時刻と動作終了時刻とを、CPU102に内蔵されるタイマにセットする(ステップS102)。次に、CPU102は、ステップS104で、モータ104への通電を開始(ON)すると共に、結露防止のためにモータ104に対する通電制御処理(後述)を実行する。その後、CPU102は、動作終了時刻が到来するまで通電制御処理を継続する(ステップS105)。この通電制御処理においては、CPU102は、モータ104を、画像形成モードに比し低い速度で回転させるか、またはモータ104に通電したままモータ104の回転を停止させる動作を行う。本実施の形態では、一例として、モータ104を低速回転させる制御が採用される。通電制御処理について図4〜図7で説明する。
図4、図6はそれぞれ、画像形成モード、結露除去モードにおいて駆動回路103に出力されるACC信号、DEC信号のタイミングチャートである。図5は、画像形成モードにおけるモータ通電例を示すタイミングチャートである。まず、画像形成モードでの制御について説明する。画像形成モードでは、図4に示すように、CPU102は、モータON(モータ104への通電開始)のタイミングでACC信号をON(オン)とし、駆動回路103からU相、V相、W相を駆動すると、モータ104は回転を始める。CPU102は、モータ104の回転数が画像形成モード時の目標回転数である第1の所定の回転数になることをFG信号で検出すると、ACC信号がオンである加速期間を終了させ、定常回転期間へ移行させる。エンジン制御部101は定常回転期間において、モータ104の回転数が第1の所定の回転数で一定となるように、ACC信号とDEC信号との切り替えにより制御する。図5に示すように、モータ104は、U相、V相、W相(のコイル)に順次通電されることで回転を継続する。
結露除去モードでは、図6に示すように、CPU102は、モータON(モータ104への通電開始)のタイミングでACC信号をON(オン)とし、駆動回路103からU相、V相、W相を駆動させると、モータ104は回転を始める。CPU102は、モータ104の回転数が結露除去モード時の目標回転数である第2の所定の回転数になることをFG信号で検出すると、ACC信号がオンである加速期間を終了させ、低速回転期間へ移行させる。ここで、第2の所定の回転数は第1の所定の回転数より低い値であり、予め決められている。
図7は、変形例の結露除去モードにおいて駆動回路103に出力されるACC信号、DEC信号のタイミングチャートである。CPU102は、通電制御処理で、図6に示す制御に代えて図7に示す制御を採用してもよい。図7の例では、CPU102は、モータON(モータ104への通電開始)のタイミングでACC信号をON(オン)とし、モータ104は回転を始める。その後、CPU102は、ACC信号をOFF(オフ)にする。すなわち、ACC信号をONにする期間は、モータ104の回転数が第2の所定の回転数になる期間より十分に短いとされる。その後、CPU102は、DEC信号を出力し、間隔を開けてACC信号とDEC信号の出力を交互に繰り返す(間欠的に通電)。従って、モータ104の回転数は第2の所定の回転数に至らず低速で回転し、あるいは一時的に停止することもあり得る。なお、図7に示す例ではDEC信号が出力されるとしたが、DEC信号の出力は必須でない。すなわちCPU102は、ACC信号のオンとオフとを間欠的に繰り返してもよい。
ステップS105での判別の結果、動作終了時刻が到来すると、CPU102は、通電制御処理を停止し、モータ104への通電をOFF(オフ)にする(ステップS106)。そしてCPU102は、装置の動作状態をスタンバイ(スリープ)状態とする(ステップS107)。そしてCPU102は、動作開始時刻が再び到来(例えば、翌日の動作開始時刻が到来)したか否かを判別する(ステップS108)。CPU102は、動作開始時刻が到来していない場合は、投入されたプリントジョブがあるか否かを判別する(ステップS109)。そしてCPU102は、投入されたプリントジョブがない場合は、処理をステップS107に戻す一方、投入されたプリントジョブがある場合は画像形成モードを実行し(ステップS110)、処理をステップS107に戻す。一方、ステップS108で、動作開始時刻が再び到来した場合は、CPU102は、制御モードを結露除去モードとし、処理をステップS104に戻す。
なお、図3の処理中に、装置電源のオフが指示された場合は、CPU102は、図3の処理を終了させると共に、装置電源をオフにする。
本実施の形態によれば、CPU102は、結露除去モードでは画像形成モードに比し低速でモータ104を回転させる。これにより、モータ104の昇温が熱伝導し、プリント動作前に回転多面鏡105を温めることができるので、回転多面鏡105の結露を抑制できる。また、併せて露光ユニット200も暖気され、露光ユニット200の結露も抑制できる。また、結露除去モードではモータ104が低速回転するので、騒音の発生が抑えられる。また、ヒータを設ける必要がないので、コストや省スペースの点で有利である。よって、低コスト、低騒音、省スペースでありながら、回転多面鏡105の結露を抑制することができる。
なお、ステップS100でユーザからの指示により結露除去モードが選択されるとしたが、これに限らない。例えば、結露発生が予想される所定の条件が成立した場合に、CPU102が結露除去モードを自動的に選択する構成としてもよい。所定の条件は、例えば、回転多面鏡105近傍の温度(例えば、温度センサ107の検知結果)が所定温度より低い場合等である。さらには湿度を検知するセンサを設け、ある閾値より低温で高湿の場合に所定の条件が成立するとしてもよい。なお、装置電源がオンにされた直後だけでなく、電源オン後、CPU102が所定の条件の成立を判定し、所定の条件が成立したとき結露除去モードに切り替えるようにしてもよい。このようにする場合、ユーザが動作開始時刻及び動作終了時刻を設定しないで済み、負担が軽減される。
なお、結露除去モード時に、モータ104の回転動作中の回転数を示す値を、数値またはメータにより表示させてもよい。
なお、結露除去モード時におけるモータ104の目標となる第2の所定の回転数をユーザが設定できるように構成してもよい。例えば、ユーザは、騒音の低減に主眼をおく場合、第2の所定の回転数を低めに設定することができ、その際、結露抑制機能の確保のために動作開始時刻を早めに設定することも可能である。このように自由度が高まる。
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態の画像形成装置は、第1の実施の形態に対してエンジン制御部101及びモータユニット106の構成が異なる。図8は、本実施の形態におけるエンジン制御部101及びモータユニット106のブロック図である。本実施の形態では、CPU102は、三相交流におけるU相、V相、W相の信号をモータユニット106へ直接出力することができる。モータユニット106は、トランジスタ801、802、803を備える。温度センサ107は必須でない。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。CPU102は、U相、V相、W相の信号を出力し、トランジスタ801、802、803によりモータ104を駆動する。
本発明の第2の実施の形態の画像形成装置は、第1の実施の形態に対してエンジン制御部101及びモータユニット106の構成が異なる。図8は、本実施の形態におけるエンジン制御部101及びモータユニット106のブロック図である。本実施の形態では、CPU102は、三相交流におけるU相、V相、W相の信号をモータユニット106へ直接出力することができる。モータユニット106は、トランジスタ801、802、803を備える。温度センサ107は必須でない。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。CPU102は、U相、V相、W相の信号を出力し、トランジスタ801、802、803によりモータ104を駆動する。
本実施の形態では、メイン処理(図3)は第1の実施の形態で説明したのと基本的に同様であるが、通電制御処理(図3のステップS104)が異なる。通電制御処理でCPU102が実行する内容について、図9、図10を併せて参照して説明する。第1の実施の形態では、通電制御処理においてモータ104を低速回転させたが、本実施の形態では、モータ104に通電するがモータ104を回転させないという制御が採用される。
図9は、結露除去モードにおけるモータ通電例を示すタイミングチャートである。通電制御処理において、CPU102は、モータ104に通電する際、モータ104の三相交流におけるU相、V相、W相への通電を一斉にオンにするよう制御する。U相、V相、W相に同時に通電されるので、モータ104は回転しないが、通電に伴い昇温する。昇温により回転多面鏡105の結露抑制効果が得られる。モータ104は回転しないので静粛である。
図10は、変形例の結露除去モードにおけるモータ通電例を示すタイミングチャートである。CPU102は、通電制御処理で、図9で示す制御に代えて図10に示す制御を採用してもよい。図10に示す例では、モータ104に通電する際、U相、V相、W相への通電を一斉にオンにした後、一斉にオフにすることを繰り返すよう制御する。U相、V相、W相に同時に通電され、しかも同時に通電解除されるので、モータ104は回転しない。しかし通電に伴いモータ104は昇温し、回転多面鏡105の結露抑制効果が得られる。モータ104は回転しないので静粛である。また、図10の制御例によると、通電が間欠動作となるので、モータ104の過昇温を防ぐことができる。なお、非通電期間(OFF期間)は、モータ104が過昇温とならず且つ結露防止効果が得られる程度の値として予め実験等で求めておくとよい。モータ104の過昇温を抑制することで、回転多面鏡105の蒸着膜の寿命や光学系への影響を低減できる。
本実施の形態によれば、CPU102は、結露除去モードではモータ104に通電し且つモータ104の回転を停止させる。これにより、回転多面鏡105や露光ユニット200の結露を抑制できる。また、結露除去モードではモータ104が回転しないので騒音の発生が抑えられる。また、ヒータを設ける必要がないので、コストや省スペースの点で有利である。よって、低コスト、低騒音、省スペースでありながら、回転多面鏡105の結露を抑制することに関し、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
なお、CPU102はU相、V相、W相の信号を直接出力し、トランジスタ801等でモータ104を駆動する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、図2に示すモータユニット106の駆動回路103にロジックコア部を設け、このロジックコア部に「モータを回転させずに通電する」ロジックを入れる。CPU102はI2C(Inter-Integrated Circuit)等のシリアル通信等で駆動回路103のロジックコア部と通信し、「モータを回転させずに通電する」ロジックを選択するようにしてもよい。このように構成することで、モータ104を回転させることなく通電して昇温することが可能となる。
なお、本実施の形態において、モータ過昇温防止の観点からは、CPU102は、温度センサ107の検知結果に基づいて、回転多面鏡105が適切な温度範囲となるようにモータ104の通電期間(ON期間)を制御するようにしてもよい。
なお、上記各実施の形態において、CPU102は、結露除去モードにおいては、レーザ基板202によるレーザビームの出射を停止するように制御してもよい。そのようにすることでレーザ基板202の寿命を延ばすことができる。
なお、上記各実施の形態において、モータ通電中に印刷ジョブが投入された場合に、結露の解消を判定してプリントへ移行できるようにしてもよい。すなわち、CPU102は、結露除去モードにおいて印刷ジョブが投入された場合、回転多面鏡105の結露が解消したか否かを判定し、結露が解消したと判定した場合は、制御モードの選択を画像形成モードに切り替える。ここで、回転多面鏡105の結露が解消しているかどうかの判定は、公知の技術により実現可能である。例えばCPU102は、レーザ光を走査し、BD基板201からBD信号が得られれば結露が解消していると判定できる。あるいは、CPU102は、感光ドラム6上に測定用のトナー画像を形成し、そのトナー画像を正常に読み出せた場合に結露が解消していると判定できる。具体的に図3の処理に組み入れるとすれば、ステップS104とS105との間に「結露が解消したか否か」の判定ステップを設ける。そしてCPU102は、結露が解消するまでステップS104、S105を繰り返し、結露が解消すると、処理をステップS106に進める。これにより、制御モードは画像形成モードに切り替わる。その後、動作開始時刻が到来しない限り画像形成モードが継続する。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
101 エンジン制御部
102 CPU
104 モータ
105 回転多面鏡
202 レーザ基板
102 CPU
104 モータ
105 回転多面鏡
202 レーザ基板
Claims (7)
- 感光体と、
前記感光体を露光するためのレーザビームを出射する出射手段と、
前記出射手段により出射されたレーザビームが前記感光体上を走査するように前記レーザビームを偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を回転させるモータと、
前記モータの回転を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、画像形成を実行する画像形成モードでは前記モータの目標回転数が第1の回転数となるように前記モータの回転を制御し、前記画像形成モードとは異なるモードであって前記回転多面鏡の結露を除去する結露除去モードでは、前記モータの目標回転数が前記第1の回転数より低速である第2の回転数となるように前記モータを回転させるか、または、前記モータに通電し且つ前記モータの回転を停止させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記結露除去モードでは、前記モータに間欠的に通電することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記結露除去モードでは、前記モータの三相交流におけるU相、V相、W相への通電を一斉にオンにするよう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。
- 前記制御手段は、前記結露除去モードでは、前記モータの三相交流におけるU相、V相、W相への通電を一斉にオンにした後、一斉にオフにすることを繰り返すよう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。
- 前記回転多面鏡の温度を検知する検知手段を有し、
前記制御手段は、前記結露除去モードでは、前記検知手段により検知された温度に基づいて、前記モータの通電期間を制御することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記結露除去モードでは、前記出射手段によるレーザビームの出射を停止することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記結露除去モードを選択した場合は、印刷ジョブを実行しない期間の開始時刻及び終了時刻を設定する設定手段を更に有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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