JP2021157118A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

画像形成装置、画像形成装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】機構や制御の複雑化を極力抑制して、印刷に要する時間を短縮する。【解決手段】制御部は、印刷を開始する際に、ポリゴンミラー52の回転を開始してからポリゴンミラーの回転速度が目標速度よりも低い判定速度になるまでの経過時間が上限時間未満である特定条件を満たすか否かを判断し、特定条件を満たすと判断した場合、回転速度が目標速度に達するよりも前に、給送ローラ32,36によりシートトレイ31,35からシートSを送り出し、特定条件を満たさないと判断した場合、回転速度が目標速度に達した後に、給送ローラ32,36によりシートトレイ31,35からシートSを送り出す。【選択図】図1

Description

本発明は、感光体に形成された現像をシートに転写してシートに画像を形成する技術に関する。
特許文献1には、印刷を開始してからシートを排出するまでに要する時間を短縮することが可能な画像形成装置が記載されている。具体的には、画像形成装置では、印刷を開始する際に、ポリゴンミラーの回転速度の変動を監視しており、ポリゴンミラーの回転速度の監視結果に応じて、シートの搬送速度を変更する。
特開2000−330447号公報
制御部によりシートの搬送速度を変更する構成は、例えば、搬送ローラの回転速度を変更するために、機構及び制御部による制御が複雑化することが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みたものであり、機構や制御の複雑化を極力抑制して、印刷に要する時間を短縮することができる画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置では、感光体と、ポリゴンミラーを有し、ポリゴンミラーにより偏向された光により前記感光体を露光する露光部と、露光された前記感光体に現像剤を供給する現像器と、感光体上の現像剤をシートに転写する転写部と、シートを収容するシートトレイと、シートトレイに収容されたシートを送り出す給送ローラと、制御部と、を備えている。制御部は、印刷を開始する際に、ポリゴンミラーの回転を開始してからポリゴンミラーの回転速度が目標速度よりも低い判定速度になるまでの経過時間が上限時間未満である特定条件を満たすか否かを判断し、特定条件を満たすと判断した場合、回転速度が目標速度に達するよりも前に、給送ローラによりシートトレイからシートを送り出し、特定条件を満たさないと判断した場合、回転速度が目標速度に達した後に、給送ローラによりシートトレイからシートを送り出す。
印刷を開始する際に、ポリゴンミラーの回転加速度が大きければ、ポリゴンミラーの回転速度が目標速度に達するまでの時間が短くなり、ポリゴンミラーの回転加速度が小さければ、ポリゴンミラーの回転速度が目標速度に達するまでの時間が長くなる。上記構成では、印刷を開始した際に、ポリゴンミラーの回転を開始してからポリゴンミラーの回転速度が目標速度よりも低い判定速度になるまでの時間が上限時間未満である特定条件を満たすか否かを判断する。特定条件を満たすと判断された場合、ポリゴンミラーの回転速度が目標速度に達するよりも前に、給送ローラによりシートトレイからシートを送り出し、特定条件を満たさないと判断された場合、ポリゴンミラーの回転速度が目標速度に達した後に、給送ローラによりシートトレイからシートを送り出す。これにより、ポリゴンミラーの回転加速度が、シートを早期に送り出しても可能である値である場合は、給送ローラによるシートが送り出されるタイミングが早められるため、シートの搬送速度を変更することなく、現像剤をシートに転写するのに要する時間を短くすることができる。その結果、画像形成装置における機構や制御の複雑化を極力抑制して、印刷に要する時間を短縮することができる。
制御部は、印刷を開始する際に、ポリゴンミラーの回転を開始してから回転速度が判定速度になるまでの時間が、上限時間未満であり、かつ上限時間よりも短い下限時間以上である場合に特定条件を満たすと判断してもよい。ポリゴンミラーの回転加速度が過剰に大きいと、回転速度が目標速度を超えてから収束するまでに時間を要し、回転速度が目標速度に安定するまでに時間を要するおそれがある。上記構成では、印刷を開始した際に、ポリゴンミラーの回転を開始してから、回転速度が判定速度になるまでの時間が、上限時間未満であり、かつ上限時間よりも短い下限時間以上である場合に特定条件を満たすと判断する。これにより、ポリゴンミラーの回転態様が特定条件を満たす場面では、印刷に要する時間を確実に短くすることができる。
制御部は、特定条件を満たさないと判断した場合、回転速度が、目標速度を含む所定速度幅に収束した後に、給送ローラによりシートトレイからシートを送り出してもよい。上記構成は、ポリゴンミラーの回転態様が特定条件を満たさない場面では、回転速度が目標速度を含む速度範囲に収束した場合に、シートの送り出しを開始する。これにより、ポリゴンミラーの回転速度が不安定なまま、シートの送り出しが開始されるのが防止されるため、印刷不良を防止することができる。
露光部は、感光体を回転させるモータを有し、制御部は、印刷を開始する際に、モータを回転させた後に、ポリゴンミラーを回転させてもよい。上記構成では、印刷を開始する際に、モータとポリゴンミラーを回転させるためのモータとが共に回転を開始することによる消費電力のピークを抑制することができる。
給送ローラを回転するモータと、モータから給送ローラへの動力を伝達状態と遮断状態とに切換える切換機構と、を備え、制御部は、印刷を開始する際に、切換機構によりモータから給送ローラへの動力を遮断状態として、モータの回転を開始させ、その後、特定条件を満たすと判断したタイミングで、切換機構によりモータから給送ローラへ動力を伝達状態にさせてもよい。上記構成では、モータの回転を開始させた後、特定条件を満たすと判断されたタイミングで、モータの動力が給送ローラへ伝達される。これにより、シートの送り出しを開始するタイミングでは、既にモータの回転が安定しているため、給送ローラによるシートの送り出しを早期に開始することができる。
シートトレイは、第1トレイと、第2トレイとがあり、給送ローラは、第1トレイ上のシートを給送する第1給送ローラと、第2トレイ上のシートを給送する第2給送ローラと、があり、第1トレイは、第1給送ローラから転写部までのシートの搬送経路が第1長さであり、第2トレイは、第2給送ローラから転写部までのシートの搬送経路が第1長さよりも長い第2長さであり、制御部は、第2トレイからシートを送り出すことを条件に、特定条件を満たすか否かを判断してもよい。画像形成装置が、シートの搬送経路の長さが異なる複数のトレイを備えている場合、搬送経路が長い方のトレイからシートを送り出す場面において、印刷に要する時間が長くなる。上記構成では、搬送経路の長い第2トレイからシートを送り出す場合に、印刷に要する時間を短くすることができる。
現像剤が転写されたシートを加熱することにより、現像剤をシートに熱定着する定着器を備え、制御部は、印刷を開始する際に、定着器の温度が所定温度以上であることを条件に、特定条件を満たすか否かを判断してもよい。上記構成では、定着器が所定温度まで温まっていることを条件に、特定条件を満たすか否かが判断される。これにより、シートに転写された現像剤の定着不良を抑制しつつ、印刷に要する時間を短縮することができる。
現像剤が転写されたシートを加熱することにより、現像剤をシートに熱定着する定着器を備え、制御部は、特定条件を満たすと判断した場合に、給送ローラによりシートを送り出した後、定着器の通電を開始してもよい。上記構成では、定着器を加熱する際に、不要な電力消費を抑制することができる。
現像剤が転写されたシートに定着液を噴霧することにより、現像剤をシートに定着させる定着器を備えていてもよい。上記構成では、画像形成装置が、加熱を要しない定着器を用いる構成においても、印刷に要する時間を極力短くすることができる。
本発明は、画像形成装置の発明として捉えるのみならず、方法の発明としても捉えることもできる。
本発明によれば、機構や制御の複雑化を極力抑制して、印刷に要する時間を短縮することができる。
プリンタの内部構成図。 プリンタの電気的構成を説明する図。 ポリゴンモータの回転速度の推移を説明する図。 ポリゴンモータの回転速度の推移を説明する図。 印刷処理の手順を説明するフローチャート。 印刷処理のタイミングチャート。 第2実施形態に係る印刷処理の手順を説明するフローチャート。 第3実施形態に係る定着器の構成図。
(第1実施形態)
本実施形態に係る画像形成装置を、プリンタを例に説明する。プリンタは、記録用紙やOHPシート等のシートに現像剤像を形成するレーザプリンタである。なお、本実施形態では、プリンタは、単色の現像剤像をシートに形成するレーザプリンタである。以下の説明において、方向は、図1に示す方向で説明する。すなわち、図1の左側を「前」とし、右側を「後」とし、上側を「上」とし、下側を「下」とする。
図1,図2に示すように、プリンタ1は、シート供給部3と、プロセス部4と、露光部5と、定着器7と、排出ローラ8と、制御部10と、高電圧生成回路20と、レジストレーションローラ39と、メインモータ60と、動力伝達機構61と、本体筐体2とを備えている。本体筐体2は、上記各部を収容している。
シート供給部3は、シートSを送り出す。シート供給部3は、第1トレイ31と、第2トレイ35と、第1給送ローラ32と、第2給送ローラ36と、シート押圧板33,37と、搬送ローラ34,38とを備えている。第1トレイ31と、第2トレイ35とは、シートSを収容するシートトレイである。第1,第2給送ローラ32,36は、それぞれ第1トレイ31、第2トレイ35に収容されたシートSを送り出す給送ローラである。第1トレイ31内のシートSが送り出しの対象となる場合、第1トレイ31上のシートSは、シート押圧板33によって第1給送ローラ32に寄せられ、第1給送ローラ32の回転に伴い搬送ローラ34に給送される。搬送ローラ34は、シートSを、レジストレーションローラ39に向けて搬送する。第2トレイ35内のシートSが送り出しの対象となる場合、第2トレイ35上のシートSは、シート押圧板37によって第2給送ローラ36に寄せられ、第2給送ローラ36の回転に伴い搬送ローラ38に給送される。搬送ローラ38は、シートSを、レジストレーションローラ39に向けて搬送する。レジストレーションローラ39は、シートSの先端の位置を揃えた後、プロセス部4に向けてシートSを搬送する。
本体筐体2内において、各シートトレイ31,35から排出トレイ9に至るまでのシートSの経路を搬送経路と称す。第1トレイ31では、第1給送ローラ32からプロセス部4の転写位置までのシートSの経路が第1距離L1である。第2トレイ35では、第2給送ローラ36からプロセス部4の転写位置までの経路が第1距離L1よりも長い第2距離L2である。ここで、転写位置は、シートSの搬送経路において、後述する感光体41と転写部43との間の位置である。
露光部5は、図示を省略するレーザ光源、ポリゴンミラー52、走査レンズ51、反射鏡などを備えている。ポリゴンミラー52は、正六角柱の側面を6つの反射面とする回転多面鏡である。ポリゴンミラー52は、ポリゴンモータ53によって、回転軸を中心に回転駆動される。露光部5は、レーザ光源が出射したレーザ光Lをポリゴンミラー52により偏向し、後述するプロセス部4の感光体41の表面をレーザ光Lによって走査して露光する。即ち、露光部5は、ポリゴンミラー52により偏向された光により感光体41を露光する。これにより、感光体41に静電潜像が形成される。ポリゴンモータ53はブラシレスDCモータである。
プロセス部4は、搬送されたシートSに現像剤像を形成する。プロセス部4は、本体筐体2内において露光部5の下方に配置されている。プロセス部4は、感光体41と、帯電器42と、転写部43と、現像器45とを備えている。感光体41は円筒状の感光ドラムである。転写部43は、感光体41との間でシートSを挟む転写ローラである。現像器45は、現像ローラ44と現像剤収容部45aを備えている。
帯電器42は、帯電ワイヤ42a及びグリッド部42bを有するスコロトロン型の帯電器である。高電圧生成回路20により、帯電ワイヤ42aに帯電電圧が印加され、グリッド部42bにグリッド電圧が印加されることで(図2)、コロナ放電が発生し、感光体41の表面が一様に帯電される。
プロセス部4では、感光体41の表面が帯電器42により一様に帯電された後、露光部5からのレーザ光によって感光体41に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、現像ローラ44は、現像剤収容部45a内の現像剤を静電潜像が形成された感光体41に供給する。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体41上に現像剤像が形成される。その後、シート供給部3から供給されたシートSが、感光体41と転写部43の間である転写位置で搬送されることで、感光体41上に形成された現像剤像がシートS上に転写される。
現像剤像が転写されたシートSは、感光体41及び転写部43によって、定着器7に搬送される。定着器7は、プロセス部4から搬送されてくるシートS上の現像剤像を熱定着させる。本実施形態では、定着器7は、シートSを加熱する加熱ローラ71と、加熱ローラ71との間でシートSを挟む加圧ローラ72とを有している。加熱ローラ71内には、加熱ローラ71の温度を上昇させるためのヒータ73が配置されている。ヒータ73は、例えば、ハロゲンランプである。定着器7では、現像剤像が転写されたシートSが、加熱ローラ71と加圧ローラ72の間で搬送されることで、現像剤像がシートS上に熱定着される。現像剤像が熱定着されたシートSは、排出ローラ8によって排出トレイ9上に排出される。
メインモータ60は、各ローラを駆動する駆動源である。メインモータ60の駆動力は動力伝達機構61を介して給送ローラ32,36、搬送ローラ34,38、及び感光体41へ伝達される。本実施形態では、メインモータ60はブラシレスDCモータである。
動力伝達機構61は、伝達部62と、第1クラッチ63と、第2クラッチ64と、第3クラッチ65とを有している。伝達部62は、複数のギヤにより構成されており、メインモータ60の駆動力を各給送ローラ32,36,レジストレーションローラ39、感光体41に伝達する。第1〜第3クラッチ63〜65は、制御部10による制御により、メインモータ60の動力を各ローラ32,36,39へ伝達する伝達状態と、動力の各ローラ32,36,39への伝達を遮断する遮断状態とに切り替える。本実施形態では、第1〜第3クラッチ63,64,65は、制御部10から出力される制御信号に応じて、ONとOFFとが切換る電磁クラッチである。第1〜第3クラッチ63,64,65が切換機構の一例である。
具体的には、第1クラッチ63は、伝達部62のうち、メインモータ60の動力をレジストレーションローラ39に伝達する部位に接続されている。第1クラッチ63は、ON状態で、レジストレーションローラ39への動力の伝達を伝達状態とし、OFF状態で、レジストレーションローラ39への動力の伝達を遮断状態とする。第2クラッチ64は、伝達部62のうち、メインモータ60の動力を第1給送ローラ32に伝達する部位に接続されている。第2クラッチ64は、ON状態で、第1給送ローラ32への動力の電圧を伝達状態とし、OFF状態で、第1給送ローラ32への動力の伝達を遮断状態とする。第3クラッチ65は、伝達部62のうち、メインモータ60の動力を第2給送ローラ36に伝達する部位に接続されている。第3クラッチ65は、ON状態で、第2給送ローラ36への動力の電圧を伝達状態とし、OFF状態で、第2給送ローラ36への動力の伝達を遮断状態とする。
搬送経路において、第1給送ローラ32と搬送ローラ34との間には、第1トレイ31から送り出されたシートSを検出する第1シートセンサ80が配置されている。第1シートセンサ80は、シートSを検出した場合に、Hi状態の検出信号SE1を出力し、シートSを検出しない場合に、Low状態の検出信号SE1を出力する。搬送経路において、第2給送ローラ36と搬送ローラ38との間には、第2トレイ35から送り出されたシートSを検出する第2シートセンサ81が配置されている。第2シートセンサ81は、シートSを検出した場合に、Hi状態の検出信号SE2を出力し、シートを検出しない場合に、Low状態の検出信号SE2を出力する。搬送経路において、搬送ローラ34とレジストレーションローラ39との間には、搬送ローラ34とレジストレーションローラ39との間でシートSを検出する第3シートセンサ82が配置されている。第3シートセンサ82は、シートSを検出した場合に、Hi状態の検出信号SE3を出力し、シートSを検出しない場合に、Low状態の検出信号SE3を出力する。搬送経路において、レジストレーションローラ39と感光体41との間には、レジストレーションローラ39と感光体41との間でシートSを検出する第4シートセンサ83が配置されている。第4シートセンサ83は、シートSを検出した場合に、Hi状態の検出信号SE4を出力し、シートSを検出しない場合に、Low状態の検出信号SE4を出力する。
次に、プリンタ1の電気的構成を説明する。
図2に示す制御部10は、高電圧生成回路20と、メインモータ60と、ポリゴンモータ53と、第1〜第3クラッチ63,64,65と、定着温度センサ74と、シートセンサ80,81,82,83とに接続されている。
制御部10は、CPU11、メモリ12、ASIC13、及びモータドライバ14を有している。CPU11と、ASIC13とは、プリンタ1の各部を制御することにより印刷処理を実行する。メモリ12には、CPU11が参照するプログラムの他、電圧や時間に関する各種の設定値などが記憶されている。モータドライバ14は、メインモータ60及びポリゴンモータ53が回転するための駆動信号を出力する。また、モータドライバ14は、ポリゴンモータ53の回転速度R[rpm]を検出する速度検出部としても機能する。
高電圧生成回路20は、制御部10の制御により、プリンタ1の各部に供給するための電圧を生成する。図2では、高電圧生成回路20は、帯電電圧印加回路21と、グリッド電圧印加回路22と、転写電圧印加回路23と、現像電圧印加回路24と、を有している。帯電電圧印加回路21は、帯電電圧を生成する回路であり、帯電器42の帯電ワイヤ42aに接続されている。グリッド電圧印加回路22は、グリッド電圧を生成する回路であり、帯電器42のグリッド部42bに接続されている。転写電圧印加回路23は、転写電圧を生成する回路であり、転写部43に接続されている。現像電圧印加回路24は、現像電圧を生成する回路であり、現像ローラ44に接続されている。
ヒータ駆動回路25は、不図示の交流電源から供給される交流電力を制御して、ヒータ73を駆動させる。具体的には、制御部10は、定着温度センサ74により検出された加熱ローラ71の温度を示す温度検出信号D1が目標温度に近づくように、ヒータ駆動回路25へ出力する制御信号を操作量とするフィードバック制御を行う。ヒータ駆動回路25は制御部10からの操作信号に応じて、通電期間を変更し、ヒータ73へ供給される交流電力を制御する。
上記構成のプリンタ1において、制御部10は、印刷を開始する際に、モータドライバ14により検出されたポリゴンミラー52の回転速度Rが目標速度Rtまで上昇した状態で、露光部5による露光を開始させる。ここで、給送ローラ32,36によるシートSの送り出しを、ポリゴンミラー52の回転速度Rが目標速度Rtに到達した後に開始すると、ポリゴンミラー52の回転を開始してから露光部5による露光を開始するまでに要する時間が長くなることが懸念される。そこで、本実施形態では、制御部10は、ポリゴンミラー52の回転速度の上昇時における加速度に応じて、シートSを送り出すタイミングを変更している。
図3は、ポリゴンミラー52の回転を開始させた後、ポリゴンミラー52の回転速度が、曲線R1で変化する場合と、曲線R1よりも回転加速度が小さい曲線R2で変化する場合と、が目標速度Rtに到達するまでの回転速度の推移を示している。本実施形態では、ポリゴンミラー52の回転を開始してから回転速度Rが目標速度Rtよりも低い判定速度Rdになるまでの経過時間T1が上限時間TA未満である特定条件を満たすか否かを判断する。これは、回転加速度が大きいほど、ポリゴンミラー52の回転速度Rが目標速度Rtに上昇するまでの時間が短くなるためである。上限時間TAは、ポリゴンミラー52が目標速度Rtに到達するよりも前に、給送ローラ32,36によるシートSの送り出しを行った場合でも、露光部5による露光が開始されるタイミングではポリゴンミラー52の回転速度が目標速度Rtに到達する特定条件における上限の時間である。経過時間T1は、ポリゴンミラー52の回転を開始してから回転速度Rが判定速度Rdになるまでの時間である。本実施形態では、モータドライバ14により検出されたポリゴンモータ53の回転速度Rに基づいて、CPU11によりカウントされる。なお、ポリゴンミラー52の回転速度Rは、たとえば環境温度に伴うポリゴンモータ53の軸受けの潤滑油の粘度等によっても変化する。図3の例では、ポリゴンミラー52の回転速度が曲線R1で変化する場合、上限時間TAが経過するまで(時刻t1)に、回転速度Rが判定速度Rdに到達している。すなわち、ポリゴンミラー52の回転速度が曲線R1で変化する場合は、経過時間T1が上限時間TA未満である。一方、ポリゴンミラー52の回転速度が曲線R2で変化する場合、上限時間TAの経過後(時刻t2)に、回転速度Rが判定速度Rdに到達している。すなわち、ポリゴンミラー52の回転速度が曲線R2で変化する場合は、経過時間T1が上限時間TA以上である。
図4は、ポリゴンミラー52の回転を開始させた後、ポリゴンミラー52の回転速度が、曲線R3で変化する場合と、曲線R3よりも回転加速度が大きい曲線R4で変化する場合と、が目標速度Rtに収束するまでの回転速度Rの推移を示している。図4において、回転加速度が過剰に大きいと、回転速度Rが目標速度Rtを超えてから目標速度Rtに収束するまでに時間を要するおそれがある。ポリゴンミラー52回転速度が曲線R4で変化する場合、曲線R3で変化する場合よりも早い時間(時刻t3)で判定速度Rdまで上昇している。しかし、ポリゴンミラー52の回転速度が曲線R4で変化する場合、判定速度Rdまで上昇した後、回転速度の減少と、増加とが繰り返され、曲線R3で変化する場合に目標速度Rtに収束する時間(時刻t4)よりも遅い時間(時刻t5)で目標速度Rtに収束している。そのため、本実施形態では、制御部10は、ポリゴンミラーの回転を開始してから回転速度Rが判定速度Rdになるまでの時間が、上限時間TA未満であり、かつ上限時間よりも短い下限時間TB以上である場合に特定条件を満たすと判断する。言い換えると、制御部10は、ポリゴンミラー52の速度が上昇する際の回転加速度が過剰に大きく、経過時間T1が、下限時間TB未満となる場合は、特定条件を満たさないと判断する。なお、図4の例では、ポリゴンミラー52の回転速度が曲線R4で変化する場合、経過時間T1が下限時間TB未満となっているため、特定条件を満たさない。ここで、下限時間TBは、正常な回転加速度で回転するポリゴンミラー52において、回転速度Rが判定速度Rdに到達するのに要する下限の時間である。
制御部10は、特定条件を満たすと判断した場合、回転速度Rが目標速度Rtに達するよりも前に、給送ローラ32,36により第1,第2トレイ31,35からシートSを送り出す。一方、制御部10は、特定条件を満たさないと判断した場合、回転速度Rが目標速度Rtに達した後に、給送ローラ32,36により第1,第2トレイ31,35からシートSを送り出す。
次に、図5を用いて印刷処理の手順を説明する。図5に示す処理は、第1トレイ31上のシートSが指定された状態で、プリンタ1が印刷処理を開始する印刷指令を受けたことを契機に、制御部10により実施される処理である。
ステップS10では、メインモータ60の回転を開始させる。なお、この状態では、いずれのクラッチ63,64,65もOFF状態である。
ステップS11では、定着温度センサ74からの温度検出信号D1を用いて、加熱ローラ71の温度が判定温度THd以上になったか否かを判断する。判定温度THdは、加熱ローラ71の目標温度よりも低い温度であり、第1トレイ31からシートSを送り出した後にヒータ73の制御を開始した場合でもシートSが定着器7に到達するときに加熱ローラ71が目標温度となる値である。温度検出信号D1により示される温度が、判定温度THd未満であると判断すると、ステップS12に進み、ヒータ73をオンし、加熱ローラ71の加熱を開始する。そして、ステップS11に戻る。
ステップS11で、温度検出信号D1により示される温度が判定温度THd以上である場合、ステップS13に進む。ステップS13では、ポリゴンモータ53の回転を開始させる。具体的には、モータドライバ14により検出される回転速度Rが目標速度Rtまで上昇するように、駆動信号をポリゴンモータ53に出力する。これにより、ポリゴンモータ53の回転速度Rが上昇していく。
ステップS14では、回転速度Rが判定速度Rdに到達するのに要する経過時間T1を算出する。具体的には、モータドライバ14により検出される回転速度Rが判定速度Rdに到達するまでの時間をカウントし、カウントした値を経過時間T1とする。例えば、目標速度を31000[rpm]とした場合、判定速度Rdを20000[rpm]とすればよい。
ステップS15では、ステップS14で算出した経過時間T1を用いて、特定条件が成立したか否かを判断する。具体的には、経過時間T1が、上限時間TA未満であり、かつ上限時間よりも短い下限時間TB以上である場合に特定条件を満たすと判断する。
ステップS15で、特定条件を満たさないと判断すると、ステップS16に進む。ステップS16では、回転速度Rが速度範囲Wに収束したか否かを判断する。ここで、速度範囲Wは、回転速度Rが目標速度Rtに収束したと判断できる場合の、回転速度Rの変化幅であり、目標速度Rtを基準として所定の速度幅を有する範囲である。
ステップS15で特定条件を満たすと判断すると、ステップS17に進む。ステップS17では、第2クラッチ64をオンすることにより、メインモータ60の動力を第1給送ローラ32に伝達させる伝達状態とする。即ち、メインモータ60の回転を開始させた後、特定条件を満たすと判断された際に、メインモータ60の動力が第1給送ローラ32へ伝達される。これにより、シートSの送り出しを開始するタイミングでは、既にメインモータ60の回転が安定しているため、第1給送ローラ32によるシートSの送り出しを早期に開始することができる。
ステップS18では、加熱ローラ71の温度が目標温度に維持されるように、ヒータ73による加熱ローラ71の加熱を制御する。
ステップS19では、第3シートセンサ82からの検出信号SE3によりシートSの先端がレジストレーションローラ39まで到達したか否かを判断する。第3シートセンサ82からの検出信号SE3がLow状態であれば、シートSの先端がレジストレーションローラ39まで到達していないため、待機する。第3シートセンサ82からの検出信号SE3がHi状態であれば、ステップS20に進む。ステップS20では、第2クラッチ64をオフし、第1クラッチ63をオンすることにより、メインモータ60の動力を、レジストレーションローラ39に伝達させる伝達状態にする。これにより、シートSは、レジストレーションローラ39により感光体41に向けて搬送される。
ステップS21では、第4シートセンサ83からの検出信号SE4によりシートSの先端が感光体41の上流の所定の位置まで到達したか否かを判断する。第4シートセンサ83からの検出信号SE4がLow状態であれば、シートSの先端が感光体41まで到達していないため、待機する。第4シートセンサ83からの検出信号SE4がHi状態であれば、ステップS22に進む。ステップS22では、露光部5による露光を開始する。これにより、露光部5により感光体41に現像が形成される。感光体41に形成された現像がシートSに転写される。
なお、図示は省略するが、その後、シートSが定着器7の加熱ローラ71と加圧ローラ72との間を通過することにより、シートSに転写された現像がシートSに定着される。これにより、1枚のシートSに対する印刷処理が終了する。
次に、図6を用いて、ポリゴンミラー52の回転が開始されてから、露光部5による露光が開始されるまでのタイミングを説明する。図6(a)は、ポリゴンミラー52の回転速度Rの推移を示すタイミングチャートである。図6(b)は、第2クラッチ64の変化(ON、OFF)を示すタイミングチャートである。図6(c)は、第1クラッチ63の変化(ON、OFF)を示すタイミングチャートである。図6(d)は、露光タイミングを示すタイミングチャートであり、ONの場合に、露光が開始され、OFFの場合に露光が終了される。なお、図6(a)〜図6(d)では、ポリゴンミラー52の回転速度Rが特定条件を満たさない場合の各タイミングを破線により示している。
時刻t11で、ポリゴンミラー52の回転が開始されている(図6(a))。時刻t12で、ポリゴンミラー52の上昇時における回転速度Rが判定速度Rdに到達しており、その後、第2クラッチ64がOFF状態からON状態に変化する。これにより、メインモータ60の動力により、第1給送ローラ32が回転し、シートSの送り出しが開始される。本実施形態では、回転速度Rが判定速度Rdに到達したタイミングから、回転速度Rが目標速度Rtに到達するまでの間で、第2クラッチ64をOFF状態からON状態に変更させればよい。
その後の時刻t14で、シートSの先端が第3シートセンサ82を通過することにより、第1クラッチ63がON状態になり、レジストレーションローラ39によるシートSの搬送が開始される(図6(c))。その後、時刻t15で、シートSの先端が第4シートセンサ83を通過することにより、露光部5による露光処理が開始される(図6(d))。その後、感光体41と転写部43とによりシートSが転写位置まで搬送されることにより、感光体41に形成された現像がシートSに転写される。
一方、回転速度Rが特定条件を満たさない場合、時刻t13で、ポリゴンミラー52の上昇時の回転速度Rが目標速度Rtに到達し、第2クラッチ64がOFF状態からON状態に変化する(図6(b))。即ち、回転速度Rが特定条件を満たす場合、特定条件を満たさない場合よりも、シートSを送り出すタイミングが早まっている。
その後の時刻t16で、シートSの先端が第3シートセンサ82を通過することにより、第1クラッチ63がON状態になり、レジストレーションローラ39によるシートSの搬送が開始される(図6(c))。その後、時刻t17で、シートSの先端が第4シートセンサ83を通過することにより、露光部5による露光処理が開始される(図6(d))。即ち、回転速度Rが特定条件を満たす場合、特定条件を満たさない場合よりも、シートSへの現像の転写のタイミングが早まっている。
以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
制御部10は、印刷を開始する際に、ポリゴンミラー52の回転を開始してからポリゴンミラー52の回転速度Rが目標速度Rtよりも低い判定速度Rdになるまでの経過時間が上限時間TA未満である特定条件を満たすか否かを判断する。制御部10は、特定条件を満たすと判断した場合、回転速度Rが目標速度Rtに達するよりも前に、第1給送ローラ32によりシートトレイからシートSを給送させ、特定条件を満たさないと判断した場合、回転速度Rが目標速度Rtに達した後に、第1給送ローラ32によりシートトレイからシートを送り出す。これにより、ポリゴンミラー52の回転加速度が、シートSを早期に送り出しても可能である値である場合は、シートSを送り出すタイミングが早められるため、現像剤をシートSに転写するのに要する時間を短くすることができる。その結果、印刷に要する時間を短縮することができる。
制御部10は、印刷を開始する際に、ポリゴンミラー52の回転を開始してから回転速度Rが判定速度Rdになるまでの経過時間T1が、上限時間TA未満であり、かつ下限時間TB以上である場合に特定条件を満たすと判断する。これにより、ポリゴンミラー52の回転速度Rが特定条件を満たす場面では、印刷に要する時間を確実に短くすることができる。
制御部10は、特定条件を満たさないと判断した場合、回転速度Rが、目標速度Rtを含む所定速度幅の速度範囲Wに収束した後に、給送ローラ32,36によりシートトレイ31からシートを送り出す。ポリゴンミラー52の回転速度Rが不安定なまま、露光が開始されるのが防止されるため、印刷不良を防止することができる。
制御部10は、印刷を開始する際に、メインモータ60の回転を開始した後に、ポリゴンミラー52を回転させる。上記構成では、印刷を開始する際に、メインモータ60とポリゴンミラー52を回転させるためのポリゴンモータ53とが共に回転を開始することによる消費電力のピークを抑制することができる。
制御部10は、印刷を開始する際に、第2クラッチ64によりメインモータ60から第1給送ローラ32への動力を遮断状態として、メインモータ60の回転を開始させ、その後、特定条件を満たすと判断したタイミングで、第2クラッチ64によりメインモータ60から第1給送ローラ32へ動力を伝達状態にさせる。これにより、シートSの送り出しを開始するタイミングでは、既にメインモータ60の回転速度が安定しているため、第1給送ローラ32によるシートSの送り出しを早期に開始することができる。
定着器7は、現像剤が転写されたシートSを加熱することにより、現像剤をシートに熱定着する。制御部10は、印刷を開始する際に、定着器7の温度が判定温度THd以上であることを条件に、特定条件を満たすか否かを判断する。これにより、シートに転写された現像剤の定着不良を抑制しつつ、印刷に要する時間を短縮することができる。
制御部10は、特定条件を満たすと判断した場合に、第1給送ローラ32によりシートを送り出した後、ヒータ73の通電を開始する。これにより、加熱ローラ71を加熱する際に、不要な電力消費を抑制することができる。
(第1実施形態の変形例)
・制御部10は、ステップS15で用いる特定条件として、回転速度Rが判定速度Rdに到達する経過時間T1が、下限時間TB以下である条件は無くともよい。この場合、回転速度Rが判定速度Rdに到達する経過時間T1が、上限時間TA未満である場合に特定条件を満たすと判断すればよい。
・制御部10は、ポリゴンミラー52の上昇時の回転加速度を判断できればよく、ポリゴンミラー52が回転を開始してから回転速度Rが目標速度Rtよりも低い判定速度Rdになるまでの経過時間T1を用いて、特定条件を満たすか否かを判断することに限定されない。例えば、制御部10は、ポリゴンミラー52の回転を開始してから、判定速度Rdに上昇するまでの回転加速度を算出し、ステップS15で、算出した回転加速度が所定の判定値よりも高い場合に、特定条件を満たすと判断すればよい。
・制御部10は、ステップS10で、メインモータ60の回転を開始させた後、加熱ローラ71の温度を判断することなく、ステップS13でポリゴンモータ53の回転を開始させてもよい。この場合、ステップS11,S12の処理を抹消すればよい。
・プリンタ1は、第2トレイ35を備えていなくともよい。
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明を行う。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同一の符号を付した箇所は、同一の箇所を示しその説明は繰り返さない。
本実施形態では、第2給送ローラ36から転写位置までの経路が長い第2トレイ35からシートSを送り出す場合に、特定条件が満たされるか否かを判断し、判断結果に応じて、シートSを送り出すタイミングを早める。これは、搬送経路が長い第2トレイ35からシートSを送り出す場面において、第1トレイ31からシートSを送り出す場合よりも、印刷に要する時間が長くなるためである。
図7を用いて、本実施形態の印刷処理の手順を説明する。図7に示す処理は、プリンタ1が印刷処理を開始する印刷指令を受けたことを契機に制御部10により実施される処理である。
ステップS10〜S13を経由した後、ステップS14では、回転速度Rが判定速度Rdに到達するのに要する経過時間T1を算出する。ステップS31では、シートSを第2トレイ35から排出するか否かを判断する。例えば、印刷データに含まれる印刷設定において、第2トレイ35上のシートSが指定されている場合、ステップS31を肯定判定する。
ステップS31を肯定判定すると、ステップS15に進み、特定条件を満たしているか否かを判断する。ステップS15で特定条件を満たしていると判断すると、ステップS17に進み、第2クラッチ64をオンすることにより、メインモータ60の動力を第1給送ローラ32に伝達させる伝達状態とする。一方、ステップS31で、第1トレイ31上のシートを送り出すと判断すると、ステップS16に進み、回転速度Rが速度範囲Wに収束したか否かを判断する。回転速度Rが速度範囲Wに収束したと判断すると、ステップS17に進み、第2クラッチ64をオンすることにより、メインモータ60の動力を第1給送ローラ32に伝達させる伝達状態とする。これにより、第2トレイ35上のシートSを送り出し、かつ特定条件が成立している場合、第1トレイ31上のシートを送り出す場合よりもシートSの送り出しを開始するタイミングが早められる。その後、第1実施形態同様、ステップS18〜S22の処理を実行する。
以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
制御部10は、第2トレイ35からシートSを送り出すことを条件に、特定条件を満たすか否かを判断する。これにより、搬送経路の長い第2トレイ35からシートSを送り出す場合に、印刷に要する時間を短くすることができる。
(第3実施形態)
第3実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明を行う。なお、第3実施形態において、第1実施形態と同一の符号を付した箇所は、同一の箇所を示しその説明は繰り返さない。
本実施形態では、定着器7は、定着液を噴霧することにより、シートSに転写された現像をシートSに定着させる。即ち、第1実施形態と比べて、印刷処理において、加熱ローラ71を加熱する処理を要しない。
図8は、本実施形態に係る定着器7の構成図である。定着器7は、供給ユニット150と、噴霧ユニット160と、回収ユニット170とを備えている。供給ユニット150は、定着液を噴霧ユニット160の後述する筐体162に向けて供給する。供給ユニット150は、供給タンク151と、供給管152,154,155と、サブタンク153とを備えている。供給タンク151は、内部に定着液を収容している。供給タンク151は、本体筐体2に対して着脱可能に設けられている。供給タンク151と、サブタンク153とは、供給管152を介して接続されている。供給管152は、供給タンク151が本体筐体2に装着された状態において、供給タンク151に接続され、供給タンク151に収容された定着液の通過を許容する。サブタンク153は、供給管152を介して供給タンク151から供給される定着液を収容する。サブタンク153内の定着液は、供給管154,155を介して噴霧ユニット160に供給される。
噴霧ユニット160は、定着液を噴霧する。噴霧ユニット160は、噴霧ヘッド161と、加圧部169と、ノズル電極180と、対向電極181とを備えている。噴霧ヘッド161は、定着液を収容可能な筐体162と、ノズル163とを有している。筐体162内には、定着液が収容される収容空間164が形成されている。筐体162は、供給管155を介して供給タンク151から供給される定着液を収容する。ノズル163は、筐体162内の定着液をシートSに噴霧する。ノズル163は、筐体162の下側に複数設けられている。筐体162の下壁には、複数の開口が形成されており、ノズル163内において定着液が流れるノズル流路と連通している。これにより、噴霧ヘッド161内には、収容空間164から各ノズル163のノズル流路に至る、定着液の流路が形成されている。
ノズル電極180は、筐体162の収容空間164内に配置されている。ノズル電極180は、高電圧生成回路20に接続されており、高電圧生成回路20によりシートSに転写された現像剤と同極性となる正極性の電圧V1が印加される。これにより、ノズル電極180は、筐体162の収容空間164内の定着液を正極に帯電させることができる。対向電極181は、複数の突起部を有し、噴霧ヘッド161よりも下側に配置された後述する回収トレイ171内において、ノズル163の噴口に対して所定距離だけ離間した位置に配置されている。対向電極181には、高電圧生成回路20に接続されており、ノズル電極180と対向電極181との間に電位差が形成されるように、高電圧生成回路20により電圧V2が印加される。本実施形態では、対向電極181には、高電圧生成回路20により電圧V1と異極性となる負極の電圧V2が印加される。
加圧部169は、供給管154と供給管155との間に接続されており、噴霧ヘッド161に供給される定着液に圧力を加える装置である。具体的には、加圧部169は、筐体162内の空気を加圧する加圧ポンプ691と、筐体162内の圧力を減圧する減圧弁692とを有している。
回収ユニット170は、噴霧ユニット160により噴霧された定着液を回収する。回収ユニット170は、回収トレイ171と、回収配管172と、回収タンク173とを有している。回収トレイ171は、噴霧ヘッド161の下方に配置されており、ノズル163から噴霧される定着液を受け止めて収容する。回収配管172の一端は、回収トレイ171に連通しており、回収トレイ171が受けた定着液の通過を許容する。回収配管172の他端は回収タンク173に連通している。これにより、回収トレイ171内の定着液は、回収配管172を介して回収タンク173に回収される。
定着液として、噴霧ユニット160によって良好に噴霧され、かつ良好に現像剤をシートSに定着できるように、現像剤を溶解させる溶質を誘電率の高い溶媒に分散させたものを使用することが出来る。誘電率の高い溶媒として、安全な水を用いることができる。溶質としては、脂肪族モノカルボン酸エステル系、脂肪族ジカルボン酸エステル系、脂肪族トリカルボン酸エステル系、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキル系、炭酸エステル系の各溶質を使用することができる。これらの溶質は現像剤を軟化させる機能を有する。また、エマルジョンを良好に形成するために界面活性剤を加えてもよく、界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤を使用することができる。
上記構成の定着器7では、噴霧ユニット160のノズル電極180と対向電極181との間に電位差に伴う電界が形成される。また、加圧部169により加えられた圧力Pfによりノズル163の噴口から定着液が押し出される。ノズル163の噴口から押し出された定着液は、電界によりノズル163の噴口から対向電極181の向きに噴霧される。そのため、シートSが噴霧ユニット160の下方を通過することにより、シートSの現像剤が形成された面に定着液が噴霧される。なお、この場合において、図4のステップS11,S12,S18の各処理を抹消すればよい。
以上説明した本実施形態では、プリンタ1は、現像剤が転写されたシートSに定着液を噴霧することにより、現像剤をシートSに定着させる定着器7を備えている。これにより、プリンタ1が加熱を要しない定着器7を用いる構成においても、印刷に要する時間を極力短くすることができる。
(その他の実施形態)
本実施形態は、その要旨を変更しない範囲において、様々な変形例が存在する。
・感光体41と、給送ローラ32,36とを一つのメインモータ60により回転させることに代えて、感光体41と、給送ローラ32,36とを別々のモータにより回転させてもよい。この場合、図4のステップS10において、上記した各モータの回転を開始させればよい。また、プリンタ1が、第2、第3クラッチ64,65を備えていない場合、ステップS17で第1給送ローラ32を回転させるモータを駆動させればよい。
・画像形成装置は、プリンタに限らず、プリンタとしての機能と、スキャナ又はファクシミリの機能とを備える複合機であってもよい。プリンタは、複数の色の現像剤をシートに形成するプリンタであってもよい。
・制御部は、1つのCPUを有する単一のハードにより構成される以外にも、複数のCPUや、ASICといった複数のハードが組み合わさることにより、制御部としての機能を実現するものであってもよい。
1…プリンタ、4…プロセス部、5…露光部、7…定着器、10…制御部、13…高電圧生成回路、31…第1トレイ、35…第2トレイ、32…第1給送ローラ、36…第2給送ローラ、41…感光体、43…転写部、45…現像器、52…ポリゴンミラー

Claims (10)

  1. 感光体と、
    ポリゴンミラーを有し、前記ポリゴンミラーにより偏向された光により前記感光体を露光する露光部と、
    露光された前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
    前記感光体上の現像剤をシートに転写する転写部と、
    シートを収容するシートトレイと、
    前記シートトレイに収容されたシートを送り出す給送ローラと、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    印刷を開始する際に、前記ポリゴンミラーの回転を開始してから前記ポリゴンミラーの回転速度が目標速度よりも低い判定速度になるまでの経過時間が上限時間未満である特定条件を満たすか否かを判断し、
    前記特定条件を満たすと判断した場合、前記回転速度が前記目標速度に達するよりも前に、前記給送ローラにより前記シートトレイからシートを送り出し、
    前記特定条件を満たさないと判断した場合、前記回転速度が前記目標速度に達した後に、前記給送ローラにより前記シートトレイからシートを送り出す画像形成装置。
  2. 前記制御部は、印刷を開始する際に、前記ポリゴンミラーの回転を開始してから前記回転速度が前記判定速度になるまでの時間が、前記上限時間未満であり、かつ前記上限時間よりも短い下限時間以上である場合に前記特定条件を満たすと判断する請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記制御部は、前記特定条件を満たさないと判断した場合、前記回転速度が、前記目標速度を含む所定速度幅に収束した後に、前記給送ローラにより前記シートトレイからシートを送り出す請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記露光部は、前記感光体を回転させるモータを有し、
    前記制御部は、印刷を開始する際に、前記モータを回転させた後に前記ポリゴンミラーを回転させる請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記給送ローラを回転するモータと、
    前記モータから前記給送ローラへの動力を伝達状態と遮断状態とに切換える切換機構と、を備え、
    前記制御部は、
    印刷を開始する際に、前記切換機構により前記モータから前記給送ローラへの動力を遮断状態として、前記モータの回転を開始させ、
    その後、前記特定条件を満たすと判断したタイミングで、前記切換機構により前記モータから前記給送ローラへ動力を伝達状態にさせる請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記シートトレイは、第1トレイと、第2トレイとがあり、
    前記給送ローラは、前記第1トレイ上のシートを送り出す第1給送ローラと、前記第2トレイ上のシートを送り出す第2給送ローラとがあり、
    前記第1トレイは、前記第1給送ローラから前記転写部までのシートの搬送経路が第1長さであり、
    前記第2トレイは、前記第2給送ローラから前記転写部までのシートの搬送経路が前記第1長さよりも長い第2長さであり、
    前記制御部は、前記第2トレイからシートを送り出すことを条件に、前記特定条件を満たすか否かを判断する請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 現像剤が転写されたシートを加熱することにより、現像剤をシートに熱定着する定着器を備え、
    前記制御部は、印刷を開始する際に、前記定着器の温度が所定温度以上であることを条件に、前記特定条件を満たすか否かを判断する請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 現像剤が転写されたシートを加熱することにより、現像剤をシートに熱定着する定着器を備え、
    前記制御部は、前記特定条件を満たすと判断した場合、前記給送ローラによりシートを送り出した後、前記定着器の通電を開始する請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 現像剤が転写されたシートに定着液を噴霧することにより、現像剤をシートに定着させる定着器を備える請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 感光体と、
    ポリゴンミラーを有し、前記ポリゴンミラーにより偏向された光により前記感光体を露光する露光部と、
    露光された前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
    前記感光体に形成された現像をシートに転写する転写部と、
    シートを収容するシートトレイと、
    を備える画像形成装置の制御方法であって、
    印刷を開始する際に、前記ポリゴンミラーの回転を開始してから前記ポリゴンミラーの回転速度が目標速度よりも低い判定速度になるまでの経過時間が第1時間未満である場合、前記回転速度が前記目標速度に達するよりも前に、前記シートトレイからシートを送り出し、
    前記経過時間が前記第1時間以上である場合、前記回転速度が前記目標速度に達した後に、前記シートトレイからシートを送り出す画像形成装置の制御方法。
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