JP2022075271A - 制御装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリゴンモータの回転の異常判定処理に伴い感光体にトナーが残ることによる地汚れの発生を抑制することができる制御装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体上にレーザ光源から照射されるレーザをポリゴンミラーにより走査してトナーによる画像形成を行う画像形成装置の制御装置１０であって、非画像領域期間に、感光体上のトナーに対するクリーニング処理に必要な期間であるクリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する第１判定部１１３と、第１判定部によりクリーニング必要期間が確保できると判定された場合、レーザ光源にレーザの照射を行わせる制御部１３と、レーザを検知する検知部から出力される検知信号に基づいて、レーザが検知部に入射する周期が正常であるか否かを判定する第２判定部と、第２判定部により周期が正常であると判定された場合、クリーニング装置を用いたクリーニング処理を実行する制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、制御装置および画像形成装置に関する。

画像形成装置の書込光学系におけるレンズは温度変動により伸縮し、印刷画像の倍率変動に影響する。そこで、温度による伸縮を考慮してプロッタユニット内の熱源となるポリゴンモータを常時回転させてユニット内の温度を飽和させて使用するケースがある。ポリゴンモータは、レーザを反射させて走査するためのポリゴンミラーを回転駆動させるモータである。ポリゴンモータの回転エラーを検知する観点では、本来画像領域のみ回転異常を検知ができればよいが、ポリゴンモータを常時回転させる場合、ポリゴンモータの暴走を監視するために常時、回転エラーを検知する必要がある。エラー検出方法として、ポリゴンモータの回転中にレーザを発光させて同期を確認するための検知信号の周期が一定とならない場合はエラーとして停止し、周期が正常であれば印刷動作を実行する技術が知られている。

このようなポリゴンモータの回転エラーの検知に関する技術として、ポリゴンモータの回転エラーの検知を正確かつ短時間で判断できるようにするために、ポリゴンモータの回転中にレーザを発光させて同期信号の周期が一定とならない場合は、エラーとして停止し、周期が正常であれば印刷動作を実行する技術が開示されている（例えば特許文献１）。

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ポリゴンモータの回転エラーを検知する際に、同期検知部にレーザを照射させるために強制点灯することにより感光体に数ライン分印字してしまうため、非画像領域（画像形成開始前または紙間等の非画像領域）において制御する場合、強制点灯後の感光体のクリーニングが不十分だと、余計なトナーが感光体に残るため地汚れが発生するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ポリゴンモータの回転の異常判定処理に伴い感光体にトナーが残ることによる地汚れの発生を抑制することができる制御装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、感光体上にレーザ光源から照射されるレーザをポリゴンミラーにより走査してトナーによる画像形成を行う画像形成装置の制御装置であって、画像形成が行われない期間である非画像領域期間に、前記感光体上のトナーに対するクリーニング処理に必要な期間であるクリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部により前記クリーニング必要期間が確保できると判定された場合、前記レーザ光源に前記レーザの照射を行わせる第１制御部と、前記レーザを検知する検知部から出力される検知信号に基づいて、前記レーザが前記検知部に入射する周期が正常であるか否かを判定する第２判定部と、前記第２判定部により前記周期が正常であると判定された場合、前記レーザの前記感光体に対する走査に伴い発生したトナーに対して、クリーニング装置を用いた前記クリーニング処理を実行する第２制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ポリゴンモータの回転の異常判定処理に伴い感光体にトナーが残ることによる地汚れの発生を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。 図２は、実施形態に係る画像形成装置の光走査装置の概略構成の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る画像形成装置の制御装置の構成の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係る画像形成装置の非画像領域における同期検知処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。 図５は、実施形態に係る画像形成装置の調整用パターンの画像形成時における処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。 図６は、実施形態に係る画像形成装置の同期検知処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図７は、実施形態に係る画像形成装置のポーリング制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら、本発明に係る制御装置および画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。

（画像形成装置の構成）
図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。図１を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成について説明する。

図１に示す画像形成装置１は、記録紙にトナーを転写して印刷物を形成する装置である。画像形成装置１は、例えば、４色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の装置である。

図１に示すように、画像形成装置１は、制御装置１０と、光走査装置２０と、４つの感光体ドラム３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ（感光体）と、４つのクリーニングユニット３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ（クリーニング装置）と、４つの帯電装置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと、４つの現像ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと、４つのトナーカートリッジ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと、を備えている。さらに、図１に示すように、画像形成装置１は、転写ベルト４０と、転写ローラ４２と、濃度検出器４５と、４つのホームポジションセンサ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと、定着ローラ５０と、給紙コロ５４と、レジストローラ対５６と、排紙ローラ５８と、給紙トレイ６０と、排紙トレイ７０と、通信制御装置８０と、を備えている。

感光体ドラム３０ａ、クリーニングユニット３１ａ、帯電装置３２ａ、現像ローラ３３ａ、およびトナーカートリッジ３４ａは、一組で使用される。これらは、ブラック（Ｋ）の画像を形成する画像形成ステーション（Ｋステーションという場合もある）を構成する。

感光体ドラム３０ｂ、クリーニングユニット３１ｂ、帯電装置３２ｂ、現像ローラ３３ｂ、およびトナーカートリッジ３４ｂは、一組で使用される。これらは、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成ステーション（Ｃステーションという場合もある）を構成する。

感光体ドラム３０ｃ、クリーニングユニット３１ｃ、帯電装置３２ｃ、現像ローラ３３ｃ、およびトナーカートリッジ３４ｃは、一組で使用される。これらは、マゼンタ（Ｍ）の画像を形成する画像形成ステーション（Ｍステーションという場合もある）を構成する。

感光体ドラム３０ｄ、クリーニングユニット３１ｄ、帯電装置３２ｄ、現像ローラ３３ｄ、およびトナーカートリッジ３４ｄは、一組で使用される。これらは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成ステーション（Ｙステーションという場合もある）を構成する。

なお、感光体ドラム３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄについて、任意の感光体ドラムを示す場合、または総称する場合、単に「感光体ドラム３０」と称する場合がある。また、クリーニングユニット３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄについて、任意のクリーニングユニットを示す場合、または総称する場合、単に「クリーニングユニット３１」と称する場合がある。また、帯電装置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄについて、任意の帯電装置を示す場合、または総称する場合、単に「帯電装置３２」と称する場合がある。また、現像ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄについて、任意の現像ローラを示す場合、または総称する場合、単に「現像ローラ３３」と称する場合がある。また、トナーカートリッジ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄについて、任意のトナーカートリッジを示す場合、または総称する場合、単に「トナーカートリッジ３４」と称する場合がある。また、ホームポジションセンサ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄについて、任意のホームポジションセンサを示す場合、または総称する場合、単に「ホームポジションセンサ４６」と称する場合がある。

制御装置１０は、画像形成装置１に備えられるそれぞれの装置を統括的に制御する制御装置である。制御装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵで実行されるコードで記述されたプログラムおよびプログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業用のメモリであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、および、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路等を有する。また、制御装置１０は、上位装置２からの要求に応じてそれぞれの装置を制御する共に、上位装置２からの画像データを光走査装置２０へ送る。上位装置２は、印刷対象となる画像データを含む印刷ジョブを、通信制御装置８０を介して制御装置１０へ送信するＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）またはワークステーション等の情報処理装置である。制御装置１０の構成および動作の詳細は、図３において後述する。

光走査装置２０は、画像データ（シアン画像データ、マゼンタ画像データ、イエロー画像データ、ブラック画像データ）に基づいて、色毎に変調されたレーザを、対応する帯電された感光体ドラム３０の表面にそれぞれ照射する光学装置である。これによって、それぞれの感光体ドラム３０の表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像データに対応した潜像がそれぞれの感光体ドラム３０の表面に形成される。それぞれの感光体ドラム３０の表面に形成された潜像は、感光体ドラム３０の回転に伴って、対応する現像ローラ３３の方向に移動する。また、この光走査装置２０の構成の詳細は、図２において後述する。

感光体ドラム３０は、潜像担持体の一例であり、その表面に感光層が形成されているドラム状部材である。すなわち、感光体ドラム３０の表面は、被走査面となる。また、感光体ドラム３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、例えば、回転軸が平行になるように並んで配置され、同一の方向（例えば、図１に示す矢印方向）に回転する。

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、それぞれの感光体ドラム３０の中心軸に平行な方向をＹ軸方向、それぞれの感光体ドラム３０の配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

クリーニングユニット３１は、対応する感光体ドラム３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するユニットである。残留トナーが除去された感光体ドラム３０の表面は、再度対応する帯電装置３２に対向する位置に戻る。

帯電装置３２は、対応する感光体ドラム３０の表面をそれぞれ均一に帯電させる装置である。

現像ローラ３３は、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ３４からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布されるローラである。そして、現像ローラ３３の表面のトナーは、対応する感光体ドラム３０の表面に接すると、この表面における光が照射された部分に付着する。すなわち、現像ローラ３３は、対応する感光体ドラム３０の表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させ、トナー画像を形成させる。

トナーカートリッジ３４ａは、現像ローラ３３ａにブラックトナーを供給するカートリッジである。トナーカートリッジ３４ｂは、現像ローラ３３ｂにシアントナーを供給するカートリッジである。トナーカートリッジ３４ｃは、現像ローラ３３ｃにマゼンタトナーを供給するカートリッジである。トナーカートリッジ３４ｄは、現像ローラ３３ｄにイエロートナーを供給するカートリッジである。

転写ベルト４０は、ベルト回転機構に掛け渡されて、一定方向に回転するベルトである。転写ベルト４０は、外側の面が、それぞれの感光体ドラム３０の表面に、光走査装置２０とは反対側の位置で接触し、それぞれの感光体ドラム３０のトナー画像が順次多重に重ね合されて転写され、カラートナー画像が転写される。また、転写ベルト４０は、外側の面が、転写ローラ４２と接触する。

転写ローラ４２は、記録紙を介して転写ベルト４０の外側の面と接触し、その記録紙に対して、転写ベルト４０に形成されたカラートナー画像を転写させるローラである。

濃度検出器４５は、転写ベルト４０の－Ｘ側（定着ローラ５０よりも転写ベルト４０の進行方向における上流側であって、４つの感光体ドラム３０よりも下流側の位置）に配置された、転写ベルト４０上のカラートナー画像のトナー濃度を検出するセンサである。

ホームポジションセンサ４６は、対応する感光体ドラム３０の回転のホームポジション（原位置）を検出するセンサである。

定着ローラ５０は、熱と圧力とを記録紙に加えて、トナーを記録紙上に定着させるローラである。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ５８を介して、排紙トレイ７０に送られ、排紙トレイ７０上に順次スタックされる。

給紙コロ５４は、給紙トレイ６０の近傍に配置され、記録紙を給紙トレイ６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対５６に搬送する部材である。

レジストローラ対５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト４０と転写ローラ４２との間隙に向けて送り出すローラ対である。これによって、転写ベルト４０上のカラートナー画像は、記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ５０に送られる。

排紙ローラ５８は、定着ローラ５０から送り出されたカラートナー画像が転写された記録紙を、排紙トレイ７０に排紙するローラである。

給紙トレイ６０は、記録紙を格納するトレイである。排紙トレイ７０は、排紙ローラ５８から排紙されたカラートナー画像が転写された記録紙をスタックするためのトレイである。

通信制御装置８０は、ネットワーク等を介した上位装置２（例えば、コンピュータ）との双方向の通信を制御する装置である。通信制御装置８０は、例えば、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）規格、またはＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格に準拠した通信を実現する。

（光走査装置の構成）
図２は、実施形態に係る画像形成装置の光走査装置の概略構成の一例を示す図である。図２を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の光走査装置２０に概略構成について説明する。

図２に示すように、光走査装置２０は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）ユニット２１（レーザ光源）と、コリメートレンズ２２と、アパーチャ２３と、シリンドリカルレンズ２４と、ポリゴンミラー２５と、ｆθレンズ２６と、折返しミラー２７と、防塵ガラス２８と、同期検知センサ２９（検知部）と、を備えている。さらに、光走査装置２０は、後述する図３に示すポリゴンモータ２５ａを備えている。

ＬＤユニット２１は、半導体レーザを照射するユニットである。ＬＤユニット２１は、後述するＬＤ制御部１３によって、レーザの点灯および消灯動作が制御され、レーザの光量が制御される。ＬＤユニット２１から照射されたレーザは、後述する各光学系を経由して、感光体ドラム３０に達する。

コリメートレンズ２２は、ＬＤユニット２１から照射されたレーザを、屈折を用いて平行状態にするレンズである。

アパーチャ２３は、コリメートレンズ２２を通過した平行状態のレーザのうち所定の光線を通過させる絞りの機能を有する部材である。

シリンドリカルレンズ２４は、円柱の側面の一部を切り出した形状を有しており、入射面が局面を円柱の側面のような曲面であり、出射面が平面となっているレンズである。シリンドリカルレンズ２４は、アパーチャ２３を通過し、入射面に入射したレーザを直線状に集光させて出射面から出射させる。このように、ＬＤユニット２１から照射されたレーザは、コリメートレンズ２２、アパーチャ２３およびシリンドリカルレンズ２４により、所定の形状のレーザに整形される。

ポリゴンミラー２５は、後述するポリゴンモータ２５ａの駆動により回転動作し、回転軸方向からみて多角形を有する多角柱形状の回転多面鏡である。ポリゴンミラー２５は、所定の回転数で回転し、シリンドリカルレンズ２４を通過して入射するレーザを、ｆθレンズ２６の方向に反射（偏向）して、主走査方向（感光体ドラム３０の軸方向）に繰り返し走査する。

ｆθレンズ２６は、ポリゴンミラー２５により反射され、等角速度で走査されるレーザ光を、感光体ドラム３０上で等速走査させるレンズである。実際には、ポリゴンミラー２５で反射され、ｆθレンズ２６を通過したレーザは、折返しミラー２７により反射されて、防塵ガラス２８を通過し、感光体ドラム３０の表面に所定のビーム径でスポット状に結像される。このように、ポリゴンミラー２５およびｆθレンズ２６により、レーザが感光体ドラム３０上の主走査方向に繰り返し走査されることによって、感光体ドラム３０上に静電潜像（潜像）が形成される。なお、ｆθレンズ２６と折返しミラー２７との間に、ポリゴンミラー２５による面倒れを補正するためのバレルトロイダルレンズ（面倒れ補正用レンズ）を配置してもよい。バレルトロイダルレンズを配置することによって、ポリゴンミラー２５の反射面の傾きによって、ポリゴンミラー２５から反射されたレーザ光が、副走査方向にずれたとしても、レーザを感光体ドラム３０上の同じ位置に結像させることができる。

同期検知センサ２９は、感光体ドラム３０の表面に対するレーザの主走査方向の書き込み領域外、かつ、レーザの走査上の主走査方向始点側に配置されたセンサである。同期検知センサ２９は、ポリゴンミラー２５により反射され、感光体ドラム３０上に主走査方向に走査される直前のレーザを検知し、検知したタイミングで計測信号を生成し、後述する周期計測部１４に出力する。

以上のように、ＬＤユニット２１から照射されたレーザは、コリメートレンズ２２、アパーチャ２３、シリンドリカルレンズ２４、ポリゴンミラー２５、ｆθレンズ２６、折返しミラー２７、防塵ガラス２８の順に経由して、感光体ドラム３０に達し、感光体ドラム３０上に各色の画像の静電潜像を形成する。

なお、図２に示した光走査装置２０の構成は一例であって、その他の光学系が備えられているものとしてもよい。

（制御装置の構成）
図３は、実施形態に係る画像形成装置の制御装置の構成の一例を示す図である。図３を参照しながら、本実施形態に係る制御装置１０の構成について説明する。

図３に示すように、制御装置１０は、メイン制御部１１と、ポリゴンモータ制御部１２（第３制御部）と、ＬＤ制御部１３（第１制御部）と、周期計測部１４と、を有する。

メイン制御部１１は、ポリゴンモータ制御部１２およびＬＤ制御部１３を介して、それぞれポリゴンモータ２５ａの回転動作、およびＬＤユニット２１の点灯動作等の制御を行ったり、その他各種演算処理を実行するモジュールである。

例えば、メイン制御部１１は、ポリゴンモータ制御部１２に対してタイミングの基準となるクロック信号、およびスタート信号を出力することによって、ポリゴンモータ２５ａの回転動作を制御する。また、メイン制御部１１は、ポリゴンモータ制御部１２から、ポリゴンモータ２５ａの回転動作の異常（周期異常等）を示すロック信号（回転エラー信号）を受信し、当該回転エラー信号の正否の判定を行う。

また、メイン制御部１１は、ＬＤ制御部１３に対して制御信号を出力することによって、所定のタイミングでＬＤユニット２１を点灯させ、レーザを出力させる。この場合、ＬＤユニット２１から出力されたレーザは、ポリゴンモータ２５ａの回転駆動により回転するポリゴンミラー２５によって偏向され、図２に示したように画像の書き出し位置に設置されている同期検知センサ２９に入射することによって、同期検知センサ２９は検知信号を、周期計測部１４に出力する。また、周期計測部１４は、同期検知センサ２９から検知信号を受信することによって、同期検知センサ２９へのレーザの入射の周期（スキャン周期）を計測し、計測した周期を示す計測信号をメイン制御部１１へ出力する。なお、周期計測部１４によって、同期検知センサ２９からの検知信号によりレーザの入射の周期（スキャン周期）が計測されることに限定されるものではなく、メイン制御部１１によって当該周期が計測されるものとしてもよい。

メイン制御部１１は、算出部１１１と、記憶部１１２と、第１判定部１１３と、第２判定部１１４と、クリーニング制御部１１５（第２制御部）と、を有する。

算出部１１１は、同期検知センサ２９により検知される検知信号の周期を示す周期計測部１４からの計測信号に基づいて、後述する同期検知処理の処理時間を算出し、当該処理時間から同期検知処理で感光体ドラム３０に印字されたトナー量を算出するモジュールである。同期検知処理は、同期検知センサ２９により検知される検知信号の周期を示す周期計測部１４からの計測信号から、ポリゴンモータ２５ａが正常に回転しているか否かを確認するための処理であり、詳細については後述する。また、算出部１１１は、算出したトナー量から、感光体ドラム３０に印字されたトナーをクリーニングするのに必要な時間（クリーニング必要期間）を算出する。算出部１１１は、ＣＰＵによりプログラムが実行されることによって実現されるものとしてもよく、または、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路により実現されるものとしてもよい。

記憶部１１２は、算出部１１１により算出されたクリーニング必要期間を記憶する記憶装置である。記憶部１１２は、不揮発性メモリ、またはＲＡＭ等の揮発性メモリのいずれによって実現されるものとしてもよい。記憶部１１２が揮発性メモリの場合、画像形成装置１の電源オン後、後述する同期検知処理が実行された場合に、記憶部１１２は、算出部１１１により算出されたクリーニング必要期間を記憶し、以後、この記憶部１１２に記憶されたクリーニング必要期間が用いられるものとすればよい。なお、記憶部１１２に記憶するクリーニング必要期間は、算出部１１１により算出されたクリーニング必要期間であることに限定されず、クリーニングに必要な時間が既知である場合、固定値であるクリーニング必要期間が記憶部１１２に記憶されているものとしてもよい。

第１判定部１１３は、画像形成開始前の期間、または画像形成期間（画像領域期間）同士の間の画像が形成されない期間において、後述する回転エラー信号が検知された場合に、同期検知処理の時間、および当該同期検知処理の実行によって必要となるクリーニングの時間（クリーニング必要期間）が確保できるか否かを判定するモジュールである。ここで、画像形成開始前の期間、または画像形成期間（画像領域期間）同士の間の画像が形成されない期間を、以下、非画像領域期間と称する場合がある。第１判定部１１３は、ＣＰＵによりプログラムが実行されることによって実現されるものとしてもよく、または、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等の集積回路により実現されるものとしてもよい。

第２判定部１１４は、周期計測部１４から受信した計測信号を用いて、同期検知センサ２９へのレーザの入射の周期（スキャン周期）が正常であるか否かを判定するモジュールである。第２判定部１１４は、ＣＰＵによりプログラムが実行されることによって実現されるものとしてもよく、または、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等の集積回路により実現されるものとしてもよい。

クリーニング制御部１１５は、クリーニングユニット３１を制御して、感光体ドラム３０に残存しているトナーの除去動作を制御するモジュールである。クリーニング制御部１１５は、ＣＰＵによりプログラムが実行されることによって実現されるものとしてもよく、または、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等の集積回路により実現されるものとしてもよい。

ポリゴンモータ制御部１２は、メイン制御部１１から受信したクロック信号およびスタート信号に基づいて、ポリゴンモータ２５ａを回転駆動させるモジュールである。

ＬＤ制御部１３は、メイン制御部１１から受信した制御信号に従って、ＬＤユニット２１を点灯または消灯させるモジュールである。

周期計測部１４は、同期検知センサ２９から検知信号を受信することによって、同期検知センサ２９へのレーザの入射の周期（スキャン周期）を計測するモジュールである。周期計測部１４は、計測した周期を示す計測信号をメイン制御部１１へ出力する。

（同期検知処理）
図４は、実施形態に係る画像形成装置の非画像領域における同期検知処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。図５は、実施形態に係る画像形成装置の調整用パターンの画像形成時における処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。図６は、実施形態に係る画像形成装置の同期検知処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４～図６を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の非画像領域における同期検知処理について説明する。

通常、図４に示す非画像領域期間においてＬＤユニット２１は消灯した状態であるが、メイン制御部１１は、当該非画像領域期間において、図４に示すような同期検知処理を実行する。同期検知処理について、以下に説明する。メイン制御部１１は、非画像領域期間において、ポリゴンモータ制御部１２からポリゴンモータ２５ａの回転異常を示す回転エラー信号を受信すると、ＬＤ制御部１３に対して点灯制御を開始させ、同期検知処理用にＬＤユニット２１にレーザの点灯（照射）を行わせる。ポリゴンミラー２５は常時回転した状態であるため、非画像領域期間においても、ＬＤユニット２１によるレーザの点灯（図４に示す「同期検知処理用点灯」）によって、ポリゴンミラー２５の回転によりレーザが感光体ドラム３０上を走査し、同期検知センサ２９にレーザが繰り返し入射する。

そして、第２判定部１１４は、同期検知センサ２９から検知信号を受信する周期計測部１４から出力される計測信号を用いて、同期検知センサ２９へのレーザの入射の周期（スキャン周期）が正常であるか否かを判定する。例えば、第２判定部１１４は、所定のスキャン回数（例えば図４に示す（１）～（４）の４回）だけレーザが走査した場合のスキャン周期が正常であるか否かを判定する。第２判定部１１４は、スキャン周期が正常であると判定した場合、ポリゴンモータ２５ａは正常に回転動作をしていると判断する。すなわち、第２判定部１１４は、ポリゴンモータ制御部１２から回転エラー信号が出力された場合でも、ポリゴンモータ２５ａに回転異常が発生していないと判断する。これによって、例えば画像形成装置１の動作に伴うノイズ等の原因により、ポリゴンモータ制御部１２から回転エラー信号が誤検知されたとしても、ＬＤユニット２１からレーザを強制的に点灯させ、実際のレーザのスキャン周期が正常であるか否かを判定するので、実際にポリゴンモータ２５ａに回転異常が発生したか否かを判断することができる。ここで、スキャン周期が正常であるとは、図４の（１）～（４）に示す検知信号がＬｏｗ（Ｌ）状態になる間隔が等間隔となっている場合である。

なお、スキャン周期が正常であるか否かを判定するためのスキャン回数は、図４に示すような（１）～（４）の４回に限定されるものではなく、その他のスキャン回数分だけ判定を行うようにしてもよい。また、第２判定部１１４は、所定のスキャン回数だけレーザが走査した場合のスキャン周期が正常であるか否かを判定することに限定されるものではなく、例えば、所定時間だけレーザが走査した場合のスキャン周期が正常であるか否かを判定するものとしてもよい。所定回数または所定時間においてスキャン周期が正常であるか否かの具体的な判定方法としては、例えば、周期計測部１４から出力される計測信号が示すスキャン周期の平均値が所定の範囲内であるか否かの判定、または、各スキャン周期のうち１つでも異常な周期が検知されるか否かの判定等が挙げられる。

また、上述のように、非画像領域期間においてＬＤユニット２１からレーザが強制的に点灯されるため、感光体ドラム３０上にはレーザが走査した分だけ印字されることになる。したがって、第２判定部１１４によりスキャン周期が正常であると判定された場合、図４に示すように、クリーニング制御部１１５は、クリーニングユニット３１を制御して、感光体ドラム３０に印字されたトナーを除去するクリーニングを実行する。これによって、感光体ドラム３０上から余分なトナーが除去されるので、画像形成装置１の動作を停止させることなく、画像形成動作を継続することができる。

ただし、図４に示すように、非画像領域期間のうち、ＬＤユニット２１の強制点灯によるスキャン周期の判定処理（同期検知処理）が開始される前の時間および当該判定処理の時間（図４に示す制御適用期間）を除いた期間が、クリーニング処理を行うことが可能な期間（クリーニング可能期間）であるところ、このクリーニング可能期間が、実際のクリーニング処理に必要な期間（クリーニング必要期間）よりも短い場合、クリーニング処理を正常に実行することができないことになる。この場合、ＬＤユニット２１の強制点灯により感光体ドラム３０に対する数ライン分の印字により、当該非画像領域期間後の画像領域期間（図４に示す「ページ有り」の期間）における画像形成動作によって、余分なトナーが記録紙に乗ってしまうことになる。

そこで、メイン制御部１１は、ポリゴンモータ制御部１２から回転エラー信号を受信した場合、第２判定部１１４によるレーザのスキャン周期が正常であるか否かの判定の前に、非画像領域期間がクリーニング処理を行うのに十分であるか否かを判定する。具体的には、算出部１１１は、予め、周期計測部１４からの計測信号に基づいて、同期検知処理の処理時間を算出し、当該処理時間から同期検知処理で感光体ドラム３０に印字されたトナー量を算出し、算出したトナー量から、感光体ドラム３０に印字されたトナーをクリーニングするのに必要な時間（クリーニング必要期間）を算出し、当該クリーニング必要期間を記憶部１１２に記憶させておく。そして、第１判定部１１３は、ポリゴンモータ制御部１２から回転エラー信号を受信した場合に、同期検知処理の時間、および記憶部１１２を参照して得られるクリーニング必要期間から、回転エラー信号を受信した非画像領域期間において、当該クリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する。より詳しくは、第１判定部１１３は、非画像領域期間から、同期検知処理が開始される前の時間および当該同期検知処理の時間を除いた期間（クリーニング可能期間）が、クリーニング必要期間以上であるか否かを判定する。クリーニング必要期間が確保できると判定された場合（クリーニング可能期間がクリーニング必要期間以上であると判定された場合）、上述したように、メイン制御部１１は、ＬＤ制御部１３に対してＬＤユニット２１に強制的にレーザの点灯を行わせ、第２判定部１１４は、スキャン周期が正常であるか否かの判定を行う。

次に、図５を参照しながら、非画像領域期間に調整用パターンの画像形成処理が行われる場合の処理について説明する。ここで、調整用パターンとは、記録紙に印字して測色器等に読み取らせることにより得られる測色値に基づいて、ＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）プロファイルの生成等の色調整処理を行うための印字パターンである。この調整用パターンの画像形成処理は、図５に示すように、所定のタイミングで非画像領域期間において実行される。図５に示す「調整用パターン用点灯」の期間が、調整用パターンの画像形成処理の期間に相当する。このような調整用パターンの画像形成処理中に、ポリゴンモータ制御部１２から回転エラー信号が出力された場合、同期検知処理用にレーザを点灯させることができないため、メイン制御部１１は、同期検知処理を実行しないものとする。一方、非画像領域期間であって、かつ調整用パターンの画像形成処理が実行されていない場合にポリゴンモータ制御部１２から回転エラー信号が出力された場合、メイン制御部１１は、同期検知処理を実行する。これによって、調整用パターン上にＬＤユニット２１の強制点灯による数ラインの印字が行われてしまう事態を回避することができる。

次に、図６を参照しながら、同期検知処理の流れを総括して説明する。

＜ステップＳ１１＞
メイン制御部１１は、非画像領域期間にポリゴンモータ制御部１２から回転エラー信号を検知（受信）したか否かを確認する。回転エラー信号を検知した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２へ移行し、検知していない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、同期検知処理を終了する。

＜ステップＳ１２＞
回転エラー信号を検知した場合、メイン制御部１１は、調整用パターンの画像形成中か否かを判定する。調整用パターンの画像形成中でない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１３へ移行し、調整用パターンの画像形成中である場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、同期検知処理を終了する。

＜ステップＳ１３＞
さらに、メイン制御部１１の第１判定部１１３は、同期検知処理の時間、および記憶部１１２を参照して得られるクリーニング必要期間から、非画像領域期間において、当該クリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する。すなわち、第１判定部１１３は、非画像領域がクリーニング処理を実行するために十分であるか否かを判定する。非画像領域がクリーニング処理を実行するために十分である場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４へ移行し、十分でない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、同期検知処理を終了する。具体的な判定方法は、上述した通りである。

＜ステップＳ１４＞
メイン制御部１１は、ＬＤ制御部１３に対して点灯制御を開始させ、同期検知処理用にＬＤユニット２１にレーザの点灯（照射）を強制的に行わせる。そして、第２判定部１１４は、同期検知センサ２９から検知信号を受信する周期計測部１４から出力される計測信号を用いて、同期検知センサ２９へのレーザの入射の周期（スキャン周期）が正常であるか否かを判定する。以上で、同期検知処理を終了する。

そして、スキャン周期が正常であると判定された場合、クリーニング制御部１１５は、クリーニングユニット３１を制御して、感光体ドラム３０に印字されたトナーを除去するクリーニングを実行する。一方、スキャン周期が異常であると判定された場合、メイン制御部１１は、画像形成装置１の動作を停止する。この場合、メイン制御部１１は、画像形成装置１の操作パネル等に異常停止した旨を表示させるようにすればよい。

（ポーリング制御処理）
図７は、実施形態に係る画像形成装置のポーリング制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７を参照しながら、ポーリング制御処理におけるポリゴンモータ２５ａの回転の異常を判定する動作について説明する。ポリゴンモータ制御部１２からの回転エラー信号の検知は、メイン制御部１１による一定周期のポーリング制御の中で、常時監視される。このようなポーリング制御処理において、ポリゴンモータ２５ａの回転の異常を判定する動作について説明する。

＜ステップＳ２１＞
一定周期で実行されるポーリング制御において、メイン制御部１１の第２判定部１１４は、同期検知センサ２９から検知信号を受信する周期計測部１４から出力される計測信号を用いて、同期検知センサ２９へのレーザの入射の周期（スキャン周期、検知周期）が正常であるか否かを判定する。例えば、第２判定部１１４は、計測信号が示す検知周期が所定の期間内であるか否かの判定を行い、スキャン周期が当該期間外である場合、検知周期が異常であると判定する。検知周期が異常である場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ２２へ移行し、検知周期が正常である場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、ポーリング制御処理を終了し、再びステップＳ２１から繰り返す。

＜ステップＳ２２＞
第２判定部１１４による検知周期が異常であるという判定が、所定回数（Ｎ回）連続して発生した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、レーザの入射の周期に異常があると判定され、ステップＳ２３へ移行し、所定回数（Ｎ回）までは連続して発生していない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ポーリング制御処理を終了し、再びステップＳ２１から繰り返す。

＜ステップＳ２３＞
そして、メイン制御部１１（第３判定部）は、検知周期の異常が所定回数（Ｎ回）連続で発生したときが、画像形成中、すなわち画像領域期間であるか否かを判定する。画像形成中（画像領域期間）である場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４へ移行し、画像形成中でない、すなわち非画像領域期間である場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ポーリング制御処理を終了し、再びステップＳ２１から繰り返す。

＜ステップＳ２４＞
メイン制御部１１は、検知周期（スキャン周期）の異常が所定回数（Ｎ回）連続で発生し、かつ画像領域期間である場合、ポリゴンモータ２５ａの回転異常が発生していると判断し、エラー処理として、画像形成装置１の動作を停止させる。これによって、ポーリング制御処理を終了する。

このように、図７に示したポーリング制御処理では、画像形成中、すなわち画像領域期間に、スキャン周期の異常（ポリゴンモータ２５ａの回転異常）が発生した場合にエラー処理を実行する。また、非画像領域期間におけるスキャン周期の異常は、上述の同期検知処理によって行われる。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１（制御装置１０）では、非画像領域期間において回転エラー信号が検知された場合、第１判定部１１３によって、同期検知処理の時間およびクリーニング必要期間から、非画像領域期間において当該クリーニング必要期間が確保できるか否かが判定され、非画像領域期間においてクリーニング必要期間が確保される場合に、ＬＤ制御部１３によって、同期検知処理用にＬＤユニット２１によるレーザの点灯（照射）が強制的に行われ、第２判定部１１４によって、同期検知センサ２９から検知信号を受信する周期計測部１４から出力される計測信号を用いて、同期検知センサ２９へのレーザの入射の周期（スキャン周期）が正常であるか否かが判定されるものとしている。これによって、非画像領域期間における同期検知処理後の感光体ドラム３０に対するクリーニング必要期間を考慮して、当該同期検知処理およびクリーニング処理を実行することができるので、ＬＤユニット２１の強制点灯に伴い感光体ドラム３０上に印字されたトナーを除去することができ、感光体ドラム３０にトナーが残ることによる地汚れの発生を抑制することができる。

なお、上述の同期検知処理において、ポリゴンモータ制御部１２からの回転エラー信号から検知された場合に、第１判定部１１３および第２判定部１１４による判定処理が行われるものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、回転エラー信号の有無にかかわらず、非画像領域期間において、所定の条件（例えば、前回の同期検知処理の実行から所定期間経過した場合等）を満たす場合に、第１判定部１１３および第２判定部１１４による判定処理が行われるものとしてもよい。

また、上述の実施形態において、画像形成装置１の制御装置１０の各機能部の少なくともいずれかがプログラムの実行によって実現される場合、そのプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、上述の実施形態において、画像形成装置１の制御装置１０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。また、上述の実施形態において、画像形成装置１の制御装置１０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上述の実施形態において、画像形成装置１の制御装置１０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、上述の実施形態において、画像形成装置１の制御装置１０で実行されるプログラムは、上述した各モジュールのうち少なくともいずれかを含む構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上述の記憶装置からプログラムを読み出して実行することにより、上述の各モジュールが主記憶装置上にロードされて生成されるようになっている。

１ 画像形成装置
２ 上位装置
１０ 制御装置
１１ メイン制御部
１２ ポリゴンモータ制御部
１３ ＬＤ制御部
１４ 周期計測部
２０ 光走査装置
２１ ＬＤユニット
２２ コリメートレンズ
２３ アパーチャ
２４ シリンドリカルレンズ
２５ ポリゴンミラー
２５ａ ポリゴンモータ
２６ ｆθレンズ
２７ 折返しミラー
２８ 防塵ガラス
２９ 同期検知センサ
３０、３０ａ～３０ｄ 感光体ドラム
３１、３１ａ～３１ｄ クリーニングユニット
３２、３２ａ～３２ｄ 帯電装置
３３、３３ａ～３３ｄ 現像ローラ
３４、３４ａ～３４ｄ トナーカートリッジ
４０ 転写ベルト
４２ 転写ローラ
４５ 濃度検出器
４６、４６ａ～４６ｄ ホームポジションセンサ
５０ 定着ローラ
５４ 給紙コロ
５６ レジストローラ対
５８ 排紙ローラ
６０ 給紙トレイ
７０ 排紙トレイ
８０ 通信制御装置
１１１ 算出部
１１２ 記憶部
１１３ 第１判定部
１１４ 第２判定部
１１５ クリーニング制御部

特開平０３－２０４６１０号公報

Claims (10)

1. 感光体上にレーザ光源から照射されるレーザをポリゴンミラーにより走査してトナーによる画像形成を行う画像形成装置の制御装置であって、
   画像形成が行われない期間である非画像領域期間に、前記感光体上のトナーに対するクリーニング処理に必要な期間であるクリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部により前記クリーニング必要期間が確保できると判定された場合、前記レーザ光源に前記レーザの照射を行わせる第１制御部と、
   前記レーザを検知する検知部から出力される検知信号に基づいて、前記レーザが前記検知部に入射する周期が正常であるか否かを判定する第２判定部と、
   前記第２判定部により前記周期が正常であると判定された場合、前記レーザの前記感光体に対する走査に伴い発生したトナーに対して、クリーニング装置を用いた前記クリーニング処理を実行する第２制御部と、
   を備えた制御装置。
2. 前記第２判定部により前記周期が正常であると判定された場合、前記画像形成装置の動作を停止させない請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１制御部は、前記第１判定部により前記クリーニング必要期間が確保できないと判定された場合、前記レーザ光源に前記レーザを照射させない請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータの回転制御を行う第３制御部を、さらに備え、
   前記第１判定部は、前記第３制御部から前記ポリゴンモータの回転の異常を示す回転エラー信号が検知された場合に、前記非画像領域期間に前記クリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する請求項１～３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記第１判定部は、前記非画像領域期間に調整用パターンの画像形成が行われていない場合に、前記非画像領域期間に前記クリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する請求項１～４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記検知部から出力される前記検知信号を受信して、該検知信号に基づいて前記周期を計測し、計測した該周期を示す計測信号を出力する周期計測部を、さらに備え、
   前記第２判定部は、前記周期計測部から出力される前記計測信号を用いて、前記周期が正常であるか否かを判定する請求項１～５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記周期計測部から出力される前記計測信号に基づいて、前記クリーニング必要期間を算出する算出部を、さらに備え、
   前記第１判定部は、前記非画像領域期間において、前記算出部により算出された前記クリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する請求項６に記載の制御装置。
8. 前記算出部により算出された前記クリーニング必要期間を記憶する記憶部を、さらに備え、
   前記第１判定部は、前記非画像領域期間において、前記記憶部に記憶された前記クリーニング必要期間が確保できるか否かを判定する請求項７に記載の制御装置。
9. 前記第２判定部は、前記制御装置のポーリング制御において、前記検知部から出力される前記検知信号に基づいて、前記周期が異常であるか否かを判定し、
   前記第２判定部により前記ポーリング制御において前記周期が異常であると判定された場合、画像形成中であるか否かを判定する第３判定部を、さらに備え、
   前記第２判定部により前記周期が異常であると判定された場合、前記画像形成装置の動作を停止させる請求項１～８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記レーザを照射する前記レーザ光源と、
    前記レーザを反射することによって該レーザを走査する前記ポリゴンミラーと、
    前記レーザが走査される前記感光体と、
    請求項１～９のいずれか一項に記載の制御装置と、
    を備えた画像形成装置。

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