JP5158934B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は画像形成装置に関し、特に、ポリゴンミラーによりレーザビームを感光体上に走査することにより潜像を形成する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、画像形成パターンに応じて光強度変調されたレーザビームを高速回転するポリゴンミラーに照射し、ポリゴンミラーを構成する各光偏向面の瞬時の角度および位置に応じてレーザビームを異なった方向へ反射させることにより、レーザビームを走査し、感光体上に潜像を形成している。その後、潜像に関して現像・定着処理が行われる。

このような画像形成装置では、電源投入後あるいは省電力モードから復帰させるとき、定着ヒータをある程度加熱するなどのウォームアップを行ってから、感光体・現像・定着などの駆動系の動作確認を行っている。その後、ポリゴンミラーの動作確認と同時に光源の動作確認を行う。光源の動作確認は、基板の電気回路の動作を確認してから行われる。

ポリゴンミラーの動作確認は、光源の動作確認と並行して行われており、ポリゴンミラーが定常回転数で回転するまで、光源の動作確認は行われない。このため、ポリゴンミラーの回転数が定常回転数に達するまでの時間を少なくして、印字開始までの時間を短縮することが画像形成装置の性能を表す指標の１つとなっている。

特開２００５−１９８４６８号公報（特許文献１）には、ポリゴンミラーを回転させるためのモータの起動時にモータ駆動電源からの出力電圧を基準電位よりも高い高電位に変更して起動を早め、起動後の所望時間経過後はモータ駆動電源からの出力電圧を基準電位に切換えるようにしたモータ制御装置について記載されている。
特開２００５−１９８４６８号公報（要約）

しかしながら、モータに基準電位よりも高い電圧を与えると、モータの電気的負荷が大きくなり、コイル、ＩＣなどの電気部品の寿命に悪影響を与えてしまう。また、モータに高い電圧を与えることにより、電流量が増大してしまう。さらに、感光体・現像・定着などの駆動系も含めた突入電流の増大に対しても悪影響を与えてしまう。その結果として、電源投入時のウォームアップ時間の短縮という課題に対して、モータに基準電位よりも高い電圧を与えるだけでは不十分である。

そこで、画像形成装置の起動後あるいは省電力モードから復帰させるとき、図６に示すように感光体などの駆動系、定着器ヒータ、ポリゴンモータの電源をＯＮするタイミングをずらすことで突入電流を減らす制御が行われている。図６において、ｔ０１のタイミングで図６（ｂ）に示すように定着器ヒータをＯＮし、ｔ０２のタイミングで図６（ａ）に示すように感光体ドラムモータをＯＮし、ｔ０３のタイミングで感光体ドラムモータをＯＦＦにするとともに、図６（ｃ）に示すようにポリゴンモータをＯＮさせる。タイミングｔ０４において、図６（ｂ）に示すように定着器ヒータをＯＦＦし、図６（ｃ）に示すようにポリゴンモータをＯＦＦにする。

このように、駆動系を起動するタイミングを異ならせることで、突入電流を減らして図６（ｄ）に示すように、電源装置から流れる電流量の合計値を上限値以下に抑えることができる。しかし、図６に示した従来例では、図６（ｃ）に示すように、タイミングｔ０３でポリゴンモータをＯＮさせているため、図６（ｅ）に示すように、タイミングｔ０４の直前にならなければ、ポリゴンミラーの回転数が定常回転数にならない。このため、ポリゴンミラーの動作確認はタイミングｔ０４以降になり、動作確認に要する時間が長くなってしまう。動作確認後でなければ、実際の感光体自体への書込み動作を行うことができない。タイミングｔ０１においてポリゴンモータをＯＮすれば、ポリゴンミラーの回転数が定常回転数になるまでの時間を短縮できるが、突入電流が大きくなってしまい、合計の電流値が上限値を越えてしまうおそれがある。

そこで、この発明の目的は、起動時から動作時にいたる突入電流を抑えることができて、光偏向器の回転を早期に立ち上げることが可能な画像形成装置を提供することである。

この発明は、感光体上に光偏向器により光を偏向して潜像を形成する画像形成装置であって、電源装置と、前記電源装置から電源が供給されて少なくとも前記感光体を駆動する第１の駆動系と、前記電源装置から電源が供給されて前記光偏向器を駆動する第２の駆動系と、起動時に前記第２の駆動系を所定時間オンし、その後前記第１の駆動系をオンしている時間の間は前記第２の駆動系をオフし、前記光偏向器が停止する前に、前記光偏向器の起動時間から決定される回転数以上で前記光偏向器が回転していることに応じて、前記第２の駆動系を再起動するとともに前記第１の駆動系をオフすることによって、前記第１および第２の駆動系の突入電流の合計を電源装置が供給可能な電流値以下になるように制御する制御手段とを備える。

好ましくは、第１の駆動系は複数設けられており、制御手段は、複数の第１の駆動系をそれぞれ異なるタイミングで複数回起動，起動停止する。

好ましくは、制御手段は、複数の第１の駆動系のそれぞれに流れる突入電流の合計値が上限値を越えないように、複数の第１の駆動系のいずれかと、第２の駆動系の電源とを同期して起動，停止する。

好ましくは、複数の第１の駆動系は、現像ローラの駆動系と、定着の駆動系とを含む。

この発明によれば、第１および第２の駆動系のそれぞれの起動，起動停止するタイミングをずらすことにより、起動時から動作時にいたる突入電流を抑えることができ、光偏向器が停止する前に、第２の駆動系を再起動することにより、光偏向器の回転を早期に立ち上げることができる。

図１はこの発明の一実施形態における画像形成装置のブロック図である。図１において、画像形成装置１は、例えば、デジタル複合機やプリンタやファクシミリ装置などであって、制御手段として作動する制御部２と、制御部２に接続される、読取部３と、操作部４と、表示部５と、印刷部６と、ハードディスク（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ：ＨＤＤ）７とを含み、さらに各部に電源を供給する電源装置８が設けられている。読取部３は原稿から画像を読取り、操作部４はユーザが操作することによりコピー枚数などを入力する。表示部５はコピーした枚数や選択可能な用紙サイズなどを表示する。

印刷部６は、主要な構成として、第１の駆動系としての感光体ドラムモータ９と、定着器ヒータ１０と、第２の駆動系としてのポリゴンモータ１１とを含む。感光体ドラムモータ９は、感光体ドラムを回転駆動する。定着器ヒータ１０は、定着装置を定着温度にするために設けられており、光偏向器に含まれるポリゴンモータ１１はポリゴンミラーを回転させる。

図２は、この発明の一実施形態の画像形成装置における駆動系の電源のオン，オフ動作を説明するためのフローチャートであり、図３は同じく駆動系に供給される電源のオン，オフするタイミングを示す図であり、図４はポリゴンモータ１１を再起動するタイミングを説明するための図である。

画像形成装置１を起動あるいは省電力モードから復帰させると、図２に示す処理がスタートする。省電力モードは省電力のために主要な駆動部の電源をＯＦＦ（オフ）にして起動を停止するモードであり、以下、起動とは電源投入時のみならず、省電力モードから復帰する場合も含むものとする。制御部２は、ステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、内蔵されているタイマにより予め定める起動時間のタイミングｔ１になったか否かを判別し、ｔ１になったことを判別すると、ステップＳＰ２において、図３（ｂ）に示すように定着器ヒータ１０への電源供給をＯＮ（オン）にするとともに、図３（ｃ）に示すように、ポリゴンミラーの動作確認を行う前に、事前にポリゴンモータ１１への電源供給をＯＮにして起動する。

この時点において、電源装置８から流れる電流量は、図３（ｄ）に示すようにタイミングｔ１で立上るが、上限値を超えることはない。ここで、上限値とは、電源装置８が供給可能な電流値をいう。定着器ヒータ１０の電源供給がＯＮにされたことで、定着器の温度が定着温度まで上昇する。ポリゴンモータ１１が起動されたことにより、図３（ｅ）に示すように、区間Ａの間にポリゴンミラーの回転数が上昇する。

ステップＳＰ３において、タイミングｔ２になったか否かを判別し、ｔ２になったことを判別すると、ステップＳＰ４において、図３（ａ）に示すように、感光体ドラムモータ９への電源供給をＯＮするとともに、図３（ｃ）に示すように、ポリゴンモータ１１への電源供給をＯＦＦにする。

ステップＳＰ５において、タイミングｔ３になったか否かを判別する。タイミングｔ３になったことを判別すると、ステップＳＰ６において、感光体ドラム９への電源供給をＯＦＦし、ポリゴンモータ１１への電源供給をＯＮさせる。ポリゴンモータ１１への電源供給をＯＮしても、感光体ドラムモータ９への電源供給が遮断されたので、電源装置８の電流量は上限値以下になっている。このように、事前にポリゴンモータ１１を回転させることによって、図３（ｅ）の破線ｋに示すように、事前に起動せずにポリゴンモータ１１が完全に停止している状態から起動する場合に比べて、区間Ｂだけ画像形成装置の起動時間を短縮することができる。

すなわち、ポリゴンモータ１１が時間Ｔ_１で安定して回転させるためには、図４に示すように、ポリゴンモータ１１を再起動する起動時間ΔＴ_ＰＭ＝Ｔ_１−Ｔ_ＰＭを決定する必要がある。この起動時間ΔＴ_ＰＭは、図３（ｅ）に示すタイミングｔ３において、所望の回転数αで惰性回転するように、区間Ａを定めることによって決定される。なお、この所望の回転数αの設定は、ポリゴンモータ１１の起動時間から決定される。

ステップＳＰ７において、タイミングｔ４になったか否かを判別する。タイミングｔ４においてポリゴンミラーは定常回転数で回転しているので、ステップＳＰ８において、ポリゴンミラーの動作確認を行うことができ、以後コピーが可能になる。

上述のごとく、この実施形態によれば、起動後において、ポリゴンモータ１１をＯＮ，ＯＦＦすることにより、ポリゴンミラーは電源がＯＦＦにされていても惰性である程度回転していることになり、ポリゴンモータ１１が完全に停止していない所望の回転数αで回転しているときに再度ポリゴンモータ１１を再起動するようにしたので、起動確認時にポリゴンミラーの回転数を定常回転数になるまで素早く立ち上げることができる。これにより、ポリゴンミラーの動作確認に要する時間を短縮でき、結果として電源投入時あるいは省電力モードからの復帰時などの待機時より動作にいたる移行時間を短縮できる。

なお、ポリゴンモータ１１の起動時間Ｔ_１は、画像形成装置のスペックによって変わるため、画像形成装置の起動時にポリゴンモータ１１の起動時間を測定し、図４の関係を得て、その情報を元に所望の回転数αを算出し、ＨＤＤ７記憶しておけばよい。

また、起動時において、感光体ドラムモータ９の電源供給のＯＮ，ＯＦＦと、定着器ヒータ１０の電源供給のＯＮ，ＯＦＦとが同時に行なわれることなく、いずれか一方のＯＮ，ＯＦＦに同期してポリゴンモータ１１の電源供給を複数回ＯＮ，ＯＦＦさせるようにしたので、突入電流を電力容量の上限値を超えないように制御できる。

図５は、この発明の他の実施形態における画像形成装置の駆動系に供給される電源のＯＮ，ＯＦＦするタイミングを示す図である。図３に示した実施形態では、感光体ドラムモータ９と、定着器ヒータ１０と、ポリゴンモータ１１を同期させて電源供給のＯＮ，ＯＦＦを制御したのに対して、この実施形態では感光体ドラムモータ９や転写ドラムや転写ローラなどの３個の駆動系Ａ，Ｂ，Ｃと、定着器ヒータ１０と、ポリゴンモータ１１の電源供給のＯＮ，ＯＦＦを同期させて制御する。

すなわち、タイミングｔ１で図５（ｄ）に示すように定着器ヒータ１０と、図５（ｅ）に示すようにポリゴンモータ１１への電源供給をＯＮし、タイミングｔ２で図５（ａ）に示すように駆動系Ａへの電源供給をＯＮし、ポリゴンモータ１１への電源供給をＯＦＦする。タイミングｔ３において、駆動系Ａへの電源供給をＯＦＦし、図５（ｂ）に示すように駆動系Ｂへの電源供給をＯＮし、図５（ｅ）に示すようにポリゴンモータ１１への電源供給をＯＮする。タイミングｔ４において、ポリゴンモータ１１への電源供給をＯＦＦし、図５（ｃ）に示すように駆動系Ｃへの電源供給をＯＮする。

タイミングｔ５において、駆動系Ｃへの電源供給をＯＦＦし、ポリゴンモータ１１への電源供給をＯＮし、タイミングｔ６において、定着器ヒータ１０およびポリゴンモータ１１への電源供給をＯＦＦする。

このように、タイミングｔ１の起動後からタイミングｔ６の期間の間にポリゴンモータ１１への電源供給を３回ＯＮ、ＯＦＦするようにしたので、図５（ｆ）に示すように電源装置８から各構成に供給される突入電流の合計値を上限値以下に抑えることができ、図５（ｇ）に示すように、ポリゴンミラーの回転数を常時定常回転数に近い値に維持することができる。このため、起動後にポリゴンミラーの動作確認を行う際に、ポリゴンミラーは完全に停止しておらず、所望の回転数で回転しているので、定常回転数になるまでの時間を短縮することができ、電源投入時あるいは省電力モードからの復帰時などの待機時より所望の動作にいたる移行時間を短縮できる。

なお、駆動系は４台以上であってもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明の一実施形態における画像形成装置のブロック図である。 この発明の一実施形態の画像形成装置における駆動系の電源のＯＮ，ＯＦＦ動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の一実施形態の画像形成装置における駆動系に供給される電源のＯＮ，ＯＦＦするタイミングを示す図である。 ポリゴンモータを起動する時間ΔＴ_ＰＭを説明するための図である。 この発明の他の実施形態における画像形成装置の駆動系に供給される電源のＯＮ，ＯＦＦするタイミングを示す図である。 従来の画像形成装置において、感光体ドラムなどの駆動系、定着器のヒータ、ポリゴンモータの電源をＯＮ，ＯＦＦするタイミングをずらす制御を説明するための図である。

符号の説明

１ 画像形成装置、２ 制御部、３ 読取部、４ 操作部、５ 表示部、６ 印刷部、７ ＨＤＤ、８ 電源装置、９ 感光体ドラムモータ、１０ 定着器ヒータ、１１ ポリゴンモータ。

Claims (4)

1. 感光体上に光偏向器により光を偏向して潜像を形成する画像形成装置であって、
   電源装置と、
   前記電源装置から電源が供給されて少なくとも前記感光体を駆動する第１の駆動系と、
   前記電源装置から電源が供給されて前記光偏向器を駆動する第２の駆動系と、
   起動時に前記第２の駆動系を所定時間オンし、その後前記第１の駆動系をオンしている時間の間は前記第２の駆動系をオフし、前記光偏向器が停止する前に、前記光偏向器の起動時間から決定される回転数以上で前記光偏向器が回転していることに応じて、前記第２の駆動系を再起動するとともに前記第１の駆動系をオフすることによって、前記第１および第２の駆動系の突入電流の合計を前記電源装置が供給可能な電流値以下になるように制御する制御手段とを備える、画像形成装置。
2. 前記第１の駆動系は複数設けられており、
   前記制御手段は、前記複数の第１の駆動系をそれぞれ異なるタイミングで複数回起動，起動停止する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記複数の第１の駆動系のそれぞれに流れる突入電流の合計値が上限値を越えないように、前記複数の第１の駆動系のいずれかと、前記第２の駆動系の電源とを同期して起動，起動停止する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の第１の駆動系は、現像ローラの駆動系と、定着駆動系とを含む、請求項２または３に記載の画像形成装置。

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