JP5423130B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置では、通常、表面に感光層が設けられた感光体ドラムが使用されている。電子写真プロセスでは、感光体ドラムの表面の感光層を、帯電器によって所定の表面電位になるように一様に帯電した後に、画像データに対応したレーザ光が照射されることによって感光層に静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像器によってトナー現像することによりトナー画像を形成し、このトナー画像を記録シートに転写する。

現像剤としては、例えば、トナーと、磁性粒子であるキャリアとを有する二成分系現像剤が用いられる。この場合には、現像器におけるハウジング内に、二成分系現像剤が収容され、現像マグネットローラが感光体ドラムと対向するように配置される。現像マグネットローラは、回転可能になった円筒状の現像スリーブと、この現像スリーブ内に固定的に配置された円柱状のマグネット体とを備えており、現像スリーブの回転によって現像スリーブの外周面（表面）にキャリアによる磁気ブラシが形成されて、ハウジング内のトナーが磁気ブラシによって搬送される。

現像スリーブには、現像電源部から出力される現像バイアス電圧が印加され、感光体ドラムの表面電位と、現像バイアス電圧が印加された現像スリーブの表面電位との電位差により、現像スリーブの周面を搬送されるトナーが、感光体ドラム表面に移動して静電潜像に付着し、静電潜像がトナーによって現像される。なお、トナー画像が転写された後の感光体ドラムの表面は、除電ランプ等の光学除電部材によって露光されることにより除電される。

このような画像形成装置では、感光体ドラムの表面電位と現像スリーブの表面電位との関係によっては、感光体ドラムにおける非画像領域にトナーが付着する「トナーかぶり」、あるいは、磁気ブラシを形成するキャリアが感光体ドラムに付着する「キャリア付着」が発生することが知られている。「トナーかぶり」、「キャリア付着」が発生すると、画像の画質が低下する。

このような問題を解決するために、特許文献１には、画像形成動作の開始時および終了時に、感光体ドラムの回転を開始してから感光体ドラムの回転が安定した後に、帯電ローラに印加される帯電バイアス電圧と、現像スリーブに印加される現像バイアス電圧との出力を開始し、それらを連動させて連続的または断続的に変動させることにより、感光体ドラムの表面電位と、現像スリーブの現像バイアス電位とのそれぞれの絶対値の差を３００Ｖ以下とする構成が開示されている。

また、特許文献２には、感光体ドラムの帯電電位および現像バイアス電位の立ち上げ時または立ち下げ時に、いずれか一方を、他方の電位に基づいて段階的に制御することによって、感光体ドラムにトナーおよびキャリアが付着することを防止する構成が開示されている。

特開２００１−９２１９７号公報 特開２００１−２３５９１３号公報

前記特許文献１および２に記載されているように、画像形成動作を開始する際および終了する際において、帯電電位を連続的または断続的に制御する構成では、制御時間が長くなるために、感光体ドラムが長時間にわたって帯電されることになる。感光層は、帯電量が増加することによって劣化することが知られており、感光層が長時間にわたって帯電されると、感光層の劣化が促進されて感光体ドラムの寿命が短くなるおそれがある。

また、特許文献１に開示されているように、感光体ドラムの回転を開始してから、感光体ドラムの回転が安定した後に、帯電バイアス電圧および現像バイアス電圧の出力を開始する構成では、画像形成動作の開始が遅れるという問題がある。これにより、画像形成動作を効率よく実施することができず、作業効率が低下することになる。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、感光体の劣化を抑制するとともに、画像形成動作を開始する際に画像形成動作を迅速に開始することができて作業効率を向上させることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、回転される感光体の表面を、帯電器によって一様帯電した後、静電潜像を形成し、現像器によって前記静電潜像を現像する画像形成装置であって、前記感光体を回転駆動する回転駆動装置と、前記帯電器に印加される帯電バイアス電圧を出力する帯電電源部と、画像形成ジョブを受け付ける受付手段と、装置が待機状態にある時に前記画像形成ジョブを受け付けると、前記回転駆動装置を起動して所定回転速度に達するまで加速するモータ駆動手段と、前記回転駆動装置が起動されてから前記所定回転速度に達するまでの移行期間の初期において、前記感光体の回転速度の変化を監視する監視手段と、当該監視手段の監視結果に基づいて、前記感光体が所定回転速度に達すると予測される予測時刻を算出する予測手段と、前記予測時刻が算出された後に、前記帯電電源部の出力電圧の昇圧を開始し、前記予測時刻に出力電圧が所定の帯電バイアス電圧に達するように、前記帯電電源部を制御する電源制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、感光体の回転が開始されて、感光体が所定の回転数で回転する安定回転状態になると同時に、帯電器は、所定のバイアス電圧が印加された安定出力状態になることから、その時点において画像形成動作を開始することができる。このように、感光体の回転速度を監視して感光体が安定回転状態になる予測時刻を予測しているために、予測時刻を高精度で正確に予測することができる。従って、感光体が安定回転状態になる時間を不必要に長く設定する必要がなく、これにより、画像形成動作を開始するまでの時間を短縮することができ、画像形成動作の作業効率を向上させることができる。

好ましくは、前記予測手段は、前記移行期間の初期において予め設定された所定の測定時間が経過するまでの間に、前記予測時刻の算出を終了することを特徴とする。
好ましくは、前記予測手段は、前記測定時間の間に、所定の時間間隔毎に前記予測時刻の算出を繰り返すことを特徴とする。
好ましくは、前記電源制御手段は、前記昇圧の開始が、前記測定時間が経過した時点であることを特徴とする。

好ましくは、前記現像器は、現像電源部から出力される所定の現像バイアス電圧が印加された現像剤担持体によって搬送される現像剤により前記静電潜像を現像し、前記電源制御手段は、前記予測手段が前記予測時刻の算出が終了した後に前記現像電源部から出力される現像バイアス電圧の昇圧を開始し、前記予測時刻に出力電圧が所定の帯電バイアス電圧に達するように、前記現像電源部を制御することを特徴とする。

好ましくは、前記現像器による現像位置よりも前記感光体の回転方向の下流側であって前記帯電器による帯電位置よりも前記感光体の回転方向の上流側において、前記感光体の表面は、除電電源部から出力される所定電圧が印加された光学除電部材によって除電されるようになっており、前記電源制御手段は、前記予測手段が前記予測時刻を算出した後に、前記除電電源部から出力される電圧の昇圧を開始し、前記予測時刻に出力電圧が所定の電圧に達するように、前記除電電源部を制御することを特徴とする。

好ましくは、前記モータ駆動手段は、前記受付手段によって受け付けられた画像形成ジョブが終了することにより前記回転駆動装置の駆動停止を指示し、前記監視手段は、前記回転駆動装置の停止が指示された後、回転停止するまでの移行期間の初期において、前記感光体の回転速度の変化を監視し、前記予測手段は、当該監視手段の監視結果に基づいて、前記感光体の回転が停止すると予測される停止予測時刻を算出し、前記電源制御手段は、前記停止予測時刻が算出された後に、前記帯電電源部から出力される帯電バイアス電圧の降圧を開始し、前記停止予測時刻に出力電圧が所定の待機電圧に達するように前記帯電電源部を制御することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタルプリンタの概略構成を示す模式図である。 そのプリンタにおける黒色のトナー画像を形成する画像形成ユニットの概略構成を示す模式図である。 その画像形成ユニットの制御系の主要部を示すブロック図である。 画像形成ユニットに設けられた画像形成制御部において画像形成動作を開始する際に実行される処理を示すタイムチャートである。 画像形成ユニットに設けられた画像形成制御部において画像形成動作を開始する際に実行される処理を示すフローチャートである。 画像形成動作を開始する際に画像形成制御部において実行される処理の詳細を説明するためのタイムチャートである。 画像形成動作を終了する際に画像形成制御部において実行される処理を示すタイムチャートである。 画像形成動作を終了する際に画像形成制御部において実行される処理を示すフローチャートである。 画像形成動作を終了する際に画像形成制御部において実行される処理の詳細を説明するためのタイムチャートである。 画像形成動作を開始する際の従来の制御の一例を示すタイムチャートである。 画像形成動作を終了する際の従来の制御の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例にして説明する。
＜プリンタの構成＞
図１は、プリンタ１の全体の概略構成を示す模式図である。プリンタ１は、周知の電子写真方式によりトナー画像を形成する画像プロセス部１０と、給紙カセット３１内の記録シートＳを画像プロセス部１０へ搬送するシート搬送部３０とを備えている。シート搬送部３０にて搬送される記録シートＳは、画像プロセス部１０においてトナー画像が転写された後に定着装置４０に搬送され、定着装置４０においてトナー画像が記録シートＳに熱定着される。

画像プロセス部１０は、プリンタ１の上下方向の略中央部において矢印Ｘで示す水平方向に周回移動する中間転写ベルト１８と、中間転写ベルト１８の上方に、周回移動方向に沿って順番に配置された画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとを備えている。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、主制御部７０によって制御されるようになっている。

主制御部７０は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して、外部の端末装置等からの画像形成（プリント）ジョブの実行指示を受け付けると、ジョブデータに基づいて、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれに対して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナーによるトナー画像の形成動作の実行を指示する。

図２は、Ｋ色のトナー画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋの概略構成を示す模式図である。画像形成ユニット１０Ｋには、像担持体である感光体ドラム１１Ｋが、中間転写ベルト１８の上面に接した状態で設けられている。感光体ドラム１１Ｋは、表面に感光層が設けられており、駆動モータ６５Ｋの回転が変速機６６ｋを介して伝達されて、矢印Ｚで示す方向に回転される。感光体ドラム１１Ｋの上部近傍には、帯電器１２Ｋが感光体ドラム１１Ｋに対向して配置されており、帯電器１２Ｋによって、感光体ドラム１１Ｋの表面の感光層が一様に帯電される。

感光体ドラム１１Ｋの周囲には、一様に帯電された表面の感光層を露光して静電潜像を形成するプリントヘッド（ＰＨ）１３Ｋと、感光層に形成された静電潜像をＫ色のトナーによって現像する現像器１４Ｋとが、感光体ドラム１１Ｋの回転方向に沿って順番に配置されている。感光体ドラム１１Ｋの下方には、中間転写ベルト１８を介して１次転写ローラ１５Ｋが配置されており、感光体ドラム１１Ｋの表面に形成されたＫ色のトナー画像は、１次転写ローラ１５Ｋによって中間転写ベルト１８上に転写される。トナー画像が中間転写ベルト１８に転写された感光体ドラム１１Ｋの感光層は、クリーナ１６Ｋによってクリーニングされた後に、除電ランプ等によって構成された光学除電部材１７Ｋにより露光されて除電される。

図１に示すように、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃにおける感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの下方には、画像形成ユニット１０Ｋと同様に、中間転写ベルト１８を介して、１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃがそれぞれ配置されている。
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、トナー画像を形成するためのトナーの色のみがそれぞれ異なっていること以外は概略同様の構成になっているために、画像形成ユニット１０Ｋ以外の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの構成の説明は省略する。

図１に示すように、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上のトナー画像は、１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋそれぞれとの間に生じる電界の静電力によって、中間転写ベルト１８の外周面（上面）に１次転写される。なお、フルカラー画像を形成する場合には、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおけるトナー画像の形成動作は、中間転写ベルト１８上の同じ領域に多重転写されるように、それぞれの画像形成動作タイミングをずらした状態で実行される。

中間転写ベルト１８の下側のベルト走行部分は、各色のトナー画像が転写される上側のベルト走行部分とは反対方向に走行しており、その搬送方向下流側の端部近傍には、中間転写ベルト１８の外周面に対向して２次転写ローラ１９が配置されている。給紙カセット３１から繰り出された記録シートＳが搬送される搬送経路３２は、中間転写ベルト１８と２次転写ローラ１９との間を通過しており、中間転写ベルト１８と２次転写ローラ１９との間を通過する記録シートＳ上に、両者の間に生じる電界の静電力によって、中間転写ベルト１８の外周面に転写されたトナー画像が２次転写される。

トナー画像が転写された記録シートＳは、中間転写ベルト１８から分離されて定着装置４０へ搬送される。トナー画像が２次転写された記録シートＳは、定着装置４０に設けられた加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に、転写されたトナー画像が熱定着され、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの上方に設けられた排紙トレイ３３上に排出される。

感光体ドラム１１Ｋの上部近傍に配置された帯電器１２Ｋは、図２に示すように、スコロトロン帯電器であり、断面矩形状の中空直方体形状であって感光体ドラム１１Ｋ側の一側面が開口したシールド（帯電安定板）１２２Ｋと、このシールド１２２Ｋの内部に感光体ドラム１１Ｋの軸方向に沿って設けられた針状電極１２１Ｋと、シールド１２２Ｋの開口内に設けられたグリッド電極１２３Ｋとを有している。

帯電器１２Ｋは、帯電電源部６０Ｋから出力される電流および電圧によって制御される。帯電電源部６０Ｋは、針状電極１２１Ｋに接続された針状電極電源部６１Ｋと、シールド１２２Ｋに接続されたシールド電圧生成部６２Ｋとを有している。針状電極電源部６１Ｋは、針状電極１２１Ｋに−７００μＡ程度の定電流を供給し、シールド電圧生成部６２Ｋは、−２００Ｖ〜−１１００Ｖの範囲から選択された所定の電圧（帯電バイアス電圧）をシールド１２２Ｋに印加する。

帯電器１２Ｋでは、シールド１２２Ｋに帯電バイアス電圧が印加された状態で、針状電極１２１Ｋに−７００μＡ程度の定電流を供給することによって針状電極１２１Ｋにコロナ放電が生じ、このコロナ放電によって、感光体ドラム１１Ｋ表面の感光層が所定の電位に帯電される。感光層の電位は、シールド電圧生成部６２Ｋからシールド１２２Ｋに印加される帯電バイアス電圧を変更することによって調整される。

所定の電位に帯電された感光体ドラム１１Ｋ表面の感光層には、露光手段であるプリントヘッド１３Ｋから照射されるレーザ光によって静電潜像が形成されて、現像器１４ＫにおいてＫ色（黒色）のトナーにより現像される。現像器１４Ｋにおけるハウジング内には、磁性粒子であるキャリアとＫ色のトナーとによって構成された二成分現像剤が収容されている。

現像器１４Ｋのハウジング内には、感光体ドラム１１Ｋに対向して配置された現像マグネットローラ１４０Ｋが設けられている。現像マグネットローラ１４０Ｋは、現像剤担持体である円筒状の現像スリーブ１４１Ｋと、現像スリーブ１４１Ｋの内部に固定状態で配置された円柱状のマグネット体１４２Ｋとを有している。現像スリーブ１４１Ｋには、駆動モータ６５Ｋの回転が変速機６６Ｋを介して伝達されており、画像形成時には、所定の回転数で感光体ドラム１１Ｋの回転方向とは反対方向に安定的に回転される。

変速機６６Ｋは、駆動モータ６５Ｋからの出力回転数（回転速度）を、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋのそれぞれに対して、予め設定された所定の回転数（回転速度）になるように変速して伝達する。感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋは、駆動モータ６５Ｋの回転駆動が開始されることによって、同時に回転を開始し、その後に、駆動モータ６５Ｋが所定の回転数で回転される安定回転状態になることにより、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋのそれぞれも、所定の回転数で回転する安定回転状態になる。

駆動モータ６５Ｋには、出力軸の回転数に対応した信号を出力するＦＧ（Frequency Generator）信号発生器６７Ｋが設けられている。ＦＧ信号発生器６７Ｋは、例えば、駆動モータ６５Ｋにおけるロータの周囲に着磁された３６０個のＮＳ対（磁石）と、ロータの回転によって生じる磁界の変化を検出する磁気センサとによって構成されている。従って、ＦＧ信号発生器６７Ｋからは、駆動モータ６５Ｋの回転数（ロータの回転数）に対応したＦＧ信号が出力される。ＦＧ信号は、後述するように、感光体ドラム１１Ｋの回転情報としての回転速度を検出するために使用される。

なお、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋの回転は、上記のように、共通の駆動モータ６５Ｋによって駆動する構成に限らず、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋのそれぞれに対して設けられた駆動モータによって駆動させるようにしてもよい。この場合には、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋのそれぞれが同時に回転駆動されて、同時に所定の回転速度に達するようにそれぞれの駆動モータが制御され、それぞれの駆動モータにおける出力回転数が測定される。

現像スリーブ１４１Ｋには、現像電源部６３Ｋの出力端子が接続されており、現像電源部６３Ｋからは、−１００Ｖ〜−８００Ｖの範囲から選択された所定の電位（本実施形態では−７００Ｖ）の直流電圧と、４〜７ｋＨｚの範囲から選択された所定周波数の交流電圧とが重畳されることによって、ピークｔｏピーク電圧が、１２００〜１４００Ｖｐｐの範囲から選択された所定の現像バイアス電圧が出力され、この現像バイアス電圧が現像スリーブ１４１Ｋに印加される。

現像バイアス電圧が印加された現像スリーブ１４１Ｋが、駆動モータ６５Ｋによって回転されると、現像スリーブ１４１Ｋの表面にはキャリアによって磁気ブラシが形成され、磁気ブラシによってハウジング内のトナーが搬送される。現像スリーブ１４１Ｋの表面を搬送されるトナーは、感光体ドラム１１Ｋの表面に形成された静電潜像に付着し、これによって静電潜像がトナー現像されて、感光体ドラム１１Ｋの表面にＫ色のトナー画像が形成される。

感光体ドラム１１Ｋの下側に中間転写ベルト１８を介して配置された１次転写ローラ１５Ｋには、転写電源部６４Ｋによって、＋５００Ｖ〜＋３０００Ｖの範囲から選択された所定の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。感光体ドラム１１Ｋの表面に形成されたＫ色のトナー画像は、中間転写ベルト１８の外周面に密着すると、１次転写ローラ１５Ｋに印加された転写バイアス電圧によって生じる電界の静電力により、中間転写ベルト１８の外周面上に転写される。

転写ローラ１５Ｋに印加される転写バイアス電圧は、感光体ドラム１１Ｋの表面に形成されたトナー画像が効率的に中間転写ベルト１８に転写されるように所定の電位に予め設定されている。中間転写ベルト１８にトナー画像が転写された感光体ドラム１１Ｋの表面には、トナー画像における十数％程度のトナーが感光体ドラム１１Ｋの表面に残留しており、この残留トナーがクリーナ１６Ｋによって掻き落とされて、図示しない廃トナーボトルに回収される。

残留トナーが掻き落とされた感光体ドラム１１Ｋ表面の感光層は、光学除電部材１７Ｋによって露光されることにより除電される。光学除電部材１７Ｋは、感光体ドラム１１Ｋの軸方向に沿って感光体ドラム１１Ｋの表面に対向して配置された複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードにそれぞれ直列接続された電気抵抗とを有しており、除電電源部６８Ｋから所定電圧（例えば２４Ｖ）が印加されることによって、全ての発光ダイオードが点灯したフル発光状態になる。これにより、感光体ドラム１１Ｋ表面の感光層が露光されて除電される。

＜制御系の構成＞
図３は、画像プロセス部１０におけるＫ色のトナーによるトナー画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋの制御系の主要部の構成を示すブロック図である。画像形成ユニット１０Ｋは、主制御部７０に設けられた画像形成制御部５０Ｋによって制御される。画像形成制御部５０ＫはＣＰＵ（図示せず）を備えており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて、画像形成ユニット１０Ｋにおける感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋを回転させる駆動モータ６５Ｋ、帯電電源部６０Ｋの針状電極電源部６１Ｋおよびシールド電圧生成部６２Ｋ、現像電源部６３Ｋ、転写電源部６４Ｋ、除電電源部６８Ｋ等を制御する。

画像形成制御部５０Ｋには、外部の端末装置等からのプリント（画像形成）ジョブの実行指示を受け付ける受付手段５０ａが設けられており、また、この受付手段５０ａがプリントジョブを受け付けると、駆動モータ６５Ｋを起動させて所定の回転速度（回転数)で安定的に回転させるモータ駆動手段５０ｂが設けられている。モータ駆動手段５０ｂは、受付手段５０ａによって受け付けられたプリントジョブが終了すると、駆動モータ６５Ｋに対して駆動停止を指示して回転駆動を停止させるようになっている。

画像形成制御部５０Ｋには、駆動モータ６５Ｋに設けられたＦＧ信号発生器６７Ｋの出力に基づいて駆動モータ６５Ｋの回転速度、すなわち、感光体ドラム１１Ｋの回転速度を監視する監視手段５０ｃが設けられている。監視手段５０ｃは、モータ駆動手段５０ｂによって駆動モータ６５Ｋの起動が開始されてから安定回転状態に達するまでの移行期間の初期、および、駆動モータ６５Ｋの駆動停止が指示されてから停止状態に達するまでの移行期間の初期において、駆動モータ６５Ｋの回転速度を監視する。

さらに、画像形成制御部５０Ｋには、後述するように、監視手段５０ｃの監視結果に基づいて、駆動モータ６５Ｋ（すなわち感光体ドラム１１Ｋ）が安定回転状態になる時刻および停止状態になる時刻をそれぞれ予測する予測手段５０ｄが設けられるとともに、予測手段５０ｄにて予測される時刻に、帯電器電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋの制御の開始および停止を実行する電源制御手段５０ｅも設けられている。

帯電電源部６０Ｋの針状電極電源部６１Ｋには、針状電極電流生成部６１１Ｋが設けられており、針状電極電流生成部６１１Ｋには、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅから出力される制御信号が制御信号線５４を介して入力されている。針状電極電流生成部６１１Ｋにおいて生成される定電流は、電流電圧変換部６１２Ｋによって所定のレベルの電圧とされて、モニター信号線５５を介して画像形成制御部５０Ｋにモニター信号として与えられている。

画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、モニター信号線５５を介して入力されるモニター信号に基づいて、針状電極電流生成部６１１Ｋから出力される電流が−７００μＡに維持するための制御信号を針状電極電流生成部６１１Ｋに出力する。これにより、針状電極電流生成部６１１Ｋから−７００μＡの定電流が安定的に出力され、その定電流が針状電極電流生成部６１１Ｋの出力端子６１３Ｋに接続された帯電器１２Ｋの針状電極１２１Ｋに供給される。

シールド電圧生成部６２Ｋは、制御信号線５７を介して入力される制御信号に基づいて、−２００Ｖ〜−１１００Ｖの範囲において選択された所定の電位の帯電バイアス電圧を生成し、生成された帯電バイアス電圧を、出力端子６２２Ｋを介して帯電器１２Ｋのシールド１２２Ｋに供給する。これにより、グリッド電極１２３Ｋは所定の電位とされる。シールド電圧生成部６２Ｋから出力される帯電バイアス電圧は、モニター信号としてモニター信号線５６を介して画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅに与えられている。

画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、モニター信号線５６を介して入力されるモニター信号に基づいてフィードバック制御を実行するための制御信号を、制御信号線５７を介してシールド電圧生成部６２Ｋに送信する。シールド電圧生成部６２Ｋは、画像形成制御部５０Ｋから送信される制御信号に基づいて、所定の電位の帯電バイアス電圧を安定的に出力する。電源制御手段５０ｅは、例えば−９００Ｖの帯電バイアス電圧が出力されるように、シールド電圧生成部６２Ｋに制御信号を送信してフィードバック制御する。

現像器１４Ｋの現像電源部６３Ｋには、矩形波交流電圧生成部６３１Ｋと、直流電圧生成部６３２Ｋとが設けられている。矩形波交流電圧生成部６３１Ｋは、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅからクロック信号線５１を介して入力されるクロック信号に基づいて、所定の周波数とされた矩形波交流電圧を、予め設定されたピークｔｏピーク電圧で生成する。矩形波交流電圧生成部６３１Ｋの出力を停止する場合には、電源制御手段５０ｅは、出力されるクロック信号をハイレベルまたはローレベルに固定すればよく、画像形成を終了する際には、矩形波交流電圧生成部６３１Ｋの出力は停止される。

直流電圧生成部６３２Ｋから出力される所定電位の電圧は、矩形波交流電圧生成部６３１Ｋに印加されるとともに、モニター信号としてモニター信号線５２を介して画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅに与えられている。電源制御手段５０ｅでは、モニター信号線５２を介して入力されるモニター信号に基づいて直流電圧生成部６３２Ｋから所定の電位（本実施形態では−７００Ｖ）の直流電圧が出力されるように、直流電圧生成部６３２Ｋに制御信号を出力する。矩形波交流電圧生成部６３１Ｋは、生成した所定周波数の交流電圧に、直流電圧生成部６３２Ｋから供給される直流電圧を重畳することにより、ピークｔｏピーク電圧が１２００Ｖｐｐ〜１４００Ｖｐｐの範囲から選択された所定電圧の現像バイアス電圧を生成して、出力端子６３３Ｋを介して現像スリーブ１４１Ｋに供給する。

また、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、転写電源部６４Ｋが１次転写ローラ１５Ｋに印加する正極性の転写バイアス電圧を、例えば、プリンタ１の電源スイッチがオンされた直後の初期動作において決定して、決定された転写バイアス電圧が転写電源部６４Ｋから出力されるように、転写電源部６４Ｋに制御信号を出力する。転写電源部６４Ｋにて生成された転写バイアス電圧は、１次転写ローラ１５Ｋに印加される。

転写バイアス電圧は、初期動作によって求められる中間転写ベルト１８の抵抗成分と、プリンタ１内に設けられた温度、湿度等を検出する環境センサ（図示せず）によって得られた環境情報とに基づいて、例えば、電源制御手段５０ｅに記憶されたテーブルを用いて決定される。中間転写ベルト１８の抵抗成分は、転写電源部６４Ｋによって１次転写ローラ１５Ｋに対する定電流制御を行った際の中間転写ベルト１８の電圧に基づいて求められる。

さらに、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、光学除電部材１７Ｋに設けられた複数の発光ダイオードに所定電圧を印加する除電電源部６８Ｋを制御して、除電電源部６８Ｋから所定電圧（例えば２４Ｖ）を出力させる。これにより、光学除電部材１７Ｋの全ての発光ダイオードが点灯したフル発光状態になる。
なお、他の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃにも、画像形成制御部５０Ｋと同様の動作を実行する同様の構成の画像形成制御部がそれぞれ設けられている。

＜画像形成制御部による制御＞
このような構成の画像形成制御部５０Ｋによる画像形成動作を開始する際の制御について、図４のタイムチャートおよび図５のフローチャートに基づいて説明する。
画像形成制御部５０Ｋは、感光体ドラム１１Ｋの回転が停止状態であって、帯電電源部６２のシールド電圧生成部６２Ｋ、現像電源部６３Ｋの直流電圧生成部６３２Ｋ、除電電源部６８Ｋのそれぞれが出力停止状態になった待機状態で、受付手段５０ａにてプリントジョブの指示が受け付けられると、モータ駆動手段５０ｂは、停止状態になった駆動モータ６５Ｋに対して起動を指示する（図５のステップＳ１参照）。

駆動モータ６５Ｋに対して起動が指示されると、監視手段５０ｃが、駆動モータ６５Ｋが起動されてから安定回転状態になるまでの移行期間の初期において予め設定された測定時間ｔ１にわたって、ＦＧ信号発生器６７Ｋの出力を監視し、また、予測手段５０ｄが、監視手段５０ｃの監視結果に基づいて、測定時間ｔ１が経過した時点から、駆動モータ６５Ｋが安定回転状態になると予測される時間までの予測時間（制御時間）ｔ２を演算する（ステップＳ２およびＳ３）。この演算の詳細については後述する。

その後、測定時間ｔ１が経過すると（ステップＳ３において「ＹＥＳ」）、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅが、シールド電圧生成部６２Ｋ、直流電圧生成部６３２Ｋ、除電電源部６８Ｋの制御を開始し、それぞれの出力電圧を昇圧させる（ステップＳ４）。この場合、電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ２および制御時間ｔ２と若干の遅延時間にわたって、シールド電圧生成部６２Ｋおよび直流電圧生成部６３２Ｋのそれぞれを、画像形成動作のために必要とされる予め設定された所定の帯電バイアス電圧および現像バイアス電圧が出力されるように、それぞれ昇圧するとともに、除電電源部６８Ｋも、制御時間ｔ２にわたって、感光体ドラム１１Ｋの表面を除電するために必要とされる所定の電圧が出力されるように昇圧する。この制御の詳細については後述する。

その後、電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ２が経過すると（ステップＳ５において「ＹＥＳ」）、矩形波交流電圧生成部６３１Ｋの駆動の開始を指示して、矩形波交流電圧生成部６３１Ｋから所定の矩形波交流電圧を出力させる（ステップＳ６）。このような状態になると、以降は、通常の画像形成動作が実行されるように、駆動モータ６５Ｋを予め設定された所定の回転数で回転する安定回転状態に制御して、感光体ドラム１１Ｋを安定回転状態に維持し、また、帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋを、それぞれ所定の現像バイアス電圧および帯電バイアス電圧が安定的に出力される安定出力状態に制御し、除電電源部６７Ｋを所定の露光電圧が安定的に出力される安定出力状態（フル発光状態）に制御することになる（ステップＳ７）。

この場合の画像形成制御部５０Ｋによる制御の詳細について、図６のタイムチャートに基づいて説明する。画像形成制御部５０Ｋの監視手段５０ｃは、モータ駆動手段５０ｂが駆動モータ６５Ｋの起動を指示した後の図５のステップＳ２において、予め設定された所定の時間間隔Δｔ毎に、ＦＧ信号発生器６７Ｋから出力されるＦＧ信号のパルス列から１つのパルスを取得して、取得されたパルスと、監視手段５０ｃの内部にて生成されるクロックパルスと比較する。

監視手段５０ｃにて生成されるクロックパルスは、ＦＧ信号のパルス周期よりも非常に速い周期になっており、ＦＧ信号の１つのパルス内に含まれるクロックパルスの個数に基づいて、取得されたＦＧ信号のパルス幅を算出し、算出されたパルス幅に基づいて駆動モータ６５Ｋの回転数を演算する。監視手段５０ｃは、このような駆動モータ６５Ｋの回転数の演算を、測定時間ｔ１の間にわたって、所定の時間間隔Δｔ毎に繰り返す。

画像形成制御部５０Ｋの予測手段５０ｄは、監視手段５０ｃにて時間間隔Δｔ毎にそれぞれ演算される駆動モータ６５Ｋの回転数に基づいて、測定時間ｔ１の経過時点における駆動モータ６５Ｋの回転数を演算する。この演算は、例えば、順次取得される駆動モータ６５Ｋの回転数の変化（増加）量を算出して平均化処理し、得られた平均化処理値（平均増加率）に基づいて行われる。さらに、予測手段５０ｄは、測定時間ｔ１の経過時点における駆動モータ６５Ｋの回転数を演算すると、測定時間ｔ１の経過時刻から所定回転数に達する時刻までの制御時間ｔ２を算出する。予測手段５０ｄは、このような時間間隔Δｔ毎の制御時間ｔ２の算出を、測定時間ｔ１が経過するまで繰り返す。

なお、予測手段５０ｄは、測定時間ｔ１が経過するまで、所定時間間隔Δｔ毎に回転数の変化の平均化処理を繰り返す必要はなく、例えば、新たに得られた平均化処理値と前回に得られた平均化処理値との差が所定の範囲になると、以後は、所定時間間隔Δｔ毎の駆動モータ６５Ｋの回転数の算出を中止して、最終的に得られた平均化処理値に基づいて制御時間ｔ２を算出するようにしてもよい。あるいは、所定時間間隔Δｔ毎の駆動モータ６５Ｋの回転数の変化を、１次関数、２次関数等として近似することができる場合には、その関数が求められた時点で回転数の算出を中止し、求められた関数に基づいて制御時間ｔ２を算出するようにしてもよい。

その後、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、測定時間ｔ１が経過した時点で、帯電電源部６０Ｋにおける針状電極電流生成部６１１Ｋおよびシールド電圧生成部６２Ｋの制御、現像電源部６３Ｋにおける直流電圧生成部６３２Ｋの制御、除電電源部６８Ｋの制御を、それぞれ開始する（図５のステップＳ４）。
この場合、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、制御を開始してから制御時間ｔ２の間にわたって、シールド電圧生成部６２Ｋから−９００Ｖの帯電バイアス電圧が出力されるように、シールド電圧生成部６２Ｋの昇圧を継続して制御するとともに、制御時間ｔ２が経過した時刻に安定回転状態の感光体ドラム１１Ｋの表面部分が帯電器１２Ｋにて帯電されてから、その帯電部分が現像スリーブ１４１Ｋの対向位置に達する時間（ｔｒ）が経過した時刻（図６において、時間ｔｒは省略）に、現像電源部６３Ｋの直流電圧生成部６３２Ｋから−７００Ｖの現像バイアス電圧が出力されるように、直流電圧生成部６３２Ｋの昇圧を、制御時間ｔ２＋時間（ｔｒ）にわたって継続する。また、電源制御手段５０ｅは、除電電源部６８Ｋの出力が、制御を開始してから制御時間ｔ２が経過した時刻に２４Ｖの出力電圧になるように制御時間ｔ２にわたって昇圧を継続する。

例えば、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ２として１００ｍｓが算出されると、制御を開始してから１００ｍｓ後に、シールド電圧生成部６２Ｋの出力電圧を０Ｖから−９００Ｖにまで昇圧させるために、１０ｍｓ毎に出力電圧が−９０Ｖずつ昇圧するようにシールド電圧生成部６２Ｋを制御する。同様に、制御を開始してから「１００＋ｔｒ」ｍｓ後に直流電圧生成部６３２Ｋの出力電圧を０Ｖから−７００Ｖにまで昇圧させるために、「１０＋（ｔｒ／１０）」ｍｓ毎に出力電圧が−７０Ｖずつ昇圧するように制御する。さらには、除電電源部６８Ｋを、制御を開始してから１００ｍｓ後に２４Ｖの出力電圧に昇圧するために、１０ｍｓ毎に出力電圧が２．４Ｖずつ昇圧するように制御する。

画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ２の間、シールド電圧生成部６２Ｋ、直流電圧生成部６３２Ｋ、除電電源部６８Ｋの制御を継続する。これにより、制御時間ｔ２が経過した時刻に、シールド電圧生成部６２Ｋからの出力が−９００Ｖの帯電バイアス電圧に達すると同時に、除電電源部６８Ｋからの出力が２４Ｖに達し、さらには、若干の遅延時間「ｔｒ」ｍｓの後に現像電源部６３Ｋの直流電圧生成部６３２Ｋからの出力が−７００Ｖに達することになる。

なお、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ２が経過した時刻に、現像電源部６３Ｋにおける矩形波交流電圧生成部６３１Ｋから所定の矩形波交流電圧を出力させる。これにより、現像スリーブ１４１Ｋは、−７００Ｖの直流電圧に矩形波交流電圧が重畳された所定の現像バイアス電圧が印加される。
制御時間ｔ２が経過した以降は、駆動モータ６５Ｋは、画像形成制御部５０Ｋのモータ駆動手段５０ｂによって所定の回転数で回転する安定回転状態に維持され、これにより、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋも、同様に、所定の回転数で回転する安定回転状態に維持される。また、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅによって、シールド電圧生成部６２Ｋおよび直流電圧生成部６３２Ｋが、それぞれ、−９００Ｖおよび−７００Ｖの安定出力状態に維持されるとともに、除電電源部６８Ｋも２４Ｖの安定出力状態に維持される。

このような状態で、画像プロセス部１０では画像形成動作が実行され、安定回転状態になった感光体ドラム１１Ｋが、安定出力状態になったシールド電圧生成部６２Ｋからの帯電バイアス電圧が印加された帯電器１２Ｋによって一様に帯電される。そして、プリントヘッド１３Ｋから照射されるレーザ光によって感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成されて、その静電潜像が、現像器１４Ｋの現像スリーブ１４１Ｋによって搬送されるトナーによって現像される。現像スリーブ１４１Ｋには、安定出力状態になった直流電圧生成部６３２Ｋから出力される直流電圧によって形成された現像バイアス電圧が印加されている。

以上のように、プリントジョブが指示された場合に、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋの回転が所定の安定回転状態になる時間を、回転が開始された駆動モータ６５Ｋの出力回転数に基づいて予測しているために、感光体ドラム１１Ｋが安定回転状態になる時間を、駆動モータ６５Ｋ固有の回転特性のばらつき、環境変化による駆動モータ６５Ｋの回転特性の変化等に関係なく、高精度で正確に予測することができる。従って、感光体ドラム１１Ｋが安定回転状態になるまでの時間が、駆動モータ６５Ｋの回転特性等を考慮して不必要に長く設定されるおそれがなく、これにより、安定回転状態になるまでの時間を短縮することが可能になる。

比較のために、画像形成動作開始時に、感光体ドラムが安定回転状態に達した時点で、帯電器および現像スリーブによる帯電を開始するとともに、光学除電部材による露光を開始する従来の制御の一例を、図１０に示すタイムチャートに基づいて説明する。
この場合、感光体ドラムおよび現像スリーブは、画像形成の開始が指示されることにより、回転停止状態から、共通の駆動モータによって、同時に、回転駆動が開始される。また、感光体ドラムおよび現像スリーブの回転と同時に、光学除電部材も、所定電圧が印加されたフル発光状態になり、感光体ドラム表面の感光層を露光して除電する。

その後、予め設定された所定時間（例えば０．４ｓ）が経過すると、感光体ドラムおよび現像スリーブは所定の回転数で回転した状態になっており、この状態で、帯電電源部および現像電源部のそれぞれの制御が開始される。帯電電源部および現像電源部は、制御が開始されてから所定時間が経過した時点で、所定の帯電バイアス電圧および現像バイアス電圧がそれぞれ安定的に出力される安定出力状態になる。

帯電電源部および現像電源部のそれぞれの制御が開始される所定時間は、感光体ドラムが所定の回転数で回転する安定回転状態に確実になっている時間に設定される。このために、感光体ドラムを回転駆動するモータのトルク特性のばらつき、動力伝達機構の伝動特性のばらつき、感光体ドラムの回転特性のばらつき、環境変化によるそれぞれの特性の変化等を考慮して、感光体ドラムが安定回転状態になるために必要とされる最も長い時間（０．４ｓ程度）に設定されている。

このような制御では、帯電電源部は、感光体ドラムの回転開始から所定時間が経過するまでは制御が開始されず、また、制御が開始されてから所定の高電圧のバイアス電圧を出力するまでも時間がかかるために、画像形成動作の開始が遅れるという問題がある。これにより、画像形成動作を効率よく実施することができず、作業効率が低下することになる。

これに対して、本実施形態では、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋの回転開始から、安定回転状態になるまでの間の回転動作に並行して帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋの制御が実行されており、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋが安定回転状態になる制御時間ｔ２が経過した時点で、帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋのそれぞれが安定出力状態になるように制御を開始しているので、感光体ドラム１１Ｋが安定回転状態になってから制御を開始する図１０の従来の制御方法に比較して、画像形成動作を迅速に開始することができる。

感光体ドラムが高速回転される高速機の場合には、画像形成動作の開始までの時間が短縮されることによって、感光体ドラムの高速回転時間も短くなり、回転機構等の劣化が抑制されることになる。
さらに、本実施形態では、感光体ドラム１１Ｋは、測定時間ｔ１にわたる低速回転状態の間は帯電されないために、感光層が劣化することを抑制することができる。また、感光体ドラム１１Ｋの感光層は、光学除電部材６８Ｋによる露光量が増加することによっても劣化することが知られているが、光学除電部材６８Ｋによるフル発光状態での露光時間も、図１０に示す従来の制御方法の場合よりも短縮することができる。これによっても、感光層の劣化を抑制することができ、感光体ドラム１１Ｋを高寿命化することができる。

しかも、画像形成が開始される時刻に、それぞれ所定の帯電バイアス電圧および現像バイアス電圧になるように、制御時間ｔ２にわたって、帯電電源部６０Ｋのシールド電圧生成部６２Ｋおよび現像電源部６３Ｋの直流電圧生成部６３２Ｋの昇圧が継続されることから、感光体ドラム１１Ｋの表面と、現像スリーブ１４１Ｋの電位とがそれぞれ所定の電位差に維持される。これにより、感光体ドラム１１Ｋに形成されるトナー画像に、「トナーかぶり」、「キャリア付着」が発生することを防止することができる。

次に、画像形成動作を終了させる場合における画像形成制御部５０Ｋによる制御を図７のタイムチャートおよび図８のフローチャートに基づいて説明する。画像形成制御部５０Ｋの受付手段５０ａによって受け付けられたプリントジョブが終了すると、モータ駆動手段５０ｂは、所定回転数で安定回転している駆動モータ６５Ｋの駆動の停止を指示する（図８のステップＳ１１）。

また、監視手段５０ｃは、駆動モータ６５Ｋの駆動の停止が指示された後、回転が停止されるまでの移行期の初期において予め設定された測定時間ｔ３にわたって、ＦＧ信号発生器６７Ｋの出力を監視し、予測手段５０ｄが、監視手段５０ｃの監視結果に基づいて、測定時間ｔ３が経過した時刻から、駆動モータ６５Ｋの回転が停止すると予測される停止予測時間（制御時間）ｔ４を演算する（ステップＳ１２およびＳ１３）。この演算の詳細については後述する。

その後、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、測定時間ｔ３が経過した時点において（ステップＳ１３において「ＹＥＳ」）、シールド電圧生成部６２Ｋ、直流電圧生成部６３２Ｋ、除電電源部６８Ｋの停止制御を開始し、それぞれの出力を降圧させる（ステップＳ１４）。この場合、電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ４が経過した時刻に、シールド電圧生成部６２Ｋ、直流電圧生成部６３２Ｋ、除電電源部６８Ｋのそれぞれを、待機状態における所定電圧が出力されるように降圧する。この制御の詳細については後述する。制御時間ｔ４が経過すると（ステップＳ１５において「ＹＥＳ」）、画像形成制御部５０Ｋによる制御は終了する。

この場合の画像形成制御部５０Ｋによる制御の詳細について、図９のタイムチャートに基づいて説明する。画像形成制御部５０Ｋのモータ駆動手段５０ｂが安定回転状態の駆動モータ６５Ｋに対して回転駆動の停止を指示した後の図８のステップＳ１２において、監視手段５０ｃは、まず、駆動モータ６５Ｋの回転数を演算する。この場合の回転数の演算は、前述した画像形成動作の開始時における回転数の演算と同様になっている。監視手段５０ｃは、このような駆動モータ６５Ｋの回転数の演算を、測定時間ｔ３の間にわたって、所定の時間間隔Δｔ毎に繰り返す。

画像形成制御部５０Ｋの予測手段５０ｄは、監視手段５０ｃにて時間間隔Δｔ毎にそれぞれ演算される駆動モータ６５Ｋの回転数に基づいて、測定時間ｔ３が経過した時刻における駆動モータ６５Ｋの回転数を演算する。この演算は、例えば、順次取得される駆動モータ６５Ｋの回転数の変化（減少）量を算出して平均化処理し、得られた平均化処理値（平均減少率）に基づいて行われる。そして、予測手段５０ｄは、測定時間ｔ３の経過時刻における駆動モータ６５Ｋの回転数を演算すると、測定時間ｔ３の経過時刻から、回転が停止するまでの制御時間ｔ４を算出する。予測手段５０ｄは、このような時間間隔Δｔ毎の制御時間ｔ４の算出を、測定時間ｔ３が経過するまで繰り返す。

なお、この場合にも、予測手段５０ｄは、測定時間ｔ３に達するまで、所定時間間隔Δｔ毎に回転数の変化の平均化処理を繰り返す必要はなく、例えば、新たに得られた平均化処理値と前回に得られた平均化処理値との差が所定の範囲になれば、以後は、所定時間間隔Δｔ毎の駆動モータ６５Ｋの回転数の算出を中止して、最終的に得られた平均化処理値に基づいて制御時間ｔ4を算出するようにしてもよい。あるいは、所定時間間隔Δｔ毎の駆動モータ６５Ｋの回転数の変化を、１次関数、２次関数等として近似することができる場合には、その関数が求められた時点で回転数の算出を中止し、求められた関数に基づいて制御時間ｔ４を算出するようにしてもよい。

その後、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、測定時間ｔ３が経過した時刻に、帯電電源部６０Ｋにおける針状電極電流生成部６１１Ｋおよびシールド電圧生成部６２Ｋの停止制御を開始するとともに、現像電源部６３Ｋにおける直流電圧生成部６３２Ｋの停止制御を開始し、さらには、除電電源部６８Ｋの停止制御を開始する。
この場合、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、制御を開始してから制御時間ｔ４が経過した時刻に、シールド電圧生成部６２Ｋから、待機時における出力電圧である−３００Ｖの帯電バイアス電圧が出力されるように、シールド電圧生成部６２Ｋを制御時間ｔ４にわたって降圧制御するとともに、現像電源部６３Ｋの直流電圧生成部６３２Ｋから、待機時における出力電圧である−２００Ｖの現像バイアス電圧が出力されるように、直流電圧生成部６３２Ｋを制御時間ｔ４にわたって降圧制御する。また、除電電源部６８Ｋも、制御時間ｔ４が経過した時刻に、待機時における出力電圧である０Ｖになるように制御時間ｔ４にわたって降圧制御する。

例えば、電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ４として１００ｍｓが算出されると、制御を開始してから１００ｍｓ後に、シールド電圧生成部６２Ｋの出力電圧を−９００Ｖから−３００Ｖにまで降圧させるために、１０ｍｓ毎に出力電圧が−６０Ｖずつ変化するようにシールド電圧生成部６２Ｋを降圧制御する。同様に、制御を開始してから１００ｍｓと後に、直流電圧生成部６３２Ｋの出力電圧を−７００Ｖから−２００Ｖにまで降圧させるために、１０ｍｓ毎に出力電圧が−５０Ｖずつ変化するように降圧制御する。さらには、除電電源部６８Ｋを、制御を開始してから１００ｍｓ後に２４Ｖの出力電圧になるよう、１０ｍｓ毎に出力電圧が２．４Ｖずつ低下するように降圧制御する。

画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ４の間、シールド電圧生成部６２Ｋ、直流電圧生成部６３２Ｋ、除電電源部６８Ｋの降圧制御を継続する。これにより、制御時間ｔ４が経過した時刻に、現像電源部６３Ｋの直流電圧生成部６３２Ｋからの出力が−２００Ｖの待機電圧に達すると同時に、シールド電圧生成部６２Ｋからの出力が−３００Ｖの待機電圧に達し、さらには、除電電源部６８Ｋからの出力が０Ｖに達することになる。この場合、画像形成制御部５０Ｋの電源制御手段５０ｅは、制御時間ｔ２が経過した時刻に、現像電源部６３Ｋにおける矩形波交流電圧生成部６３１Ｋからの矩形波交流電圧の出力が停止するように制御する。

制御時間ｔ４が経過した以降は、駆動モータ６５Ｋは、回転が停止した待機状態に維持されるために、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋも、同様に、回転が停止した待機状態に維持される。同様に、シールド電圧生成部６２Ｋおよび直流電圧生成部６３２Ｋも、それぞれ、−３００Ｖおよび−２００Ｖの待機電圧出力状態に維持されるとともに、除電電源部６８Ｋも０Ｖの待機電圧出力状態に維持される。

なお、画像形成動作を終了させる際において、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋの回転停止時に、現像電源部６３Ｋおよび帯電電源部６０Ｋのそれぞれから現像スリーブ１４１Ｋおよび帯電器１２Ｋに出力される待機電圧として、−２００Ｖおよび−３００Ｖになるように制御する構成に限らず、それぞれの電圧が０Ｖ（出力停止状態）となるように制御してもよい。

比較のために、画像形成動作の終了時における制御の一例を、図１１に示すタイムチャートに基づいて説明する。感光体ドラムおよび現像スリーブは所定回転数の安定回転状態で画像形成動作を実行し、画像形成動作が終了すると、帯電電源部および現像電源部の駆動停止制御が開始される。これにより、帯電電源部および現像電源部は、所定時間が経過することにより、出力停止状態になる。

帯電電源部および現像電源部のそれぞれの出力が停止されると、その時点で、感光体ドラムおよび現像スリーブの回転を停止させるための制御が開始される。これと同時に、光学除電部材に対する電圧の印加も停止される。感光体ドラムは、回転駆動停止の制御が開始されてから、例えば、約０．５ｓの後にそれぞれ回転停止状態になる。また、光学除電部材は、感光体ドラムおよび現像スリーブに比較して短時間で発光停止状態になる。

このような制御では、帯電器が帯電停止状態になってから感光体ドラムの回転停止の制御が開始されており、しかも、回転停止状態になるまでに比較的長い時間（０．５ｓ程度）が必要であるために、画像形成動作の終了が遅れることになる。これにより、次のジョブの開始、所定の終了動作処理等が遅れて、作業効率が低下するおそれがある。
本実施形態では、画像形成動作を終了させる際に、駆動モータ６５Ｋの回転が所定の安定回転状態から回転停止状態になる時間を、駆動モータ６５Ｋの回転に基づいて予測しているために、駆動モータ６５Ｋ固有の回転特性のばらつき、環境変化による駆動モータ６５Ｋの回転特性の変化等に関係なく、回転停止状態になる時間を高精度で正確に予測することができる。従って、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋのそれぞれが回転停止状態になるまでの時間を、図１１に示す制御方法よりも短縮することが可能になる。

しかも、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋの回転停止制御の開始から、回転停止状態になるまでの間の回転動作に並行して帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋの出力停止のための制御が開始されており、その後、感光体ドラム１１Ｋおよび現像スリーブ１４１Ｋが回転停止状態になる制御時間ｔ４が経過した時刻に、帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋのそれぞれを出力停止状態になるように制御しているので、図１１の従来の制御方法に比較して、所定の終了処理等に迅速に移行することができる。

さらには、画像形成が終了される時刻に、それぞれ所定の帯電バイアス電圧および現像バイアス電圧になるように、制御時間ｔ４にわたって、帯電電源部６０Ｋのシールド電圧生成部６２Ｋおよび現像電源部６３Ｋの直流電圧生成部６３２Ｋの降圧が継続されることから、感光体ドラム１１Ｋの表面と、現像スリーブ１４１Ｋの電位とがそれぞれ所定の電位差に維持することができる。これにより、感光体ドラム１１Ｋに形成されるトナー画像に、「トナーかぶり」、「キャリア付着」が発生することを防止することができる。

なお、上記の説明では、Ｋ色のトナーの画像形成ユニット１０Ｋにおいて実行される制御について説明したが、他の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃにおいても、同様の制御が実行される。
また、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではない。上記の実施形態では、予め設定された測定時間にわたって、駆動モータ６５Ｋの回転数を監視して、所定回転数に達する予測時間を算出し、測定時間が経過した時点で、帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋの制御を開始する構成であったが、例えば、測定時間を設定することなく、駆動モータ６５Ｋの回転数に基づいて所定回転数に達する予測時刻を算出し、予測時刻が算出された時点で、帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋが所定の出力状態（例えば最大出力状態）で所定電圧に達するために要する必要時間を予測時間（制御時間）として算出し、予測時間（制御時間）後に前記予測時刻に達するための制御の開始時刻を算出して、その開始時刻において帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋの昇圧または降圧を開始するようにしてもよい。この場合、帯電電源部６０Ｋおよび現像電源部６３Ｋを、それぞれ昇圧または降圧の変化が一定になるような所定の出力状態に維持するように制御して、昇圧または降圧が継続して実行される。

さらには、本発明に係る画像形成装置は、タンデム型カラーデジタルプリンタに限るものではなく、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これら４つの現像装置を、順次、静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を形成する、いわゆる４サイクル方式の画像形成装置であってもよい。また、本発明は、プリンタに限らず、複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Printer）等にも適用できる。

本発明は、トナー画像を形成する画像形成装置において、画像形成を開始する際に、迅速に画像形成動作を開始することができる。

１０ 画像プロセス部
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成ユニット
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ドラム
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ 帯電器
１２１Ｋ 針状電極
１２２Ｋ シールド
１２３Ｋ グリッド電極
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ プリントヘッド
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ 現像器
１４０Ｋ 現像マグネットローラ
１４１Ｋ 現像スリーブ
１８ 中間転写ベルト
３０ シート搬送部
４０ 定着装置
５０Ｋ 制御部
６０Ｋ 帯電電源部
６１Ｋ 針状電極電源部
６２Ｋ シールド電圧生成部
６３Ｋ 現像電源部
６３１Ｋ 矩形波交流電圧生成部
６３２Ｋ 直流電圧生成部
６５Ｋ 駆動モータ
６６Ｋ 変速機
６７Ｋ ＦＧ信号発生器

Claims (7)

1. 回転される感光体の表面を、帯電器によって一様帯電した後、静電潜像を形成し、現像器によって前記静電潜像を現像する画像形成装置であって、
   前記感光体を回転駆動する回転駆動装置と、
   前記帯電器に印加される帯電バイアス電圧を出力する帯電電源部と、
   画像形成ジョブを受け付ける受付手段と、
   装置が待機状態にある時に前記画像形成ジョブを受け付けると、前記回転駆動装置を起動して所定回転速度に達するまで加速するモータ駆動手段と、
   前記回転駆動装置が起動されてから前記所定回転速度に達するまでの移行期間の初期において、前記感光体の回転速度の変化を監視する監視手段と、
   当該監視手段の監視結果に基づいて、前記感光体が所定回転速度に達すると予測される予測時刻を算出する予測手段と、
   前記予測時刻が算出された後に、前記帯電電源部の出力電圧の昇圧を開始し、前記予測時刻に出力電圧が所定の帯電バイアス電圧に達するように、前記帯電電源部を制御する電源制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記予測手段は、前記移行期間の初期において予め設定された所定の測定時間が経過するまでの間に、前記予測時刻の算出を終了することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記予測手段は、前記測定時間の間に、所定の時間間隔毎に前記予測時刻の算出を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記電源制御手段は、前記昇圧の開始が、前記測定時間が経過した時点であることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像器は、現像電源部から出力される所定の現像バイアス電圧が印加された現像剤担持体によって搬送される現像剤により前記静電潜像を現像し、
   前記電源制御手段は、前記予測手段が前記予測時刻の算出が終了した後に前記現像電源部から出力される現像バイアス電圧の昇圧を開始し、前記予測時刻に出力電圧が所定の帯電バイアス電圧に達するように、前記現像電源部を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像器による現像位置よりも前記感光体の回転方向の下流側であって前記帯電器による帯電位置よりも前記感光体の回転方向の上流側において、前記感光体の表面は、除電電源部から出力される所定電圧が印加された光学除電部材によって除電されるようになっており、
   前記電源制御手段は、前記予測手段が前記予測時刻を算出した後に、前記除電電源部から出力される電圧の昇圧を開始し、前記予測時刻に出力電圧が所定の電圧に達するように、前記除電電源部を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記モータ駆動手段は、前記受付手段によって受け付けられた画像形成ジョブが終了することにより前記回転駆動装置の駆動停止を指示し、
   前記監視手段は、前記回転駆動装置の停止が指示された後、回転停止するまでの移行期間の初期において、前記感光体の回転速度の変化を監視し、
   前記予測手段は、当該監視手段の監視結果に基づいて、前記感光体の回転が停止すると予測される停止予測時刻を算出し、
   前記電源制御手段は、前記停止予測時刻が算出された後に、前記帯電電源部から出力される帯電バイアス電圧の降圧を開始し、前記停止予測時刻に出力電圧が所定の待機電圧に達するように前記帯電電源部を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

Images