JP5824209B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置では、予めトナー画像を像担持体上に形成しておいてから、搬送されてきた記録媒体に画像を転写する。とりわけ、画像形成装置は、露光装置や定着装置等の画像形成手段の準備動作が完了した後に給紙搬送を開始することで、安定して良好な画像を得る。たとえば、露光装置が備えるスキャナモータの回転数が目標値に達し、かつ定着装置の温度が目標温度に達したタイミングで記録媒体の給紙が開始される。

画像形成装置には、良好な画像を形成できること、画像の形成を指示してから画像が形成された記録媒体が出力されるまでの時間であるファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）が短いことを両立することが要求される。上述したように、良好な画像を形成するためには、露光装置や定着装置の準備動作が完了するまで待たねばならないため、この待ち時間がＦＰＯＴの制限となっている。

特許文献１によれば、ＦＰＯＴを短縮するため、露光装置の準備完了と同時に潜像の形成を開始し、潜像に対応したトナー画像が転写ローラに到達すると同時に記録媒体先端が転写ローラに到達するように、給紙タイミングを制御する構成が開示されている。特許文献２には、スキャナモータの回転数が最終目標値より低い目標値に達したタイミングで、記録媒体の給紙を行い、スキャナモータの回転数が最終の目標値に達すると同時に記録媒体が転写ローラに達するように給紙タイミングを制御する構成が開示されている。

特開平６−６４２１９号公報 特開２００３−２８０４８８号公報

しかし、特許文献１、２では、印刷対象となっている画像の先端に存在する余白を考慮していない。そのため、画像形成エンジンを制御するエンジン制御部は、露光装置の準備完了と同時にＴＯＰ信号を出力し、画像データ生成部はＴＯＰ信号を受信すると余白のラスターイメージデータ（余白データ）を送出する。つまり、画像形成の準備は整っているものの、実際には、余白部を記録媒体上に形成した後で画像が形成されることになる。これは、余白部の形成時間だけ、さらに、ＦＰＯＴを短縮できる可能性があることを意味する。

１つの案として、用紙に形成される余白分だけＴＯＰ信号を前倒しして出力することで、ＦＰＯＴの短縮をする方法が考えられる。しかし、この案では、スキャナが目標回転数に収束する前にＴＯＰ信号を出力することになる。そのため、ＴＯＰ信号の出力タイミング以降に検知されるスキャナの走査信号（ＢＤ信号）の出力回数で画像位置を決定する機構においては、ＢＤ信号の周期が不安定な期間にＴＯＰ信号を出力することになり、出力画像の位置も狂ってしまう。一般に、記録媒体先端と画像の形成位置を合わせるため、センサで記録媒体の位置を検知してからＴＯＰ信号を出力する。よって、余白分だけＴＯＰ信号の出力タイミングを前倒しすると、余白量に応じて前倒しする時間の長さに依存して、センサで記録媒体の位置を検知する前にＴＯＰ信号を出力することになる。そのため、給紙する際に生じる搬送ばらつきの影響を直接受けることになり、実画像の出力位置がずれてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、画像位置のずれを防止しつつ、ファーストプリントアウトタイムを短縮することを目的とする。

本発明は、たとえば、
記録媒体を給紙する給紙手段と、
記録媒体を検知する検知手段と、
画像の書き出し開始を示す信号を出力する信号出力手段と、
外部機器から受信した画像形成ジョブデータを展開して第１画像データを求め、前記第１画像データが余白を示す情報であるか否かに基づき記録媒体の搬送方向の先端側の余白部を除いた第２画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像の書き出し開始を示す信号が入力されると、前記第２画像データを出力する画像データ出力手段と、
前記画像データ出力手段が出力した前記第２画像データに対応した画像を形成する画像形成手段と、
前記記録媒体の搬送方向の先端側から前記第２画像データの開始位置の手前までの搬送方向の長さを前記余白部の搬送方向の長さとして算出する算出手段と、
前記画像形成手段を起動してから前記画像形成手段が安定した状態に移行するまでの移行時間から、前記算出手段により算出された前記余白部の搬送方向の長さに対応した第１搬送時間と、前記給紙手段が給紙を開始したタイミングから前記検知手段が記録媒体を検知したタイミングまでの第２搬送時間とを減算することで初期時間を決定する決定手段と、
前記画像形成手段を起動したタイミングから前記初期時間が経過したタイミングで前記給紙手段による給紙を開始させる制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、画像位置のずれを防止しつつ、ファーストプリントアウトタイムを短縮することが可能となる。

実施例１による画像形成システムの構成を示す図。 実施例１による画像形成装置の基本構成を示す図。 実施例１における画像形成時のコントローラの制御動作を示す図。 実施例１におけるラスターイメージデータと実画像データ開始位置を示す図。 実施例１における画像形成時の画像形成装置の制御動作を示す図。 実施例１における画像形成時における給紙制御を示す図。 実施例１における給紙制御を行った際に実行される画像形成のタイミングを示す図。 実施例１における各種の距離を示す図。 実施例１における画像形成処理を示す図。 実施例２における画像形成時における給紙制御を示す図。 実施例２における給紙制御を行った際に実行される画像形成のタイミングを示す図。

［実施例１］
図１、図２を用いて実施例１における画像形成装置について説明する。図１において、画像形成装置１００は、外部機器の一例であるホストコンピュータ１０１から画像を形成するためのジョブデータを受信して記録媒体に画像を形成する。画像形成装置１００は、印刷装置、プリンター、複写機、複合機、ファクシミリのいずれであってもよい。また、記録媒体は、記録材、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。ジョブデータは、画像データや印刷命令を含んでいる。ホストコンピュータ１０１は、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラなどのいずれであってもよい。

画像形成装置１００は、プリントコントローラ１２０と、画像形成エンジン１３０とを備えている。プリントコントローラ１２０は、画像データ生成部として機能し、各種のユニットを備えている。ＣＰＵ１０２は、プリントコントローラ１２０の全体を統括的に制御する制御ユニットである。ＣＰＵ１０２は、例えば、画像データ（ＰＤＬデータなど）をラスターイメージデータに展開する処理や、印刷命令を印刷予約／印刷指示コマンドに変換する処理、余白の削除、余白の長さの計測などを実行する。ラスターイメージデータ一種の画像データである。通信制御回路１０３は、ホストコンピュータ１０１から送信される画像データや印刷命令を受信したり、印刷状況を示す情報をホストコンピュータ１０１に送信したりする。ＲＡＭ１０４は記憶装置の一種であり、プログラムやラスターイメージデータなどを一時的に記憶する。ＲＡＭ１０４は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブなどの記憶装置であってもよい。ビデオインターフェイス制御回路１０５は、ラスターイメージデータや余白の長さを示す余白データ、印刷予約／印刷指示コマンドを画像形成エンジン１３０に送信する。また、ビデオインターフェイス制御回路１０５は、画像形成エンジン１３０からＴＯＰ信号やＢＤ信号、画像形成エンジンの状態を示すステータス信号を受信する。ＴＯＰ信号は、ラスターイメージデータの出力開始を指示する信号である。ＢＤ信号は、回転多面鏡により操作された光ビームが像担持体上を１ライン走査するたびに１回出力される信号である。ＣＰＵ１０２は、ホストコンピュータ１０１から画像データと印刷命令を受け取ると、画像データをラスターイメージデータに変換し、印刷命令を解析して画像形成エンジン１３０の構成に合わせた印刷予約コマンドを生成する。そして、ＣＰＵ１０２は、ビデオインターフェイス制御回路１０５を介して、印刷予約コマンドと印刷開始を指示する印刷開始コマンド、余白の長さを示す余白データ、ラスターイメージデータを画像形成エンジン１３０に送出する。ビデオインターフェイス制御回路１０５は、画像の書き出し開始を示す信号が入力されると、画像データを出力する画像データ出力手段として機能する。

画像形成エンジン１３０は、画像データ出力手段が出力した画像データに対応した画像を形成する画像形成手段として機能する。ＣＰＵ１０６は画像形成エンジン１３０の全体を統括的に制御する制御ユニットである。高圧制御回路１０７は、画像形成に必要となる高圧（高電圧）の印加を制御する回路である。帯電ローラ１０８は、高圧制御回路１０７によって制御された帯電バイアスを印加され、図２に示した感光ドラム２０６の周面上を一様に帯電させる。現像機１０９は、潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段であり、感光ドラム２０６の周面上に形成された静電潜像を現像剤（トナー）によってトナー画像として現像する。現像機１０９は、高圧制御回路１０７によって制御された現像バイアスを印加される現像ローラ２０８を備えている。転写ローラ１１０は、現像剤像を記録媒体に転写する転写手段であり、現像機１０９にて現像されたトナー画像を所定の記録媒体に転写するための接触転写部材である。転写ローラ１１０には、高圧制御回路１０７によって制御された転写バイアスを印加される。高圧制御回路１０７は、ＣＰＵ１０６から指定された印加電圧レベルを示すＰＷＭ信号と、印加電圧の周波数を制御するＣＬＫ信号を受信して、帯電ローラ１０８、現像機１０９、転写ローラ１１０にそれぞれ電圧を印加する。定着制御回路１１１は、定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３とを備えた定着器を制御する。定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３は、現像剤像を加熱して記録媒体に定着させる定着手段の一例である。定着制御回路１１１は、サーミスタ１１２により定着器の温度を検知し、定着器の温度が目標温度となるようにヒータに通電する電流の値を制御する。ＴＯＰセンサ１１３は、搬送路において記録媒体を検知する検知手段の一例であり、搬送路２００を搬送されてきた記録媒体を検知し、記録媒体を検知している間は記録媒体を検知していることを示す検知信号を出力する。ＤＣブラシレスモータ１１４は、感光ドラム２０６等の画像形成に関連するローラを駆動するモータである。ＤＣブラシレスモータ１１５は、定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３を駆動するモータである。スキャナモータ１１７はポリゴンミラーなどの回転多面鏡を回転させるモータである。回転数センサ１２１は、スキャナモータ１１７の回転数を検知するセンサである。レーザダイオード１１８はポリゴンミラーに光ビームを照射する光源である。スキャナ制御回路１１６は、ラスターイメージデータに対応した潜像が感光ドラム２０６上に形成されるよう、スキャナモータ１１７とレーザダイオード１１８とを制御する回路である。スキャナ制御回路１１６は、ＣＰＵ１０６から出力されるスキャナモータ駆動信号を受信して、スキャナモータ１１７を起動し、回転数センサ１２１によって検出される回転数が目標値になるようにスキャナモータ１１７を制御する。また、スキャナ制御回路１１６は、ＣＰＵ１０６から出力されるレーザ点灯／消灯信号に応じてレーザダイオード１１８を制御する。スキャナ制御回路１１６は、回転数センサ１２１によってモニタしたスキャナモータ１１７の回転数を示すＳＰＥＥＤ信号をＣＰＵ１０６に送信する。ビデオインターフェイス制御回路１１９は、プリントコントローラ１２０からラスターイメージデータ、余白データ、印刷予約コマンド、印刷指示コマンドを受信する。ビデオインターフェイス制御回路１１９は、ラスターイメージデータをスキャナ制御回路１１６に転送する。さらに、ビデオインターフェイス制御回路１１９は、余白データ、印刷予約コマンド、および、印刷指示コマンドをＣＰＵ１０６に転送する。ビデオインターフェイス制御回路１１９は、ＣＰＵ１０６からＴＯＰ信号の出力指示を受信すると、プリントコントローラ１２０にＴＯＰ信号を出力する。ビデオインターフェイス制御回路１１９は、画像の書き出し開始を示す信号を出力する信号出力手段の一例である。ビデオインターフェイス制御回路１１９は、上述したＢＤ信号が画像形成エンジン１３０の状態を示すステータス信号をプリントコントローラ１２０に出力する。ＣＰＵ１０６は、印刷予約コマンドにしたがって画像形成の準備を行なうとともに、印刷開始コマンドを待つ。印刷開始コマンドを受信すると、ＣＰＵ１０６は、予約された印刷内容に従って印刷を開始する。ＣＰＵ１０６は、所定のタイミングにプリントコントローラ１２０に対してラスターイメージデータ出力を開始させるためのＴＯＰ信号を出力する。

図２が示すように、画像形成装置１００では、記録媒体カセット２０２に収納された記録媒体（以下、記録媒体と称す。）が給紙ローラ２０３によって搬送路２００へ給紙される。給紙ローラ２０３は、搬送路に対して記録媒体を給紙する給紙手段として機能する。駆動ローラ２０４は、搬送路２００に給紙された記録媒体をさらに搬送するローラである。搬送路２００において、駆動ローラ２０４の搬送方向の下流には、ＴＯＰセンサ１１３が設けられている。カートリッジ２０９は、感光ドラム２０６、帯電ローラ１０８、現像ローラ２０８を備えている。転写ローラ１１０は、感光ドラム２０６に対して所定の加圧力をもって圧接して転写部位としてのニップ部を形成している。給紙ローラ２０３、感光ドラム２０６、帯電ローラ１０８、現像ローラ２０８、転写ローラ１１０は、ＤＣブラシレスモータ１１４によって駆動される。光学ユニット２１１は、像担持体に潜像を形成する露光手段であり、スキャナモータ１１７によって駆動されるポリゴンミラーや、レーザダイオード１１８を備えている。光学ユニット２１１から出力されたビーム光が、一様に帯電した感光ドラム２０６の表面を走査することで、潜像が形成される。潜像は、現像ローラ２０８によってトナー像へと現像され、転写ローラ１１０によって記録媒体に転写される。さらに、トナー像は、定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３とによって記録媒体上に定着し、排紙パスを経由して機外に排出される。

＜プリントコントローラ１２０の処理＞
図３に示したフローチャートを用いて、プリントコントローラ１２０がホストコンピュータ１０１から印刷指示を受けた際に実行する画像形成処理について説明する。ＣＰＵ１０２が実行するプログラムは不図示のＲＯＭに格納されているものとする。

また、図４にはプリントコントローラ１２０のＲＡＭ１０４に格納されたラスターイメージデータと実画像データの開始位置の一例を示している。ここではレーザの１走査（１ライン）に相当するデータが６４ｂｉｔデータであると仮定する。また、図４に示した１は濃度がゼロでない画像データがあることを意味し、０は画像データがないこと（濃度がゼロ）であることを意味する。よって、余白部のデータは、一般に、０となる。

Ｓ３０１で、ＣＰＵ１０２は、通信制御回路１０３を通じてホストコンピュータ１０１より受信した印刷指示を解析し、印刷指示に対応した印刷予約コマンドを生成する。そしてＣＰＵ１０２は、ビデオインターフェイス制御回路１０５を通じて画像形成エンジン１３０に印刷予約コマンドを送信する。Ｓ３０２で、ＣＰＵ１０２は、ホストコンピュータ１０１から受信した画像データをラスターイメージデータに展開してＲＡＭ１０４に格納する。

Ｓ３０３で、ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０４に格納されているラスターイメージデータを解析し、実画像データの開始位置を検出する。例えば、ＣＰＵ１０２は記録媒体先端のアドレスから順番に記録媒体後端に向けて１ラインずつラスターイメージデータを解析し、余白ではない画像データのアドレスを検出する。図４によれば、ＣＰＵ１０２は、記録媒体先端のアドレスである０ｘ００００からサーチを開始し、０ｘ００２１で初めて余白ではない画像データを発見する。なお、余白ではない画像データを発見したアドレスを含むラインの先頭アドレスは０ｘ００２０であるため、ＣＰＵ１０２は、実画像データ開始位置を０ｘ００２０に特定する。

Ｓ３０４で、ＣＰＵ１０２は、実画像データ開始位置から余白データ量を求める。例えば、ＣＰＵ１０２は、記録媒体先端のアドレスと実画像データ開始位置のアドレス差からデータ量を求め、それとスキャナモータ１１７の走査速度から、記録媒体先端から画像先端までの距離（余白データ量）を算出する。図４によれば、実画像データ開始位置を０ｘ００２０であったことから、ＣＰＵ１０２は、余白データの開始アドレスが０ｘ００００であり、余白データの終了アドレスが０ｘ００１Ｆであることを認識する。余白データの開始アドレスと終了アドレスとから、ＣＰＵ１０２は、０ｘ００００から０ｘ００１Ｆまでの４ラインが余白データであることも認識する。

Ｓ３０５で、ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０４に保存されているラスターイメージデータのうち余白の先端（０ｘ００００）から余白の後端（０ｘ００１Ｆ）までの余白データを削除する。これにより、実画像データ開始位置のデータからラスターイメージデータを出力できるように、ＲＡＭ１０４内におけるデータの配置が変更されることになる。このように、ＣＰＵ１０２は、外部機器から受信した画像形成ジョブデータを展開して余白部を除いた残りのラスターイメージである画像データを生成する画像データ生成手段として機能する。

Ｓ３０６で、ＣＰＵ１０２は、ビデオインターフェイス制御回路１０５を通じて、印刷指示コマンドと余白データ量を画像形成エンジン１３０に送信する。なお、ＣＰＵ１０２は、ビデオインターフェイス制御回路１０５を通じて、画像形成エンジン１３０が画像形成可能な状態であることをあらかじめ確認してから、印刷開始コマンドと余白データ量を送信する。図４に示した例で、ＣＰＵ１０２は、４ラインに相当する記録媒体上での余白の長さ［ｍｍ］を余白データ量ｄ４として算出する。

ｄ４＝ｎ×ｗ
ここで、ｎは余白に相当するライン数であり、ｗは１ライン当たりの幅である。このように、ＣＰＵ１０２は、画像形成ジョブデータから余白部の搬送方向における長さ（ｄ４）を判別する判別手段として機能する。

Ｓ３０７で、ＣＰＵ１０２は、画像形成エンジン１３０から出力されるＴＯＰ信号を検知したか否かを判定する。ＴＯＰ信号を検知すると、Ｓ３０８に進み、ＣＰＵ１０２は、余白データが削除されたラスターイメージデータを画像形成エンジン１３０に送信する。

＜画像形成エンジン１３０の処理＞
図５を用いて、画像形成エンジン１３０が記録媒体に画像を形成する際に不図示のＲＯＭに格納されたプログラムにしたがってＣＰＵ１０６が実行する画像形成処理について説明する。ここで、図５に示した画像形成処理は、プリントコントローラ１２０から印刷指示コマンドを受信した際にＣＰＵ１０６によって開始される。

Ｓ５０１で、ＣＰＵ１０６は、ビデオインターフェイス制御回路１１９を通じてプリントコントローラ１２０から送信された余白データ量を受信する。Ｓ５０２で、ＣＰＵ１０６は、スキャナモータ１１７を起動するようスキャナ制御回路１１６に指示する。さらに、ＣＰＵ１０６は、スキャナ制御回路１１６を通じて感光ドラム２０６の周面（画像形成面）上の正確な位置に光ビームを照射できるようスキャナモータ１１７の回転数を制御する。

Ｓ５０３で、ＣＰＵ１０６は、ＤＣブラシレスモータ１１４とＤＣブラシレスモータ１１５を起動する。Ｓ５０４で、ＣＰＵ１０６は、定着ローラ２１２の内部に設けられたヒータの加熱を開始するよう定着制御回路１１１に指示する。定着制御回路１１１は、定着ローラ２１２の内部に設けられたヒータに電圧を印加して、定着ローラ２１２を加熱する。Ｓ５０５で、ＣＰＵ１０６は、帯電ローラ１０８、現像ローラ２０８、転写ローラ１１０にそれぞれ所定の電圧の印加を開始するよう、高圧制御回路１０７に指示する。この指示に応じて、高圧制御回路１０７は、帯電ローラ１０８に帯電電圧を印加し、現像ローラ２０８に現像電圧を印加し、転写ローラ１１０に転写電圧を印加する。

Ｓ５０６で、ＣＰＵ１０６は、余白データ量と、スキャナモータ１１７の回転数の状態、ＤＣブラシレスモータ１１４による記録媒体の搬送時間を基に決定した実画像を書き出すタイミングに同期して給紙処理を行う。たとえば、ＣＰＵ１０２は、スキャナモータ１１７の回転数が目標回転数で安定したタイミングに合わせて実画像を書き出すタイミングを決定する。ラスターイメージデータには先頭の余白部のデータが削除されているため、ＣＰＵ１０６は、余白データ量に応じて、給紙のタイミングを前倒しする。なお、給紙制御の詳細は、後述する。

Ｓ５０７で、ＣＰＵ１０６は、帯電ローラ１０８によって一様に帯電した感光ドラム２０６をラスターイメージデータに応じて露光するようスキャナ制御回路１１６に指示する。スキャナ制御回路１１６は、ビデオインターフェイス制御回路１１９を通じて受信したラスターイメージデータに応じて感光ドラム２０６を露光し、静電潜像を形成する。静電潜像は、現像ローラ２０８から供給されるトナーによってトナー画像へ現像される。そして、現像されたトナー画像は、感光ドラム２０６の回転とともに転写位置へ移動し、転写ローラ１１０によって記録媒体上に転写される。この未定着のトナー画像を載せた記録媒体は、定着器に向けて搬送され、定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３によってトナー画像を定着される。

Ｓ５０８で、ＣＰＵ１０６は、ビデオインターフェイス制御回路１１９を通じて次の印刷指示を受信したかどうかを判定する。次の印刷指示を受信したときは、Ｓ５０６に戻り、ＣＰＵ１０６は、画像形成を継続する。一方、次の印刷指示を受信していなければ、Ｓ５０９に進む。

Ｓ５０９で、ＣＰＵ１０６は、アクチュエータを停止させ、帯電ローラ１０８、現像ローラ２０８、転写ローラ１１０に印加している電圧を停止させる。アクチュエータは、上述した光学ユニット２１１、ＤＣブラシレスモータ１１４、ＤＣブラシレスモータ１１５、定着ローラ２１２、感光ドラム２０６などである。

＜給紙制御＞
Ｓ５０６にて実行される給紙制御の流れを、図６、図７を用いて詳細に説明する。Ｓ６０１で、ＣＰＵ１０６は、スキャナモータ１１７を起動してからその回転数が目標回転数に到達して安定するまでの時間Ｔ０をＲＡＭ１０４またはＲＯＭから取得する。ＲＡＭ１０４やＲＯＭは、移行時間（Ｔ０）を記憶した記憶手段として機能する。この時間Ｔ０は、工場出荷時に実験により取得されてもよいし、シミュレーションによって算出されてもよい。あるいは、画像を形成していないタイミングで、ＣＰＵ１０６は、スキャナモータ１１７を起動してから、回転数センサ１２１により計測した回転数が目標回転数に到達して安定するまでの時間Ｔ０を、内部タイマーを用いて測定してもよい。あるいは、ＣＰＵ１０６が、スキャナモータ１１７を起動してから任意のタイミングで回転数センサ１２１により回転数Ｒｘを計測するとともに、スキャナモータ１１７の起動から計測したタイミングまでの時間Ｔｘを計測する。さらに、ＣＰＵ１０６は、目標回転数Ｒｔ、回転数Ｒｘおよび時間Ｔｘを関数に代入することで、スキャナ起動時間Ｔ０を算出してもよい。この関数の一例は以下のとおりである。
Ｔ０ ＝ （Ｔｘ／Ｒｘ）×Ｒｔ
このように、スキャナ起動時間Ｔ０は、露光手段を起動してから露光手段が安定した状態に移行するまでの移行時間である。

Ｓ６０２で、ＣＰＵ１０６は、給紙開始から記録媒体の先端がＴＯＰセンサ１１３に到達するまでの時間ＴＡを取得する。時間ＴＡは、工場出荷時に実験により取得されてもよいし、シミュレーションによって算出されてもよい。時間ＴＡは、ＲＡＭ１０４または不図示のＲＯＭにあらかじめ格納されているものとする。よって、ＲＡＭ１０４やＲＯＭは、実験またはシミュレーションによって予め求められた第２搬送時間（ＴＡ）を記憶する記憶手段として機能する。

Ｓ６０３で、ＣＰＵ１０６は、記録媒体の先端がＴＯＰセンサ１１３に到達してから感光ドラム２０６上に画像を描き始めるまでの時間ＴＢを取得する。時間ＴＢの算出方法について図８を用いて説明する。

図８によれば、ＴＯＰセンサ１１３から転写ローラ１１０までの距離をｄ１とする。また、感光ドラム２０６に描かれたトナー画像が転写ローラ１１０に到達するまでの距離をｄ２とする。図８によれば、感光ドラム２０６の断面の中心点から感光ドラム２０６と現像ローラ２０８との接点を結ぶ線を線Ｌａと定義する。さらに、感光ドラム２０６の中心点から感光ドラム２０６と転写ローラ１１０の接点を結ぶ線を線Ｌｂとする。線Ｌａと線Ｌｂとが成す角をθ［度］とすると、ＣＰＵ１０６は、以下の式により距離ｄを算出する。

ｄ２ ＝ ２πｒθ／３６０
さらに、ＴＯＰセンサ１１３を通過してから感光ドラム２０６上に現像ローラ２０８がトナー画像を描き始めるまでに記録媒体が搬送方向に進む距離をｄ３とする。ＣＰＵ１０６は、次式により距離ｄ３を算出する。距離ｄ１と、距離ｄ２は、ＲＡＭ１０４またはＲＯＭにあらかじめ格納されているものとする。また、距離ｄ３自体をＲＡＭ１０４またはＲＯＭにあらかじめ格納しておいてもよい。

ｄ３ ＝ ｄ１−ｄ２ （ｄ１＞ｄ２）
ＣＰＵ１０６は、ＲＡＭ１０４またはＲＯＭから読み出した距離ｄ３と、ビデオインターフェイス制御回路１１９より取得した余白データ量とから時間ＴＢを取得する。たとえば、ＣＰＵ１０６は、以下の式を用いて時間ＴＢを算出する。

ＴＢ ＝ （ｄ３＋ｄ４）／ｖ
＝ （ｄ１−ｄ２＋ｄ４）／ｖ
ここで、ｖは記録媒体の搬送速度［ｍｍ／ｓｅｃ］であり、ｄ４は余白データ量［ｍｍ］である。余白データ量ｄ４を加算するのは余白に応じて給紙のタイミングを前倒しするためである。つまり、転写位置を記録媒体上の余白部が通過している際には、まだ、スキャナモータ１１７が安定していないおそれがあるが、余白部が転写位置を通過したタイミングではスキャナモータ１１７が安定している。これにより、ファーストプリントアウトタイムを短縮しつつ、画像の形成位置の精度も維持できる。このように、ＣＰＵ１０６は、距離（ｄ１）から距離（ｄ２）を減算して得られた差の距離（ｄ３）に対して、余白部の搬送方向における長さ（ｄ４）を加算して和を算出する手段として機能する。ここで、距離（ｄ１）は搬送路における検知手段が記録媒体を検知する検知位置から像担持体と転写手段とが形成するニップ部の中心までの距離である。距離（ｄ２）は、像担持体の周面上の距離であって像担持体に現像手段が現像剤を付与する現像位置からニップ部の中心までの距離である。さらに、ＣＰＵ１０６は、和を、記録媒体の搬送速度（ｖ）で除算することで、第１搬送時間（ＴＢ）を算出する手段として機能する。また、ＣＰＵ１０６は、余白部の搬送方向における長さと、搬送路における記録媒体の搬送速度（ｖ）とから第１搬送時間（ＴＢ）を算出する手段として機能する。

Ｓ６０４で、ＣＰＵ１０６は、スキャナ起動時間Ｔ０、時間ＴＡおよび時間ＴＢより、スキャナモータ１１７を起動してから給紙開始までの時間ＴＳを求める。時間ＴＳは、図４が示すように、次式により算出できる。

ＴＳ ＝ Ｔ０−（ＴＡ＋ＴＢ）
このように、ＣＰＵ１０６は、移行時間（Ｔ０）から第１搬送時間（ＴＢ）と第２搬送時間（ＴＡ）とを減算することで初期時間（ＴＳ）を決定する決定手段として機能する。ここで、移行時間（Ｔ０）は、画像形成手段を起動してから画像形成手段が安定した状態に移行するまでの移行時間である。第１搬送時間（ＴＢ）は、搬送方向で記録媒体の先頭に形成される余白部の搬送方向における長さに対応した搬送時間である。第２搬送時間（ＴＡ）は、給紙手段が給紙を開始したタイミングから検知手段が記録媒体を検知したタイミングまでの第２搬送時間である。また、ＣＰＵ１０６は、初期時間（ＴＳ）を決定する際に、記憶手段から第２搬送時間（ＴＡ）および移行時間（Ｔ０）を読み出して使用する決定手段として機能する。

Ｓ６０５で、ＣＰＵ１０６は、スキャナモータ１１７を起動してから時間ＴＳが経過したか否かを内部タイマーまたはカウンタにより計測し、計測した経過時間が時間ＴＳを超えたかどうかを判定する。なお、ＣＰＵ１０６は、経過時間が時間ＴＳに達したかどうかを判定してもよい。計測した経過時間が時間ＴＳを超えると、Ｓ６０６に進み、ＣＰＵ１０６は、給紙ローラ２０３を駆動する。これにより、記録媒体カセット２０２から記録媒体を搬送路へと給紙することができる。なお、ＣＰＵ１０６は、ＤＣブラシレスモータ１１４と給紙ローラ２０３との駆動をつなぐ不図示のクラッチをつなぐことで、給紙ローラ２０３をＤＣブラシレスモータ１１４により駆動する。このように、ＣＰＵ１０６は、画像形成手段を起動したタイミングから初期時間（ＴＳ）が経過したタイミングに給紙手段が給紙を開始するよう給紙手段を制御する給紙制御手段として機能する。

＜画像形成処理＞
Ｓ５０７にて実行される画像形成処理の流れを、図９を用いて説明する。Ｓ９０１で、ＣＰＵ１０６は、ＴＯＰセンサ１１３が記録媒体の先端を検知したかどうか判定する。ＴＯＰセンサ１１３が記録媒体の先端を検知すると、Ｓ９０２に進む。

Ｓ９０２で、ＣＰＵ１０６は、ＴＯＰセンサ１１３が記録媒体の先端を検知したタイミングからの経過時間が時間ＴＢを超えたかどうかを判定する。ＣＰＵ１０６は、内部タイマーやカウンタにより経過時間を計測する。経過時間が時間ＴＢを超えると、Ｓ９０３に進む。

Ｓ９０３で、ＣＰＵ１０６は、ビデオインターフェイス制御回路１１９を通じてＴＯＰ信号をプリントコントローラ１２０に出力する。このように、ＣＰＵ１０６やビデオインターフェイス制御回路１１９は、検知手段が記録媒体を検知したタイミングから第１搬送時間（ＴＢ）だけ経過したタイミングに画像の書き出し開始を示す信号を出力する信号出力手段として機能する。プリントコントローラ１２０は、ＴＯＰ信号を受信すると、余白データを削除したラスターイメージデータを画像形成エンジン１３０に送信する。

Ｓ９０４で、ＣＰＵ１０６は、ビデオインターフェイス制御回路１１９を通じて受信したラスターイメージデータに基づいてレーザダイオード１１８を点灯し、感光ドラム２０６上に潜像を形成するよう光学ユニット２１１を制御する。

Ｓ９０５で、ＣＰＵ１０６は、現像剤（トナー）を用いて感光ドラム２０６上の潜像をトナー画像へ現像するよう現像機１０９を制御する。Ｓ９０６で、ＣＰＵ１０６は、感光ドラム２０６上に現像されたトナー画像を転写ローラ１１０によって記録媒体上に転写するよう、感光ドラム２０６の回転と、転写ローラ１１０への転写電圧と、記録媒体の搬送を制御する。Ｓ９０７で、ＣＰＵ１０６は、記録媒体上に転写されたトナー画像を定着するよう定着ローラ２１２の回転制御と内部に設けられたヒータの温度制御を実行する。

このように、スキャナモータが目標回転数で安定したタイミングに合わせて、実画像を書き出すように給紙搬送を行うことで、ＦＰＯＴの短縮をすることができる。また、センサで記録媒体先端を検知してからＴＯＰ信号を出力するため、記録媒体上の正確な位置に画像を形成することができる。

以上説明したように、実施例１によれば、記録媒体に形成される余白部の搬送方向における長さに応じて給紙のタイミングを前倒しすることが可能となり、その結果、ファーストプリントアウトタイムを短縮できる。また、実施例１では、ＴＯＰセンサ１１３が記録媒体の先端を検知してから画像の書き出し開始を示すＴＯＰ信号を出力するため、記録媒体上の正確な位置に画像を形成することができる。よって、実施例１では、画像位置のずれを防止しつつ、ファーストプリントアウトタイムを短縮することが可能となる。

［実施例２］
実施例１は、スキャナモータ１１７が目標回転数で安定したタイミングに合わせて、実画像を書き出すように記録媒体を給紙搬送する発明である。しかし、スキャナモータ１１７や定着器の性能に依存して、スキャナモータ１１７の起動時間よりも定着器の起動時間の方が遅い場合がある。その場合、定着器の起動時間がＦＰＯＴを制限することになる。そこで、実施例３では、定着器の温度が目標温度に到達したタイミングに合わせて、定着器で記録媒体に実画像を定着するよう搬送制御をすることでＦＰＯＴの短縮をする。なお、実施例２において、実施例１と共通する事項については、説明の簡潔化を図るために省略することとする。つまり、図５のＳ５０６にて実行される給紙制御の部分だけが実施例１と実施例２とでは異なるにすぎないため、この部分を中心に説明する。

＜給紙制御＞
実施例２にかかる給紙制御の流れを、図１０、図１１を用いて詳細に説明する。図１０のＳ１００１で、ＣＰＵ１０６は、定着器のヒータを起動して定着ローラ２１２を暖め始めてから、定着ローラ２１２の温度が目標温度に到達するまでの時間Ｔｆを求める。なお、ＣＰＵ１０２は、サーミスタ１１２を用いて、画像形成が指示されたときの定着手段の温度（Ｃｘ）を測定する。よって、サーミスタ１１２は測定手段として機能する。時間Ｔｆは、ヒータによる加熱を開始したときの定着ローラ２１２の初期温度Ｃｘに応じて異なる。そこで、ＣＰＵ１０６は、ヒータを起動してから任意の第１のタイミングで定着ローラ２１２の途中温度Ｃ１と、さらに別の第２のタイミングで定着ローラ２１２の途中温度Ｃ２を計測する。つまり、ＣＰＵ１０２は、定着手段が起動した後で、測定手段は、第１のタイミングにおける定着手段の第１温度（Ｃ１）を測定するとともに、第２のタイミングにおける定着手段の第２温度（Ｃ２）を測定する。また、ＣＰＵ１０６は、途中温度Ｃ１を計測したタイミングから途中温度Ｃ２を計測したタイミングまでの経過時間Ｔ１を内部タイマーまたはカウンタにより計測する。さらに、ＣＰＵ１０６は、経過時間Ｔ１と、途中温度Ｃ１，Ｃ２とから、定着ローラ２１２の温度が初期温度Ｃｘから目標温度Ｃｔに到達するまでの時間(定着起動時間Ｔｆ)を求める。

Ｔｆ ＝ （Ｃｔ−Ｃｘ）×β
β＝Ｔ１／（Ｃ２−Ｃ１）
ここで、定着起動時間Ｔｆは、定着手段を起動してから定着手段が安定した状態に移行するまでの移行時間である。また、βは、温度上昇係数である。ＣＰＵ１０２は、第２温度（Ｃ２）と第１温度（Ｃ１）との差分によって、第１のタイミングから第２のタイミングまでの経過時間（Ｔ１）を除算することで、温度上昇係数（β）を算出する手段として機能する。このように、ＣＰＵ１０２は、定着手段に予め設定されている目標温度（Ｃｔ）と測定手段により測定された温度（Ｃｘ）との差に対して、予め求められた温度上昇係数（β）を乗算することで、移行時間（Ｔｆ）を算出する手段として機能する。

Ｓ１００２では、給紙開始から記録媒体先端がＴＯＰセンサ１１３に到達するまでの時間（時間ＴＡ）を取得する。本実施例では、時間ＴＡが不図示のＲＯＭにあらかじめ格納されているものとする。

Ｓ１００３で、ＣＰＵ１０６は、記録媒体の先端がＴＯＰセンサ１１３に到達してから、記録媒体上に転写された未定着トナー画像の先端が定着ローラ２１２に到達するまでの搬送時間ＴＣを取得する。例えば、ＣＰＵ１０６は、ＴＯＰセンサ１１３から定着ローラ２１２までの距離ｄ５と、ビデオインターフェイス制御回路１１９を通じて取得した余白データ量ｄ４から搬送時間ＴＣを求める。実施例２において、ＴＯＰセンサ１１３から定着ローラ２１２までの距離ｄ５は、ＲＡＭ１０４またはＲＯＭにあらかじめ格納されているものとする。

ＴＣ ＝ （ｄ５＋ｄ４）／ｖ
ここで、ｖは記録媒体の搬送速度［ｍｍ／ｓｅｃ］であり、ｄ４は余白データ量［ｍｍ］である。このように、ＣＰＵ１０６は、搬送路における検知手段が記録媒体を検知する検知位置から定着手段のニップ部までの距離（ｄ５）に対して、余白部の搬送方向における長さ（ｄ４）を加算して和を算出する手段として機能する。さらに、ＣＰＵ１０２は、和を記録媒体の搬送速度（ｖ）で除算することで、第１搬送時間（ＴＣ）を算出する手段としても機能する。ここで、余白データ量ｄ４を加算するのは余白に応じて給紙のタイミングを前倒しするためである。定着ローラと加圧ローラとが形成するニップ部（定着位置）を記録媒体上の余白部が通過している際には、まだ、定着ローラ２１２の温度が目標温度に到達していないおそれがある。しかし、余白部が定着位置を通過したタイミングでは定着ローラ２１２の温度が目標温度に到達している。余白データ量ｄ４を加算するのは余白に応じて給紙のタイミングを前倒しすることにより、ファーストプリントアウトタイムを短縮しつつ、画像の形成位置の精度も維持できる。

Ｓ１００４で、ＣＰＵ１０６は、定着器起動時間Ｔｆ、時間ＴＡおよび時間ＴＣを用いて、定着器のヒータを起動したタイミングから給紙を開始するタイミングまでの時間ＴＳを求める。

ＴＳ ＝ Ｔｆ−（ＴＡ＋ＴＣ）
Ｓ１００５で、ＣＰＵ１０６は、定着器を起動したタイミングからの経過時間が時間ＴＳを超えたかどうかを判定する。経過時間は、内部タイマーやカウンタにより計測可能である。経過時間が時間ＴＳを超えると、Ｓ１００６に進む。Ｓ１００６で、ＣＰＵ１０６は、給紙ローラ２０３を駆動するようＤＣブラシレスモータ１１４と上述したクラッチとを制御する。

以上説明したように、実施例２によれば、記録媒体に形成される余白部の搬送方向における長さに応じて給紙のタイミングを前倒しすることが可能となり、その結果、ファーストプリントアウトタイムを短縮できる。また、実施例１では、ＴＯＰセンサ１１３が記録媒体の先端を検知してから画像の書き出し開始を示すＴＯＰ信号を出力するため、記録媒体上の正確な位置に画像を形成することができる。よって、実施例１では、画像位置のずれを防止しつつ、ファーストプリントアウトタイムを短縮することが可能となる。

Claims (9)

1. 記録媒体を給紙する給紙手段と、
   記録媒体を検知する検知手段と、
   画像の書き出し開始を示す信号を出力する信号出力手段と、
   外部機器から受信した画像形成ジョブデータを展開して第１画像データを求め、前記第１画像データが余白を示す情報であるか否かに基づき記録媒体の搬送方向の先端側の余白部を除いた第２画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記画像の書き出し開始を示す信号が入力されると、前記第２画像データを出力する画像データ出力手段と、
   前記画像データ出力手段が出力した前記第２画像データに対応した画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体の搬送方向の先端側から前記第２画像データの開始位置の手前までの搬送方向の長さを前記余白部の搬送方向の長さとして算出する算出手段と、
   前記画像形成手段を起動してから前記画像形成手段が安定した状態に移行するまでの移行時間から、前記算出手段により算出された前記余白部の搬送方向の長さに対応した第１搬送時間と、前記給紙手段が給紙を開始したタイミングから前記検知手段が記録媒体を検知したタイミングまでの第２搬送時間とを減算することで初期時間を決定する決定手段と、
   前記画像形成手段を起動したタイミングから前記初期時間が経過したタイミングで前記給紙手段による給紙を開始させる制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成手段は、
   像担持体と、
   前記像担持体に潜像を形成する露光手段と、
   前記潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   前記現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記現像剤像を加熱して記録媒体に定着させる定着手段と
   を備え、
   前記移行時間は、前記露光手段を起動してから前記露光手段が安定した状態に移行するまでの移行時間であり、
   前記信号出力手段は、前記検知手段が記録媒体を検知したタイミングから前記第１搬送時間が経過したタイミングに画像の書き出し開始を示す信号を出力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. 前記決定手段は、前記記録媒体の搬送路における前記検知手段が記録媒体を検知する検知位置から前記像担持体と前記転写手段とが形成するニップ部の中心までの距離から、前記像担持体の周面上の距離であって前記像担持体に前記現像手段が現像剤を付与する現像位置から前記ニップ部の中心までの距離を減算して得られた差の距離に対して、前記余白部の搬送方向における長さを加算して出力値を算出し、前記出力値を、記録媒体の搬送速度で除算することで、前記第１搬送時間を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２搬送時間および前記移行時間を記憶した記憶手段をさらに備え、
   前記決定手段は、前記初期時間を決定する際に、前記記憶手段から前記第２搬送時間および前記移行時間を読み出して使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、さらに、
   前記余白部の搬送方向における長さと、前記記録媒体の搬送路における記録媒体の搬送速度とから前記第１搬送時間を算出する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段は、
   像担持体と、
   前記像担持体に潜像を形成する露光手段と、
   前記潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   前記現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記現像剤像を加熱して記録媒体に定着させる定着手段と
   を備え、
   前記移行時間は、前記定着手段を起動してから前記定着手段が安定した状態に移行するまでの移行時間であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記決定手段は、前記記録媒体の搬送路における前記検知手段が記録媒体を検知する検知位置から前記定着手段のニップ部までの距離に対して、前記余白部の搬送方向における長さを加算して出力値を算出し、前記出力値を、前記記録媒体の搬送速度で除算することで、前記第１搬送時間を算出することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 画像形成が指示されたときの前記定着手段の温度を測定する測定手段をさらに備え、
   前記決定手段は、前記定着手段に予め設定されている目標温度と前記測定手段により測定された温度との差に対して、予め求められた温度上昇係数を乗算することで、前記移行時間を算出することを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
9. 前記定着手段が起動した後で、前記測定手段は、第１のタイミングにおける前記定着手段の第１温度を測定するとともに、第２のタイミングにおける前記定着手段の第２温度を測定し、
   前記決定手段は、前記第２温度と前記第１温度との差分によって、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングまでの経過時間を除算することで、前記温度上昇係数を算出することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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