JP6525571B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
感光体の表面に静電潜像を形成するためのレーザ光を発する発光手段と、
前記感光体の表面が前記レーザ光によって走査露光されるように前記レーザ光を反射する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、
前記回転多面鏡に反射した前記レーザ光を検知して受光信号を出力する検知手段と、
を備え、
先の画像形成動作が終了してから、前記駆動手段が減速し停止するまでの期間で、
次の画像形成動作の指示を受けた場合において、
前記発光手段は、前記レーザ光を発光し、
前記検知手段は、前記レーザ光を検知して受光信号を出力し、
前記受光信号が出力される周期から算出される前記駆動手段の回転速度が所定の回転速度よりも大きい場合には、前記受光信号の周期が所定の周期以下になるのを待たずに、前記駆動手段が駆動し、
前記駆動手段の回転速度が所定の回転速度以下の場合には、前記受光信号の周期が所定の周期以下でなければ前記駆動手段は再加速し、前記受光信号の周期が所定の周期以下で
あれば前記駆動手段は減速することを特徴とする。
図1は、本発明の実施例に係る画像形成装置101の概略構成を示す模式的断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などのレーザ光を用いた電子写真技術により転写材(記録材)Pに画像を形成する画像形成装置が挙げられる。本実施例では、画像形成装置としてレーザプリンタに本発明を適用した場合について説明する。
Dセンサ6で信号を検出し、このタイミングをもとに画像の書き出しタイミングを決定する。次にレーザ光束Lはfθレンズ7に入射する。fθレンズ7は、レーザ光束Lを感光体ドラム8上にスポットを形成するように集光し、かつスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このようなfθレンズ7の特性を得るために、fθレンズ7は非球面レンズで形成されている。fθレンズ7を通過したレーザ光束Lは、感光体ドラム8上に結像走査される。ポリゴンミラー4の回転によってレーザ光束Lを偏向走査し、感光体ドラム8上でレーザ光束Lによる主走査が行われ、また感光体ドラム8がその円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査が行われる。以上のようにレーザ光で走査露光されることで感光体ドラム8の表面には静電潜像が形成される。
図6は、スキャナモータ118の減速状態を示す図である。
一連の画像形成を終了し、時間t101でCPU111から駆動制御手段である駆動制御IC112へスキャナモータ118停止信号が入力され、スキャナモータ118が減速する(ロータ121に対する制動動作が開始される)(S101)。次に、CPU111は、半導体レーザ1を消灯させる(S102)。次に、CPU111は、時間t102で画像形成指示を受けとる(S103)。CPU111は、時間t103で半導体レーザ1を点灯させる(S104)。CPU111は、S104で半導体レーザ1を点灯させて、所定時間内にBD信号エッジを検出できるか否か検知動作をする(S105)。
S105でBD信号が検出できた場合、CPU111は、S105で得たBD信号から
、CPU111でBD信号Nと次のBD信号N+1によりBD周期Tを算出し、算出したBD信号周期Tを記憶手段119格納する(S106)。スキャナモータ118停止閾値Aは、回転数に換算した場合において、例えば、定常状態回転数が20000rpmの場合、50rpmのように定常状態回転数に対して十分に小さい値に設定する。
BD信号周期がスキャナモータ118停止閾値Aより大きい場合(回転数が十分に低下した場合)、CPU111は、スキャナモータ118が停止したと判断する。そして、時間t104でスキャナモータ118を再起動するため、CPU111から駆動制御手段である駆動制御IC112へスキャナモータ118起動信号が入力される(S109)。そして、一連の画像形成を実行する(S110)。
画像形成動作終了後、スキャナモータが停止指令を受けてロータに対する制動動作を開始し、ロータが完全停止する前、すなわち、ロータの制動の途中で次の画像形成動作の指示を受けることがある。この場合、減速中のロータを再度回転させようとすると、上述したように、磁気センサの検知にずれが生じる恐れがある。したがって、ロータの再始動は、ロータが完全に停止するか、ずれが生じない程度に十分小さな回転数まで減速してから開始するのが好ましい。しかし、ロータが制動力を受けてから完全に停止するまでの時間は、一定ではない。
そこで実施例1では、画像形成動作が終了して停止指令を受けた後に次の画像形成動作の指令を受けた場合、制動中のロータの回転状態をモニターする。具体的には、演算手段が算出するBD信号の周期が所定の周期以下であるか否かをモニターする。そして、BD信号の周期が所定の周期以下でない状態、すなわち、ロータの回転数が所定の回転数以下になったときに、次の画像形成動作のためのスキャナモータの再起動を実行する。ロータの回転駆動を再開するための閾値となる所定の回転数は、上述した磁気センサの検知にズレが生じない程度にロータが略停止した状態と言える値、定常回転時の回転数と比べて、停止間際の回転数に近い値に設定する。
実施例1によれば、ロータの停止タイミングに応じたスキャナモータの再起動が可能となり、スキャナモータの停止時間のバラつきに合わせて、最適な時間で再起動をすることが可能になる。したがって、実施例1によれば、従来のような一律の時間経過を待ってから再起動する構成における無駄な待ち時間をなくすことができ、ユーザビリティーの改善を図ることができる。
図7〜図9を参照して、本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。実施例2において実施例1と同様の構成については、同じ符号を付して再度の説明は省略する。ここで説明しない事項は実施例1と同様である。
実施例1は、スキャナモータ118が停止するまで半導体レーザ1を点灯して、BD信号周期を検出する制御を行うものである。しかし、画像形成終了の度に、半導体レーザ1をスキャナモータ118が停止するまで点灯していると半導体レーザ1の寿命に影響することが懸念される。実施例2は、半導体レーザ1の点灯時間を最小限にし、半導体レーザ1の寿命に対する影響の改善を図るものである。
18の減速状態を示す図である。図9は、BD信号を示す図である。図8の時間t201からt203までの制御S201、S202、S203、S204、そしてS205で半導体レーザ1を点灯させて、BD信号エッジを所定時間内に検出できなかった場合は実施例1(図5のS101〜S104)と同様である。
減速率α=(1/T+1−1/T)/T+1 … (1)
停止時間β[s]=−(1/T)・(1/α) … (2)
実施例1において半導体レーザを消灯可能な時間は、先の画像形成動作終了後にスキャナモータが停止指令を受けてから次の画像形成動作の指令を受けるまでの時間となる。これに対し、実施例2では、次の画像形成動作の指令を受けた後も、半導体レーザの消灯時間を設けることができる。すなわち、上述した、制動中のロータの回転速度の減速率と、該減速率から求められるロータの停止時間を算出した後は、実際にロータが停止するまで(スキャナモータを再起動するまで)の間、半導体レーザを消灯することが可能となる。したがって、実施例2によれば、実施例1と同様、ロータの停止タイミングに応じたスキャナモータの再起動が可能となり、スキャナモータの停止時間のバラつきに合わせて、最適な時間で再起動をすることが可能になる。さらに、実施例2によれば、半導体レーザ1の点灯時間を最小限に留めることができるので、半導体レーザ1の寿命への影響を低減することができる。
図10、図11を参照して、本発明の実施例3に係る画像形成装置について説明する。本実施例において実施例1、2と同様の構成については、同じ符号を付して再度の説明は省略する。ここで説明しない事項は実施例1、2と同様である。
実施例1、2は、完全にスキャナモータ118が停止してから、次の画像形成を行う為にスキャナモータ118を起動する制御を行うものである。しかし、使用するスキャナモータ118のイナーシャが小さい構成の場合、回転数が大きい状態で再起動した際に3相コイルへの電流切替えタイミングがずれても慣性力によって起動トルクを確保することができる。その為、回転数によっては、完全にスキャナモータ118が停止しなくとも再起動することが可能である。
図11の(a)の様に回転数閾値Rより大きければ、t304でCPU111から駆動制御手段である駆動制御IC112へスキャナモータ118起動信号が入力される(S313)。そして、一連の画像形成を実行する(S314)。S308で回転数閾値R以下の場合(S309〜S312)は、実施例2と同様の制御(図7のS207〜S210)を実行する。
実施例3では、次の画像形成動作の指示を受けたときの制動動作中のロータの回転数が、所定の回転数閾値より大きい場合には、実施例1、2のようにロータの停止まで待たずにスキャナモータの再起動を実行する。ロータの回転駆動を再開するための閾値となる所定の回転数閾値は、回転再開時において制動中のロータに働く慣性力によって起動トルクの確保が可能な程度に高い回転数が維持されていると言える値、例えば、ロータの定常回転数に近い値に設定する。
実施例3によれば、実施例1、2と同様、ロータの停止タイミングに応じたスキャナモータの再起動が可能となり、スキャナモータの停止時間のバラつきに合わせて、最適な時間で再起動をすることが可能になる。さらに、実施例3によれば、スキャナモータのロータの減速中の回転数に応じて、完全停止前にロータを再起動することが可能となり、これにより、ユーザビリティーのさらなる向上を図ることができる。
図12、図13を参照して、本発明の実施例4に係る画像形成装置について説明する。本実施例において実施例1〜3と同様の構成については、同じ符号を付して再度の説明は省略する。ここで説明しない事項は実施例1〜3と同様である。
実施例3では、回転数がある閾値よりも大きい場合のみ、スキャナモータ118を完全に停止せずに再起動する構成であった。実施例4は、スキャナモータ118を完全に停止せずに再起動可能な条件を、実施例3よりも増やした構成となっている。
8がブレーキ動作からフリーランの惰性回転状態になるため、減速率がなだらかになる。
CPU111は、連続したBD信号N、N+1、N+2の各BD信号周期T、T+1を算出し、算出したBD信号周期を記憶手段119格納する(S410)。CPU111は、S410で各納された各BD信号周期からスキャナモータ118の減速率αを算出する(S411)。CPU111は、S411で演算、算出された減速率αと、予め記憶手段119に格納された減速率閾値Aと、を比較する(S412)。減速率閾値Aは、スキャナモータ118が完全に停止した状態でない場合でも、使用する駆動制御IC112の基準クロックが追従できる減速率とする。
図13の(c)のように、減速率がなだらかにならずα≧Aであれば、実施例2、3と同様にスキャナモータ118が停止する時間をCPU111で演算して、スキャナモータ118の停止時間以降にスキャナモータ118を再起動して一連の画像形成を行う。
実施例4では、次の画像形成動作の指示を受けたときの制動動作中のロータの回転速度(回転数)が所定の回転速度以下の場合であっても、制動動作を解除することでロータの減速率をなだらかにし、完全停止前にロータを再起動する。すなわち、実施例3のようにすぐに再起動が可能な大きさでない場合でも、完全停止前にロータの再起動を実行可能とすることができる。制動力解除後にロータの回転を再開するための閾値となる所定の減速率閾値は、ロータを惰性回転から通常の回転へスムーズな切り替えが可能な観点から設定する。例えば、使用する駆動制御IC1の基準クロックが追従できるか否かの観点から設定することができる。
実施例4によれば、実施例1、2と同様、ロータの停止タイミングに応じたスキャナモータの再起動が可能となり、スキャナモータの停止時間のバラつきに合わせて、最適な時間で再起動をすることが可能になる。さらに、実施例4によれば、実施例3と同様、スキャナモータのロータの減速中の回転数に応じて、完全停止前にロータを再起動することが可能になるとともに、実施例3よりも完全停止前のロータ再起動の機会を増やすことができる。
Claims (7)
- 感光体の表面に静電潜像を形成するためのレーザ光を発する発光手段と、
前記感光体の表面が前記レーザ光によって走査露光されるように前記レーザ光を反射する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、
前記回転多面鏡に反射した前記レーザ光を検知して受光信号を出力する検知手段と、
を備え、
先の画像形成動作が終了してから、前記駆動手段が減速し停止するまでの期間で、次の画像形成動作の指示を受けた場合において、
前記発光手段は、前記レーザ光を発光し、
前記検知手段は、前記レーザ光を検知して受光信号を出力し、
前記受光信号が出力される周期から算出される前記駆動手段の回転速度が所定の回転速度よりも大きい場合には、前記受光信号の周期が所定の周期以下になるのを待たずに、前記駆動手段が駆動し、
前記駆動手段の回転速度が所定の回転速度以下の場合には、前記受光信号の周期が所定の周期以下でなければ前記駆動手段は再加速し、前記受光信号の周期が所定の周期以下であれば前記駆動手段は減速することを特徴とする画像形成装置。 - 前記発光手段により発光される前記レーザ光を制御する第1制御部と、
前記駆動手段の駆動を制御する第2制御部と、
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。 - 先の画像形成動作が終了し、前記第2制御部が前記駆動手段の制動を行っている途中で次の画像形成動作の指示を受けた場合において、
前記第1制御部は、前記レーザ光を点灯させ、
前記第2制御部は、前記検知手段が前記受光信号を出力しない場合には、前記駆動手段を駆動させることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記所定の周期は、前記駆動手段の回転数に換算した値が、定常回転時の回転数と比べて、停止間際の回転数に近い値であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
載の画像形成装置。 - 先の画像形成動作が終了し、前記第2制御部が前記駆動手段の制動を行っている途中で次の画像形成動作の指示を受けた場合において、
前記第1制御部は、前記受光信号が出力される周期から算出される前記駆動手段の減速率から算出される、前記受光信号の周期が所定の周期以下になるまでの待ち時間を算出するまで前記発光手段を点灯させ、
前記第2制御部は、前記待ち時間が経過するのを待って、前記駆動手段を駆動させることを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。 - 先の画像形成動作が終了し、前記第2制御部が前記駆動手段の制動を行っている途中で次の画像形成動作の指示を受けた場合において、
前記第1制御部は、前記レーザ光を点灯させ、
前記第2制御部は、前記受光信号が出力される周期から算出される前記回転速度が所定の回転速度以下の場合には、前記受光信号の周期が所定の周期以下になるのを待って、前記駆動手段を駆動させることを特徴とする請求項2、3、5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 先の画像形成動作が終了し、前記第2制御部が前記駆動手段の制動を行っている途中で次の画像形成動作の指示を受けた場合において、
前記第1制御部は、前記レーザ光を点灯させ、
前記第2制御部は、前記受光信号が出力される周期から算出される前記回転速度が所定の回転速度以下の場合であっても、前記駆動手段の制動を解除した後に、前記受光信号が出力される周期から算出される前記駆動手段の減速率が所定の減速率より小さい場合には、前記受光信号の周期が所定の周期以下になるのを待たずに、前記駆動手段を駆動させることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
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