画像形成装置および画像形成装置の制御方法
【課題】ポリゴンモーターの起動時間に関わる動作環境温度に応じて、より早く画像形成を開始できるようにする。
【解決手段】画像形成装置のコントローラーは、検出された温度が予め設定された設定温度以上である場合、画像形成の開始指示操作が行なわれる以前にポリゴンモーターを定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、開始指示操作に呼応してポリゴンモーターの回転を定格回転速度の回転まで加速させるとともに、検出された温度に応じて、ポリゴンモーターの回転速度が定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で給紙機構に搬送を開始させる。検出された温度が設定温度未満である場合、開始指示操作に呼応してポリゴンモーターの回転速度を増大させ、ポリゴンモーターの回転速度が定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で給紙機構に搬送を開始させる。
【解決手段】画像形成装置のコントローラーは、検出された温度が予め設定された設定温度以上である場合、画像形成の開始指示操作が行なわれる以前にポリゴンモーターを定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、開始指示操作に呼応してポリゴンモーターの回転を定格回転速度の回転まで加速させるとともに、検出された温度に応じて、ポリゴンモーターの回転速度が定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で給紙機構に搬送を開始させる。検出された温度が設定温度未満である場合、開始指示操作に呼応してポリゴンモーターの回転速度を増大させ、ポリゴンモーターの回転速度が定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で給紙機構に搬送を開始させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像形成のための露光走査にポリゴンモーターを用いる電子写真式の画像形成装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザースキャナーの回転駆動源として、オイル動圧軸受けをもつポリゴンモーターが広く用いられている。この種のポリゴンモーターにはオイルの粘性に起因する温度依存性がある。冬季のように環境温度が所定値より低いときには、そうでないときと比べて、回転開始から露光動作に適した速度で安定に回転するまでの起動時間が大幅に長い。
【０００３】
このようなポリゴンモーターの起動制御に関して、特許文献１において、所定時間が経過しても回転が目標速度に達しないときにモーターの故障と判断するにあたって、低温時には判断の基準となる所定時間を延長することが記載されている。特許文献２では、電源投入時のウォーミングアップ動作として、画像形成時における回転速度より小さい速度で回転させることが提案されている。また、特許文献３では、待機状態の回転数から画像形成時の第１または第２の回転数への切替えを含む回転数の切り替えに際して、変更前と後との回転数の差に基づいて設定される時間が経過したときに光走査を許可することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８３４５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２１５１７４号公報
【特許文献３】特許３６８３６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナー像の転写位置へ用紙を搬送する給紙の形態を、用紙スタッカーから転写位置まで途中で停止させることなく搬送する形態とすることが考えられる。途中で停止させない無停止搬送の採用により、給紙機構の構成およびその制御を簡素化して装置価格を低減することができる。無停止搬送を行なう場合、ポリゴンモーターを含む電子写真プロセスに関わるデバイスの状態が待機状態から作像に適した状態に移行した後に、用紙が転写位置に到着するように、給紙開始タイミングを設定する必要がある。ポリゴンモーターの起動時間が最も長い動作環境温度を基準に給紙開始タイミングを設定すると、ポリゴンモーターの起動完了以前に用紙が転写位置に到着してしまう不都合は生じない。しかし、比較的にポリゴンモーターの起動時間が短い環境条件での動作において、ユーザーが画像形成の開始を指示してから最初の１枚の画像形成が完了するまでの時間（ファーストプリントアウトタイム）が必要以上に長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、ポリゴンモーターの起動時間に関わる動作環境温度に応じて、より早く画像形成を開始する画像形成装置の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する画像形成装置は、像担持体を露光する光ビームを偏向するためのミラーを回転させるポリゴンモーターおよび前記像担持体上で現像された画像を転写する位置へ用紙を搬送する給紙機構を有した画像形成装置であって、前記ポリゴンモーターの動作環境温度を検出する温度センサーと、前記温度センサーによって検出された温度に応じて前記ポリゴンモーターおよび前記給紙機構を制御するコントローラーとを備え、前記検出された温度が予め設定された設定温度以上である場合、前記コントローラーは、画像形成の開始を指示する操作が行なわれる以前に前記ポリゴンモーターを潜像形成時の回転速度である定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転を前記定格回転速度の回転まで加速させるとともに、前記検出された温度に応じて、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させ、前記検出された温度が前記設定温度未満である場合、前記コントローラーは、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転速度を増大させ、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポリゴンモーターの起動時間に関わる動作環境温度に応じて、より早く画像形成を開始する画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の構成の概略図である。
【図２】レーザー走査ユニットの構成を示す斜視図である。
【図３】コントローラーの構成を示すブロック図である。
【図４】操作パネルの構成を示す図である。
【図５】ポリゴンモーターの停止状態から定格回転速度の回転状態に達するまでの加速の所要時間の温度依存性を示すグラフである。
【図６】ポリゴンモーターの待機回転速度の先回し状態から定格回転速度の回転状態に達するまでの加速の所要時間と先回し時間との関係を示すグラフである。
【図７】ポリゴンモーターの動作環境温度に応じた制御の設定を示す図である。
【図８】ポリゴンモーターの動作環境温度が設定温度以上である場合の動作のタイミングチャートである。
【図９】ポリゴンモーターの動作環境温度が設定温度未満である場合の動作のタイミングチャートである。
【図１０】コントローラーによる制御のフローチャートである。
【図１１】モード設定処理サブルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に例示される画像形成装置１はイメージスキャナー５を備えた複写機である。ただし、ＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）やプリンターといった他の機器であってもよい。電子写真法によってモノクロ画像を形成するプリンターエンジン１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電チャージャー１２、レーザー走査ユニット１３、現像器１４、転写チャージャー１５、分離レーザージャー１６、クリーナー１７、イレーサーランプ１８、および定着器１９などを有している。これら作像エレメントを用いる電子写真プロセスは広く知られているので、各作像エレメントの機能およびプロセスの詳しい説明を省略する。
【００１１】
操作パネル４０において画像形成の開始を指示する操作が行なわれると、イメージスキャナー５が読み取った原稿画像に基づいて、感光体ドラム１１上で静電潜像を形成するため露光パターンを決めるラスター画像が図示しないデータ処理部において生成される。生成されたラスター画像に基づいて、レーザー走査ユニット１３による露光走査（印字とも呼ばれる）が行なわれる。露光走査は、用紙面上の画像形成範囲の先端が転写位置ｐ１に到着するときに、回転する感光体ドラム１１上で現像されたトナー像がちょうど転写位置ｐ１に到着するように開始される。
【００１２】
転写位置ｐ１へ用紙を搬送する給紙機構２０は、ピックアップローラー２２によって用紙スタッカー２１から取り出した用紙Ｐを、途中で停止させることなく転写位置ｐ１まで一定速度で搬送する。つまり、画像形成装置１における用紙Ｐの搬送では、一般に行なわれる転写位置ｐ１の手前で用紙を一旦停止させて作像のタイミングに合わせて給紙するレジスト制御が行なわれない。画像形成装置１では無停止搬送の採用により、給紙機構２０の構成および制御の簡素化が図られている。搬送経路上の転写位置ｐ１の上流側には用紙Ｐを検出するセンサー(ＴＯＤセンサーという）２５が設けられており、このＴＯＤセンサー２５による用紙の検出時点を基準に露光走査が開始される。
【００１３】
なお、プリンターエンジン１０の感光体ドラム１１および給紙機構２０のピックアップローラー２２は、図示しない一つのメインモーターによって駆動される。感光体ドラム１１はメインモーターが回転すると所定の回転数比率を保って回転する。ピックアップローラー２２にはクラッチを介してメインモーターの駆動力が伝達される。メインモーターが回転していても、クラッチがオフ状態であれば、ピックアップローラー２２は停止している。メインモーターが回転する状態でクラッチがオフ状態からオン状態に切替えられることによって、用紙Ｐの給紙が開始される。
【００１４】
図２のように、レーザー走査ユニット１３において、レーザーダイオード３１から射出される発散レーザー光はコリメータレンズ３２によって平行なレーサビームになる。コリメータレンズ３２を光路に沿って前後に微小移動させることによって、感光体ドラム１１上のビーム径を調整することができる。コリメータレンズ３２を透過したレーザービームは、ポリゴンモーター３８によって回転するポリゴンミラー３３によって偏向される。本実施形態のポリゴンモーター３８は、安定した高速回転の可能なオイル動圧式である。偏向されたレーザービームは、歪曲収差を補正するための走査レンズ３４を経て感光体ドラム１１に入射する。感光体に対する主走査の書出し位置を制御するため、感光体ドラム１１の一端部の近傍にミラー３７が配置されている。ポリゴンミラー３３の回転に伴ってミラー３７には周期的にレーザービームが入射する。ミラー３７で反射したレーザービームがＳＯＳ（Start of Scanning）センサー３６に入射し、それによって主走査のための同期信号が得られる。
【００１５】
レーザー走査ユニット１３はポリゴンモーター３８の動作環境温度を検出する温度センサー３９を有する。本実施形態において、温度センサー３９はポリゴンモーター３８の外面に取り付けられている。画像形成装置１では、温度センサー３９によって検出された温度に応じて、ポリゴンモーター３８の制御のモードが切り替えられる。なお、温度センサー３９の配置位置は、ポリゴンモーター３８の近傍以外であってもよい。例えば、画像形成装置１のハウジングの外面または外面の近傍に配置し、ユーザーが知覚する気温またはそれに近い温度をポリゴンモーター３８の動作環境温度として検出してもよい。
【００１６】
図３は画像形成装置１のコントローラー５０の構成を示している。コントローラー５０は、マイクロコンピューター５１、クロックジェネレーター５２、および画像メモリ５４を有している。マイクロコンピューター５１および画像メモリ５４の動作は、クロックジェネレーター５２が出力するクロックに従う。
【００１７】
マイクロコンピューター５１は、ＳＯＳセンサー３６からの光電変換信号をデジタル化して水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）を生成する。そのため、必要に応じて、マイクロコンピューター５１はＬＤドライバー６３に対してレーザーダイオード（ＬＤ）３１の強制発光を指示する。
【００１８】
ポリゴンモーター制御回路６５に対して、マイクロコンピューター５１は、Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐ信号（以下、Ｓ／Ｓ信号という）と、回転の目標速度に応じた周波数の方形波信号であるＳＣＬＫ信号とを与える。ポリゴンモーター制御回路６５によってポリゴンモーター３８の回転が制御され、回転速度が目標速度になると、ポリゴンモーター制御回路６５からマイクロコンピューター５１に入力されるＬＤ信号がアクティブになる。動作環境温度に応じた回転制御を指示するため、マイクロコンピューター５１には温度センサー３９の検出信号が入力される。
【００１９】
マイクロコンピューター５１は、感光体ドラム１１やその他の負荷を駆動するメインモーター７１のオンオフ制御、およびピックアップローラー２２に駆動力を伝達するクラッチ７５の制御を担う。給紙開始後の適切な時点で印字を開始させるため、ＴＯＤセンサー２５からの検出信号がマイクロコンピューター５１に入力される。
【００２０】
画像メモリ５４に対して、マイクロコンピューター５１は水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）と画像要求信号（ＴＯＤ）とを出力する。ＴＯＤがトリガーとなって、画像メモリ５４において副走査カウンター５４１がＨＳＹＮＣのカウントを開始し、カウント値に応じたラインの画像データを画像メモリ５４がＬＤドライバー６３に出力する。
【００２１】
さらに、マイクロコンピューター５１は、操作パネル４０からの信号を受け付け、ユーザーの指定した画像形成が行なわれるように、図１に示されるプリンターエンジン１０の作像エレメントを制御する。操作パネル４０は、図４に示されるように、画像形成の開始を指示するためのコピーボタン４２、コピー枚数の設定に用いられるテンキー４４、および各種の表示のためのタッチパネル４６を有する。図４において、タッチパネル４６には用紙選択のための操作画面Ｇ１が表示されている。
【００２２】
コピーボタン４２が押下される前に何らかの他の操作が行なわれたとき、操作パネル４０の出力は、その操作の内容を示す通常の操作信号としてかつポリゴンモーター３８の先回しコマンドとしてマイクロコンピューター５１に入力される。このとき、マイクロコンピューター５１は、行なわれた操作に応じて動作設定や画面表示の切り替えなど行なうとともに、先回しを行うモードである場合にポリゴンモーター３８の待機回転を開始させる。つまり、コピーボタン４２が押下されたらできるだけ早く画像形成が可能になるように、画像形成時の回転速度である定格回転速度（例えば、３５０００ｒｐｍ）よりも小さい待機回転速度（例えば２７０００〜３００００ｒｐｍ）で前もってポリゴンモーター３８を回転させておく。この先回しは、何らかの操作をしたユーザーがその後の早い時期にコピーボタン４２を押下するとの予想に基づいて設けられた動作である。ただし、先回しを行うモードでなければ先回しコマンドは無効となる。
【００２３】
なお、本実施形態では、コピーボタン４２の押下以外の操作を先回しの契機としたが、画像形成装置１にユーザーが接近したことを検知するセンサーを備える場合にはユーザーの接近の検知を先回しの契機としてもよい。ＩＣカードの読み取りや生体認証によるログイン操作を契機としてもよい。すなわち、近々画像形成の開始が指示されると予想される状況になったときに先回しを行うようにすればよい。
【００２４】
図５および図６はオイル動圧式ポリゴンモーターの起動に関する特性を示している。図５のように、停止状態から定格回転速度の回転状態に達するまでの加速の所要時間は温度に依存性する。軸受け作動流体であるオイルの特性により、概ね１０℃以下になると、それより温度が高いときと比べて、加速の所要時間が極端に長くなる傾向がある。また、個体間のバラツキも大きくなり、経時変化のバラツキも大きくなる傾向がある。一方、図６のように、待機回転速度から定格回転速度に達するまでの加速の所要時間については、加速開始までの先回し時間が長いほど短くなる傾向がある。この傾向は、先回し期間中に回転していることによる自己発熱でオイルが温められるためことに因ると考えられる。
【００２５】
以下、ポリゴンモーター３８が停止した非稼動状態から画像形成が可能な状態へ画像形成装置１を移行させる制御（起動制御）についてさらに詳しく説明する。
【００２６】
図７はポリゴンモーターの動作環境温度に応じた制御の設定を示している。本実施形態の画像形成装置１では、図示のようにポリゴンモーター３８の動作環境温度に応じて制御のモードが切り替わる。モードは、大きくは温度センサー３９による検出温度が１０℃未満である場合のモードと、１０℃以上である場合のモードとに分かれる。ただし、モードを分ける設定温度は１０℃に限らず、ポリゴンモーター３８の起動の温度特性に応じて適宜選定することができる。
【００２７】
検出温度が１０℃未満（便宜的にこれを低温という）である場合、ポリゴンモーター３８の先回しは行なわれない。上述の図５のように、温度が低い場合には加速の所要時間が長いので、待機回転速度に達しない段階でコピーボタン４２が押下されるのが通例となる。すなわち、速度０から待機回転速度へ加速する先回しを開始してコピーボタン４２の押下に呼応して定格回転速度に加速するのと、先回しをせずにコピーボタン４２の押下に呼応して速度０から定格回転速度に加速するのとで、定格回転速度に達するまでの所要時間に大差のないことが多い。したがって、低温時には不必要に回転音を発生させない静音化のため、先回しを行なわない。
【００２８】
また、検出温度が１０℃未満（低温）である場合には、加速開始から目標速度に達するまでの加速許容時間（トラブル検出時間）が長めに設定される。例示の加速許容時間は２０秒である。加速開始から加速許容時間が経過しても目標速度に達しない場合は、ポリゴンモーター３８または駆動回路において何らかのトラブルが発生したものとして画像形成が中止される。
【００２９】
一方、検出温度が１０℃以上（便宜的にこれを中高温という）である場合には、ポリゴンモーター３８の先回しが行なわれ、加速許容時間として低温時よりも短い時間が設定される。例示の加速許容時間は７秒である。また、中高温の温度範囲が１０℃以上１８℃未満（便宜的にこれを中温という）と１８℃以上（便宜的にこれを高温という）とに区分され、さらに中温および高温のそれぞれが先回し時間Ｘの長さによって三つに場合分けされる。そして、計六つの場合ごとに、給紙開始タイミングが定められている。先回し時間Ｘは、ポリゴンモーター３８の回転を開始してから待機回転速度の回転を経て待機回転速度から定格回転速度への加速を開始する時点までの時間と定義される（後述の図８参照）。先回し時間Ｘはコントローラー５０によって計時される。
【００３０】
先回しの目標速度である待機回転速度は中温と高温とで異なる。検出温度が中温である場合の待機回転速度は３００００ｒｐｍであり、検出温度が高温である場合の待機回転速度は２７０００ｒｐｍである。温度が高いほど待機回転速度から定格回転速度への加速時間が短いので、待機回転を遅くしても感光体周辺の他のデバイスが立ち上がるのに間に合う時間内にポリゴンモーター３８の回転を定格回転にすることができる。画像形成装置１の静音化の上で、ポリゴンモーター３８の回転速度の小さいのが有利である。
【００３１】
給紙開始タイミングに関わる給紙待ち時間Ｔａ、すなわちコピーボタン４２の押下（開始指示）からピックアップ用クラッチ７５をオンする給紙開始までの時間は、所定の固定時間に先回し時間Ｘが長いほど短い延長時間を加算する可変時間である。検出温度が中温である場合、先回し時間Ｘが３秒未満であるときの延長時間は２秒であり、先回し時間Ｘが３秒以上４秒未満であるときの延長時間は（５−Ｘ）秒であり、先回し時間Ｘが４秒以上であるときの延長時間は１秒である。検出温度が高温である場合、先回し時間Ｘが３秒未満であるときの延長時間は１秒であり、先回し時間Ｘが３秒以上４秒未満であるときの延長時間は（４−Ｘ）秒であり、先回し時間Ｘが４秒以上であるときの延長時間は０秒である。
【００３２】
図７において、中温時の延長時間と高温時の延長時間との比較から明らかなように、給紙待ち時間Ｔａは基本的に温度が高いほど短く定められている。温度が高いほど早く、ポリゴンモーター３８が定格回転状態になると見込まれるからである。このようにポリゴンモーター３８が作像可能な状態になるまで給紙を待つための設定時間である給紙待ち時間Ｔａを可変とすることは、レジスト調整をしない無停止搬送式の給紙機構２０を用いて正しく画像を形成しかつ高温時の画像形成を迅速化するのに効果がある。給紙待ち時間Ｔａが固定であれば、すなわち温度に関わらず一律のタイミングで給紙を開始するのであれば、低温時でも正しく画像を形成するために低温時の長い起動時間を基準に給紙のタイミングを定めなければならない。
【００３３】
図８はポリゴンモーター３８の動作環境温度が設定温度以上である中高温時の動作のタイミングチャートである。
【００３４】
コントローラー５０は、上述の先回しコマンドを受けると[１]、停止状態のポリゴンモーター３８を回転させるために信号Ｓ／Ｓをオンにする[２]。このときの目標速度は待機回転速度である。信号Ｓ／Ｓのオンに呼応して先回し時間Ｘのタイマーがカウントを始める。その後、コピーボタン４２が押下されると[３]、数十ｍｓ程度の一定時間後に、コントローラー５０は、ポリゴンモーター３８の回転速度が目標速度に達していることを示すＬｏｃｋ信号がアクティブ（ＯＮ）であるのを確認し[４]、メインモーター７１をオンする[５]。メインモーター２４をオンしてから１５０ｍｓ後に、コントローラー５０はポリゴンモーター３８の回転を待機回転速度から定格回転速度へ加速する[６]。すなわち、電源に負担をかけないようメインモーター７１の起動とポリゴンモーター３８の加速とが時期をずらして行われる。ポリゴンモーター３８の回転を待機回転速度から定格回転速度へ加速した時点で先回し時間Ｘのタイマーのカウントが終了し、先回し時間Ｘの値と温度センサー３９の検出温度とに応じて、図７の設定に従って給紙待ち時間Ｔａのうちの延長時間Ａが決められる。
【００３５】
メインモーター７１のオンから固定時間の４６０ｍｓに延長時間Ａを加算した給紙待ち時間Ｔａが経過した時点で[７]、コントローラー５０はピックアップ用のクラッチ７５をオンし、ピックアップローラー２２を回転させる。これにより給紙が開始される。給紙が開始されてから７２５ｍｓの経過後に、用紙ＰはＴＯＤセンサー２５によって検出される[１２]。ＴＯＤセンサー２５による用紙検出をトリガーにして、画像メモリ５４内の副走査カウンター５４１がカウントを始め、用紙Ｐの先端と用紙面上の画像形成位置の先端との距離および搬送速度とで決まる所定の時間Ｔｃが経過した時点で、画像メモリ５４からＬＤドライバー６３への画像データの出力が始まり、レーザー走査ユニット１３による印字（感光体の露光走査）が始まる[１４]。
【００３６】
給紙が開始されてから印字が開始されるまでの間において、ポリゴンモーター３８の定格回転速度への加速が開始されてから通常は長くても７００ｍｓに延長時間Ａを加算した時間が経過するまでに、ポリゴンモーター３８の回転速度が目標の定格回転速度になったことを示すＬｏｃｋ信号が再びオンになる。このオンを確認して[８]、コントローラー５０はＳＯＳセンサー３６の出力が所定レベルになるようレーザーダイオード３１の出力を調整するオープニングＡＰＣ（Auto Power Control）を１５ｍｓにわたってＬＤドライバー６３に行なわせる[９]。オープニングＡＰＣに続いてＳＯＳセンサー３６の出力に同期して主走査の光量を調整するラインＡＰＣが始まる[１０]。この段階でレーザー走査ユニット１３は画像データの入力が可能な印字開始許可状態になる。
【００３７】
ポリゴンモーター３８は、待機回転速度から定格回転速度への加速を開始した後、長くても１２００ｍｓに延長時間Ａを加算した時間が経過するまでに、回転の安定した印字開始許可状態になる[１３]。ポリゴンモーター３８が印字開始許可状態になるのは、時間Ｔｃのカウントが終了する以前である。また、露光走査以外の作像プロセスを担う感光体ドラム１１の周辺のデバイスは、メインモーター７１のオンから１１００ｍｓ後に印字開始許可状態になる。その時期も時間Ｔｃのカウントが終了する以前である。
【００３８】
図９はポリゴンモーター３８の動作環境温度が設定温度未満である低温時の動作のタイミングチャートである。
【００３９】
低温時には上述したとおり先回しは行われない。コピーボタン４２が押下されると[１]、コントローラー５０はポリゴンモーター３８を起動し[２]、ポリゴンモーター３８の回転速度が目標の定格回転速度に達していることを示すＬｏｃｋ信号のオンを確認して[３]、メインモーター７１をオンする[４]。ポリゴンモーター３８の起動からＬｏｃｋ信号のオンまでの時間Ｔｔが上述の加速許容時間（トラブル検出時間）を超えると、トラブル発生をユーザーに知らせる表示が行なわれる。Ｌｏｃｋ信号のオンの後、ポリゴンモーター３８は５００ｍｓ後には完全に安定した回転状態（印字開始許可状態）になっている[８]。
【００４０】
メインモーター７１のオンから４６０ｍｓが経過した時点で、コントローラー５０はピックアップ用のクラッチ７５をオンし、ピックアップローラー２２を回転させる[７]。これにより給紙が開始される。給紙が開始されてから７２５ｍｓの経過後に、用紙ＰはＴＯＤセンサー２５によって検出される[１０]。ＴＯＤセンサー２５による用紙検出をトリガーにして、画像メモリ５４内の副走査５４１がカウントを始め、所定の時間Ｔｃが経過した時点で、画像メモリ５４からＬＤドライバー６３への画像データの出力が始まり、レーザー走査ユニット１３による印字（感光体の露光）が始まる[１１]。
【００４１】
Ｌｏｃｋ信号のオンを確認して[３]、コントローラー５０はオープニングＡＰＣを１５ｍｓにわたってＬＤドライバー６３に行なわせる[５]。オープニングＡＰＣに続いてラインＡＰＣが始まる[６]。この段階でレーザー走査ユニット１３は印字開始許可状態になる。露光以外の作像プロセスを担う感光体ドラム１１の周辺のデバイスは、メインモーター７１のオンから１１００ｍｓ後に印字開始許可状態になる[９]。その時期は時間Ｔｃのカウントが終了する以前である。
【００４２】
低温時にはポリゴンモーター３８の起動時間が長いので、ポリゴンモーター３８の回転速度が定格回転速度に達する以前にメインモーター７１をオンすると、感光体ドラム１１が無駄に長く回転してしまい、感光体の劣化を早める。本実施形態ではメインモーター７１をＬｏｃｋ信号がオンになった後にオンすることにより、感光体の寿命が短くなるのを防いでいる。
【００４３】
図１０はコントローラー５０による制御のフローチャートである。電源投入またはリセット操作に呼応して、マイクロコンピューター５１はプログラム実行のワークエリアやタイマーを初期化し（Ｓ１）、１ルーチンの長さを規定する内部タイマーをセットする（Ｓ２）。ポリゴンモーター３８の動作環境に応じた制御のためのモード設定処理（Ｓ３）、印字のためのラスター画像を生成する画像データ処理（Ｓ４）、プリンターエンジン１０および給紙機構２０を制御するプリント処理（Ｓ５）、および操作の受付けや表示などのその他の処理（Ｓ６）を順に実行した後、マイクロコンピューター５１は内部タイマーの終了を待ってステップＳ２に戻り（Ｓ７）、ステップＳ２〜Ｓ７を繰り返し実行する。
【００４４】
図１１はモード設定処理サブルーチンのフローチャートである。マイクロコンピューター５１は温度センサー３９によってポリゴンモーター３８の動作環境温度を示す温度データを取得する（Ｓ３１）。動作環境温度が１０℃未満であれば（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御のモードを低温時のモードとし、トラブル検出時間（加速許可時間）Ｔｔを２０秒とする（Ｓ５３）。動作環境温度が１０℃未満でなければ（Ｓ３２でＮＯ）、制御のモードを中高温時のモードとし、トラブル検出時間Ｔｔを７秒とする（Ｓ５３）。そして、マイクロコンピューター５１は、動作環境温度が１０℃以上１８℃未満であれば（Ｓ３５でＹＥＳ）、待機回転速度を３００００ｒｐｍとし、先回し時間Ｘのカウント値を取得して給紙待ち時間Ｔａの延長時間Ａを決める（Ｓ３６）。また、マイクロコンピューター５１は、動作環境温度が１８℃以上であれば（Ｓ３５でＮＯ）、待機回転速度を２７０００ｒｐｍとし、先回し時間Ｘのカウント値を取得して給紙待ち時間Ｔａの延長時間Ａを決める（Ｓ３７）。
【００４５】
以上の実施形態によれば、用紙Ｐの搬送を開始してから少なくともトナー像を転写するまで途中で搬送を停止しない給紙機構２０を採用した画像形成装置１において、ポリゴンモーター３８の起動の温度特性に応じて、より早期に印字（露光走査）を開始することができるので、低温時以外のファーストプリントアウトタイムを短くすることができる。
【００４６】
上述の実施形態において、画像形成装置１の構成を本発明に沿う範囲内で適宜変更することができる。待機回転速度、定格回転速度、制御の場合分けの設定温度、およびシーケンスに関わる時間などは例示に限らず、ポリゴンモーター３８の仕様や電子写真プロセスのシステム速度に応じて選定すればよい。プリンターエンジン１０はカラー画像の形成が可能なものであってよい。画像形成装置１はイメージスキャナーを備えていないプリンターであってもよい。内蔵メモリに蓄積したドキュメントをプリントする機能を有したプリンターにおいて、プリント開始操作以外の操作に呼応して先回しを行なうことができる。操作パネル４０による直接の操作ではなく、例えば外部のパーソナルコンピューターからのプリントジョブの入力に呼応して画像形成を行なう場合、プリンターの状態確認や他の何らかのアクセスを先回しコマンドとすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 画像形成装置
１１ 感光体ドラム（像担持体）
３３ ポリゴンミラー
３８ ポリゴンモーター
ｐ１ 転写位置
Ｐ 用紙
２０ 給紙機構
３９ 温度センサー
５０ コントローラー
Ｔａ 給紙待ち時間（可変時間）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像形成のための露光走査にポリゴンモーターを用いる電子写真式の画像形成装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザースキャナーの回転駆動源として、オイル動圧軸受けをもつポリゴンモーターが広く用いられている。この種のポリゴンモーターにはオイルの粘性に起因する温度依存性がある。冬季のように環境温度が所定値より低いときには、そうでないときと比べて、回転開始から露光動作に適した速度で安定に回転するまでの起動時間が大幅に長い。
【０００３】
このようなポリゴンモーターの起動制御に関して、特許文献１において、所定時間が経過しても回転が目標速度に達しないときにモーターの故障と判断するにあたって、低温時には判断の基準となる所定時間を延長することが記載されている。特許文献２では、電源投入時のウォーミングアップ動作として、画像形成時における回転速度より小さい速度で回転させることが提案されている。また、特許文献３では、待機状態の回転数から画像形成時の第１または第２の回転数への切替えを含む回転数の切り替えに際して、変更前と後との回転数の差に基づいて設定される時間が経過したときに光走査を許可することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８３４５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２１５１７４号公報
【特許文献３】特許３６８３６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナー像の転写位置へ用紙を搬送する給紙の形態を、用紙スタッカーから転写位置まで途中で停止させることなく搬送する形態とすることが考えられる。途中で停止させない無停止搬送の採用により、給紙機構の構成およびその制御を簡素化して装置価格を低減することができる。無停止搬送を行なう場合、ポリゴンモーターを含む電子写真プロセスに関わるデバイスの状態が待機状態から作像に適した状態に移行した後に、用紙が転写位置に到着するように、給紙開始タイミングを設定する必要がある。ポリゴンモーターの起動時間が最も長い動作環境温度を基準に給紙開始タイミングを設定すると、ポリゴンモーターの起動完了以前に用紙が転写位置に到着してしまう不都合は生じない。しかし、比較的にポリゴンモーターの起動時間が短い環境条件での動作において、ユーザーが画像形成の開始を指示してから最初の１枚の画像形成が完了するまでの時間（ファーストプリントアウトタイム）が必要以上に長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、ポリゴンモーターの起動時間に関わる動作環境温度に応じて、より早く画像形成を開始する画像形成装置の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する画像形成装置は、像担持体を露光する光ビームを偏向するためのミラーを回転させるポリゴンモーターおよび前記像担持体上で現像された画像を転写する位置へ用紙を搬送する給紙機構を有した画像形成装置であって、前記ポリゴンモーターの動作環境温度を検出する温度センサーと、前記温度センサーによって検出された温度に応じて前記ポリゴンモーターおよび前記給紙機構を制御するコントローラーとを備え、前記検出された温度が予め設定された設定温度以上である場合、前記コントローラーは、画像形成の開始を指示する操作が行なわれる以前に前記ポリゴンモーターを潜像形成時の回転速度である定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転を前記定格回転速度の回転まで加速させるとともに、前記検出された温度に応じて、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させ、前記検出された温度が前記設定温度未満である場合、前記コントローラーは、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転速度を増大させ、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポリゴンモーターの起動時間に関わる動作環境温度に応じて、より早く画像形成を開始する画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の構成の概略図である。
【図２】レーザー走査ユニットの構成を示す斜視図である。
【図３】コントローラーの構成を示すブロック図である。
【図４】操作パネルの構成を示す図である。
【図５】ポリゴンモーターの停止状態から定格回転速度の回転状態に達するまでの加速の所要時間の温度依存性を示すグラフである。
【図６】ポリゴンモーターの待機回転速度の先回し状態から定格回転速度の回転状態に達するまでの加速の所要時間と先回し時間との関係を示すグラフである。
【図７】ポリゴンモーターの動作環境温度に応じた制御の設定を示す図である。
【図８】ポリゴンモーターの動作環境温度が設定温度以上である場合の動作のタイミングチャートである。
【図９】ポリゴンモーターの動作環境温度が設定温度未満である場合の動作のタイミングチャートである。
【図１０】コントローラーによる制御のフローチャートである。
【図１１】モード設定処理サブルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に例示される画像形成装置１はイメージスキャナー５を備えた複写機である。ただし、ＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）やプリンターといった他の機器であってもよい。電子写真法によってモノクロ画像を形成するプリンターエンジン１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電チャージャー１２、レーザー走査ユニット１３、現像器１４、転写チャージャー１５、分離レーザージャー１６、クリーナー１７、イレーサーランプ１８、および定着器１９などを有している。これら作像エレメントを用いる電子写真プロセスは広く知られているので、各作像エレメントの機能およびプロセスの詳しい説明を省略する。
【００１１】
操作パネル４０において画像形成の開始を指示する操作が行なわれると、イメージスキャナー５が読み取った原稿画像に基づいて、感光体ドラム１１上で静電潜像を形成するため露光パターンを決めるラスター画像が図示しないデータ処理部において生成される。生成されたラスター画像に基づいて、レーザー走査ユニット１３による露光走査（印字とも呼ばれる）が行なわれる。露光走査は、用紙面上の画像形成範囲の先端が転写位置ｐ１に到着するときに、回転する感光体ドラム１１上で現像されたトナー像がちょうど転写位置ｐ１に到着するように開始される。
【００１２】
転写位置ｐ１へ用紙を搬送する給紙機構２０は、ピックアップローラー２２によって用紙スタッカー２１から取り出した用紙Ｐを、途中で停止させることなく転写位置ｐ１まで一定速度で搬送する。つまり、画像形成装置１における用紙Ｐの搬送では、一般に行なわれる転写位置ｐ１の手前で用紙を一旦停止させて作像のタイミングに合わせて給紙するレジスト制御が行なわれない。画像形成装置１では無停止搬送の採用により、給紙機構２０の構成および制御の簡素化が図られている。搬送経路上の転写位置ｐ１の上流側には用紙Ｐを検出するセンサー(ＴＯＤセンサーという）２５が設けられており、このＴＯＤセンサー２５による用紙の検出時点を基準に露光走査が開始される。
【００１３】
なお、プリンターエンジン１０の感光体ドラム１１および給紙機構２０のピックアップローラー２２は、図示しない一つのメインモーターによって駆動される。感光体ドラム１１はメインモーターが回転すると所定の回転数比率を保って回転する。ピックアップローラー２２にはクラッチを介してメインモーターの駆動力が伝達される。メインモーターが回転していても、クラッチがオフ状態であれば、ピックアップローラー２２は停止している。メインモーターが回転する状態でクラッチがオフ状態からオン状態に切替えられることによって、用紙Ｐの給紙が開始される。
【００１４】
図２のように、レーザー走査ユニット１３において、レーザーダイオード３１から射出される発散レーザー光はコリメータレンズ３２によって平行なレーサビームになる。コリメータレンズ３２を光路に沿って前後に微小移動させることによって、感光体ドラム１１上のビーム径を調整することができる。コリメータレンズ３２を透過したレーザービームは、ポリゴンモーター３８によって回転するポリゴンミラー３３によって偏向される。本実施形態のポリゴンモーター３８は、安定した高速回転の可能なオイル動圧式である。偏向されたレーザービームは、歪曲収差を補正するための走査レンズ３４を経て感光体ドラム１１に入射する。感光体に対する主走査の書出し位置を制御するため、感光体ドラム１１の一端部の近傍にミラー３７が配置されている。ポリゴンミラー３３の回転に伴ってミラー３７には周期的にレーザービームが入射する。ミラー３７で反射したレーザービームがＳＯＳ（Start of Scanning）センサー３６に入射し、それによって主走査のための同期信号が得られる。
【００１５】
レーザー走査ユニット１３はポリゴンモーター３８の動作環境温度を検出する温度センサー３９を有する。本実施形態において、温度センサー３９はポリゴンモーター３８の外面に取り付けられている。画像形成装置１では、温度センサー３９によって検出された温度に応じて、ポリゴンモーター３８の制御のモードが切り替えられる。なお、温度センサー３９の配置位置は、ポリゴンモーター３８の近傍以外であってもよい。例えば、画像形成装置１のハウジングの外面または外面の近傍に配置し、ユーザーが知覚する気温またはそれに近い温度をポリゴンモーター３８の動作環境温度として検出してもよい。
【００１６】
図３は画像形成装置１のコントローラー５０の構成を示している。コントローラー５０は、マイクロコンピューター５１、クロックジェネレーター５２、および画像メモリ５４を有している。マイクロコンピューター５１および画像メモリ５４の動作は、クロックジェネレーター５２が出力するクロックに従う。
【００１７】
マイクロコンピューター５１は、ＳＯＳセンサー３６からの光電変換信号をデジタル化して水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）を生成する。そのため、必要に応じて、マイクロコンピューター５１はＬＤドライバー６３に対してレーザーダイオード（ＬＤ）３１の強制発光を指示する。
【００１８】
ポリゴンモーター制御回路６５に対して、マイクロコンピューター５１は、Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐ信号（以下、Ｓ／Ｓ信号という）と、回転の目標速度に応じた周波数の方形波信号であるＳＣＬＫ信号とを与える。ポリゴンモーター制御回路６５によってポリゴンモーター３８の回転が制御され、回転速度が目標速度になると、ポリゴンモーター制御回路６５からマイクロコンピューター５１に入力されるＬＤ信号がアクティブになる。動作環境温度に応じた回転制御を指示するため、マイクロコンピューター５１には温度センサー３９の検出信号が入力される。
【００１９】
マイクロコンピューター５１は、感光体ドラム１１やその他の負荷を駆動するメインモーター７１のオンオフ制御、およびピックアップローラー２２に駆動力を伝達するクラッチ７５の制御を担う。給紙開始後の適切な時点で印字を開始させるため、ＴＯＤセンサー２５からの検出信号がマイクロコンピューター５１に入力される。
【００２０】
画像メモリ５４に対して、マイクロコンピューター５１は水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）と画像要求信号（ＴＯＤ）とを出力する。ＴＯＤがトリガーとなって、画像メモリ５４において副走査カウンター５４１がＨＳＹＮＣのカウントを開始し、カウント値に応じたラインの画像データを画像メモリ５４がＬＤドライバー６３に出力する。
【００２１】
さらに、マイクロコンピューター５１は、操作パネル４０からの信号を受け付け、ユーザーの指定した画像形成が行なわれるように、図１に示されるプリンターエンジン１０の作像エレメントを制御する。操作パネル４０は、図４に示されるように、画像形成の開始を指示するためのコピーボタン４２、コピー枚数の設定に用いられるテンキー４４、および各種の表示のためのタッチパネル４６を有する。図４において、タッチパネル４６には用紙選択のための操作画面Ｇ１が表示されている。
【００２２】
コピーボタン４２が押下される前に何らかの他の操作が行なわれたとき、操作パネル４０の出力は、その操作の内容を示す通常の操作信号としてかつポリゴンモーター３８の先回しコマンドとしてマイクロコンピューター５１に入力される。このとき、マイクロコンピューター５１は、行なわれた操作に応じて動作設定や画面表示の切り替えなど行なうとともに、先回しを行うモードである場合にポリゴンモーター３８の待機回転を開始させる。つまり、コピーボタン４２が押下されたらできるだけ早く画像形成が可能になるように、画像形成時の回転速度である定格回転速度（例えば、３５０００ｒｐｍ）よりも小さい待機回転速度（例えば２７０００〜３００００ｒｐｍ）で前もってポリゴンモーター３８を回転させておく。この先回しは、何らかの操作をしたユーザーがその後の早い時期にコピーボタン４２を押下するとの予想に基づいて設けられた動作である。ただし、先回しを行うモードでなければ先回しコマンドは無効となる。
【００２３】
なお、本実施形態では、コピーボタン４２の押下以外の操作を先回しの契機としたが、画像形成装置１にユーザーが接近したことを検知するセンサーを備える場合にはユーザーの接近の検知を先回しの契機としてもよい。ＩＣカードの読み取りや生体認証によるログイン操作を契機としてもよい。すなわち、近々画像形成の開始が指示されると予想される状況になったときに先回しを行うようにすればよい。
【００２４】
図５および図６はオイル動圧式ポリゴンモーターの起動に関する特性を示している。図５のように、停止状態から定格回転速度の回転状態に達するまでの加速の所要時間は温度に依存性する。軸受け作動流体であるオイルの特性により、概ね１０℃以下になると、それより温度が高いときと比べて、加速の所要時間が極端に長くなる傾向がある。また、個体間のバラツキも大きくなり、経時変化のバラツキも大きくなる傾向がある。一方、図６のように、待機回転速度から定格回転速度に達するまでの加速の所要時間については、加速開始までの先回し時間が長いほど短くなる傾向がある。この傾向は、先回し期間中に回転していることによる自己発熱でオイルが温められるためことに因ると考えられる。
【００２５】
以下、ポリゴンモーター３８が停止した非稼動状態から画像形成が可能な状態へ画像形成装置１を移行させる制御（起動制御）についてさらに詳しく説明する。
【００２６】
図７はポリゴンモーターの動作環境温度に応じた制御の設定を示している。本実施形態の画像形成装置１では、図示のようにポリゴンモーター３８の動作環境温度に応じて制御のモードが切り替わる。モードは、大きくは温度センサー３９による検出温度が１０℃未満である場合のモードと、１０℃以上である場合のモードとに分かれる。ただし、モードを分ける設定温度は１０℃に限らず、ポリゴンモーター３８の起動の温度特性に応じて適宜選定することができる。
【００２７】
検出温度が１０℃未満（便宜的にこれを低温という）である場合、ポリゴンモーター３８の先回しは行なわれない。上述の図５のように、温度が低い場合には加速の所要時間が長いので、待機回転速度に達しない段階でコピーボタン４２が押下されるのが通例となる。すなわち、速度０から待機回転速度へ加速する先回しを開始してコピーボタン４２の押下に呼応して定格回転速度に加速するのと、先回しをせずにコピーボタン４２の押下に呼応して速度０から定格回転速度に加速するのとで、定格回転速度に達するまでの所要時間に大差のないことが多い。したがって、低温時には不必要に回転音を発生させない静音化のため、先回しを行なわない。
【００２８】
また、検出温度が１０℃未満（低温）である場合には、加速開始から目標速度に達するまでの加速許容時間（トラブル検出時間）が長めに設定される。例示の加速許容時間は２０秒である。加速開始から加速許容時間が経過しても目標速度に達しない場合は、ポリゴンモーター３８または駆動回路において何らかのトラブルが発生したものとして画像形成が中止される。
【００２９】
一方、検出温度が１０℃以上（便宜的にこれを中高温という）である場合には、ポリゴンモーター３８の先回しが行なわれ、加速許容時間として低温時よりも短い時間が設定される。例示の加速許容時間は７秒である。また、中高温の温度範囲が１０℃以上１８℃未満（便宜的にこれを中温という）と１８℃以上（便宜的にこれを高温という）とに区分され、さらに中温および高温のそれぞれが先回し時間Ｘの長さによって三つに場合分けされる。そして、計六つの場合ごとに、給紙開始タイミングが定められている。先回し時間Ｘは、ポリゴンモーター３８の回転を開始してから待機回転速度の回転を経て待機回転速度から定格回転速度への加速を開始する時点までの時間と定義される（後述の図８参照）。先回し時間Ｘはコントローラー５０によって計時される。
【００３０】
先回しの目標速度である待機回転速度は中温と高温とで異なる。検出温度が中温である場合の待機回転速度は３００００ｒｐｍであり、検出温度が高温である場合の待機回転速度は２７０００ｒｐｍである。温度が高いほど待機回転速度から定格回転速度への加速時間が短いので、待機回転を遅くしても感光体周辺の他のデバイスが立ち上がるのに間に合う時間内にポリゴンモーター３８の回転を定格回転にすることができる。画像形成装置１の静音化の上で、ポリゴンモーター３８の回転速度の小さいのが有利である。
【００３１】
給紙開始タイミングに関わる給紙待ち時間Ｔａ、すなわちコピーボタン４２の押下（開始指示）からピックアップ用クラッチ７５をオンする給紙開始までの時間は、所定の固定時間に先回し時間Ｘが長いほど短い延長時間を加算する可変時間である。検出温度が中温である場合、先回し時間Ｘが３秒未満であるときの延長時間は２秒であり、先回し時間Ｘが３秒以上４秒未満であるときの延長時間は（５−Ｘ）秒であり、先回し時間Ｘが４秒以上であるときの延長時間は１秒である。検出温度が高温である場合、先回し時間Ｘが３秒未満であるときの延長時間は１秒であり、先回し時間Ｘが３秒以上４秒未満であるときの延長時間は（４−Ｘ）秒であり、先回し時間Ｘが４秒以上であるときの延長時間は０秒である。
【００３２】
図７において、中温時の延長時間と高温時の延長時間との比較から明らかなように、給紙待ち時間Ｔａは基本的に温度が高いほど短く定められている。温度が高いほど早く、ポリゴンモーター３８が定格回転状態になると見込まれるからである。このようにポリゴンモーター３８が作像可能な状態になるまで給紙を待つための設定時間である給紙待ち時間Ｔａを可変とすることは、レジスト調整をしない無停止搬送式の給紙機構２０を用いて正しく画像を形成しかつ高温時の画像形成を迅速化するのに効果がある。給紙待ち時間Ｔａが固定であれば、すなわち温度に関わらず一律のタイミングで給紙を開始するのであれば、低温時でも正しく画像を形成するために低温時の長い起動時間を基準に給紙のタイミングを定めなければならない。
【００３３】
図８はポリゴンモーター３８の動作環境温度が設定温度以上である中高温時の動作のタイミングチャートである。
【００３４】
コントローラー５０は、上述の先回しコマンドを受けると[１]、停止状態のポリゴンモーター３８を回転させるために信号Ｓ／Ｓをオンにする[２]。このときの目標速度は待機回転速度である。信号Ｓ／Ｓのオンに呼応して先回し時間Ｘのタイマーがカウントを始める。その後、コピーボタン４２が押下されると[３]、数十ｍｓ程度の一定時間後に、コントローラー５０は、ポリゴンモーター３８の回転速度が目標速度に達していることを示すＬｏｃｋ信号がアクティブ（ＯＮ）であるのを確認し[４]、メインモーター７１をオンする[５]。メインモーター２４をオンしてから１５０ｍｓ後に、コントローラー５０はポリゴンモーター３８の回転を待機回転速度から定格回転速度へ加速する[６]。すなわち、電源に負担をかけないようメインモーター７１の起動とポリゴンモーター３８の加速とが時期をずらして行われる。ポリゴンモーター３８の回転を待機回転速度から定格回転速度へ加速した時点で先回し時間Ｘのタイマーのカウントが終了し、先回し時間Ｘの値と温度センサー３９の検出温度とに応じて、図７の設定に従って給紙待ち時間Ｔａのうちの延長時間Ａが決められる。
【００３５】
メインモーター７１のオンから固定時間の４６０ｍｓに延長時間Ａを加算した給紙待ち時間Ｔａが経過した時点で[７]、コントローラー５０はピックアップ用のクラッチ７５をオンし、ピックアップローラー２２を回転させる。これにより給紙が開始される。給紙が開始されてから７２５ｍｓの経過後に、用紙ＰはＴＯＤセンサー２５によって検出される[１２]。ＴＯＤセンサー２５による用紙検出をトリガーにして、画像メモリ５４内の副走査カウンター５４１がカウントを始め、用紙Ｐの先端と用紙面上の画像形成位置の先端との距離および搬送速度とで決まる所定の時間Ｔｃが経過した時点で、画像メモリ５４からＬＤドライバー６３への画像データの出力が始まり、レーザー走査ユニット１３による印字（感光体の露光走査）が始まる[１４]。
【００３６】
給紙が開始されてから印字が開始されるまでの間において、ポリゴンモーター３８の定格回転速度への加速が開始されてから通常は長くても７００ｍｓに延長時間Ａを加算した時間が経過するまでに、ポリゴンモーター３８の回転速度が目標の定格回転速度になったことを示すＬｏｃｋ信号が再びオンになる。このオンを確認して[８]、コントローラー５０はＳＯＳセンサー３６の出力が所定レベルになるようレーザーダイオード３１の出力を調整するオープニングＡＰＣ（Auto Power Control）を１５ｍｓにわたってＬＤドライバー６３に行なわせる[９]。オープニングＡＰＣに続いてＳＯＳセンサー３６の出力に同期して主走査の光量を調整するラインＡＰＣが始まる[１０]。この段階でレーザー走査ユニット１３は画像データの入力が可能な印字開始許可状態になる。
【００３７】
ポリゴンモーター３８は、待機回転速度から定格回転速度への加速を開始した後、長くても１２００ｍｓに延長時間Ａを加算した時間が経過するまでに、回転の安定した印字開始許可状態になる[１３]。ポリゴンモーター３８が印字開始許可状態になるのは、時間Ｔｃのカウントが終了する以前である。また、露光走査以外の作像プロセスを担う感光体ドラム１１の周辺のデバイスは、メインモーター７１のオンから１１００ｍｓ後に印字開始許可状態になる。その時期も時間Ｔｃのカウントが終了する以前である。
【００３８】
図９はポリゴンモーター３８の動作環境温度が設定温度未満である低温時の動作のタイミングチャートである。
【００３９】
低温時には上述したとおり先回しは行われない。コピーボタン４２が押下されると[１]、コントローラー５０はポリゴンモーター３８を起動し[２]、ポリゴンモーター３８の回転速度が目標の定格回転速度に達していることを示すＬｏｃｋ信号のオンを確認して[３]、メインモーター７１をオンする[４]。ポリゴンモーター３８の起動からＬｏｃｋ信号のオンまでの時間Ｔｔが上述の加速許容時間（トラブル検出時間）を超えると、トラブル発生をユーザーに知らせる表示が行なわれる。Ｌｏｃｋ信号のオンの後、ポリゴンモーター３８は５００ｍｓ後には完全に安定した回転状態（印字開始許可状態）になっている[８]。
【００４０】
メインモーター７１のオンから４６０ｍｓが経過した時点で、コントローラー５０はピックアップ用のクラッチ７５をオンし、ピックアップローラー２２を回転させる[７]。これにより給紙が開始される。給紙が開始されてから７２５ｍｓの経過後に、用紙ＰはＴＯＤセンサー２５によって検出される[１０]。ＴＯＤセンサー２５による用紙検出をトリガーにして、画像メモリ５４内の副走査５４１がカウントを始め、所定の時間Ｔｃが経過した時点で、画像メモリ５４からＬＤドライバー６３への画像データの出力が始まり、レーザー走査ユニット１３による印字（感光体の露光）が始まる[１１]。
【００４１】
Ｌｏｃｋ信号のオンを確認して[３]、コントローラー５０はオープニングＡＰＣを１５ｍｓにわたってＬＤドライバー６３に行なわせる[５]。オープニングＡＰＣに続いてラインＡＰＣが始まる[６]。この段階でレーザー走査ユニット１３は印字開始許可状態になる。露光以外の作像プロセスを担う感光体ドラム１１の周辺のデバイスは、メインモーター７１のオンから１１００ｍｓ後に印字開始許可状態になる[９]。その時期は時間Ｔｃのカウントが終了する以前である。
【００４２】
低温時にはポリゴンモーター３８の起動時間が長いので、ポリゴンモーター３８の回転速度が定格回転速度に達する以前にメインモーター７１をオンすると、感光体ドラム１１が無駄に長く回転してしまい、感光体の劣化を早める。本実施形態ではメインモーター７１をＬｏｃｋ信号がオンになった後にオンすることにより、感光体の寿命が短くなるのを防いでいる。
【００４３】
図１０はコントローラー５０による制御のフローチャートである。電源投入またはリセット操作に呼応して、マイクロコンピューター５１はプログラム実行のワークエリアやタイマーを初期化し（Ｓ１）、１ルーチンの長さを規定する内部タイマーをセットする（Ｓ２）。ポリゴンモーター３８の動作環境に応じた制御のためのモード設定処理（Ｓ３）、印字のためのラスター画像を生成する画像データ処理（Ｓ４）、プリンターエンジン１０および給紙機構２０を制御するプリント処理（Ｓ５）、および操作の受付けや表示などのその他の処理（Ｓ６）を順に実行した後、マイクロコンピューター５１は内部タイマーの終了を待ってステップＳ２に戻り（Ｓ７）、ステップＳ２〜Ｓ７を繰り返し実行する。
【００４４】
図１１はモード設定処理サブルーチンのフローチャートである。マイクロコンピューター５１は温度センサー３９によってポリゴンモーター３８の動作環境温度を示す温度データを取得する（Ｓ３１）。動作環境温度が１０℃未満であれば（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御のモードを低温時のモードとし、トラブル検出時間（加速許可時間）Ｔｔを２０秒とする（Ｓ５３）。動作環境温度が１０℃未満でなければ（Ｓ３２でＮＯ）、制御のモードを中高温時のモードとし、トラブル検出時間Ｔｔを７秒とする（Ｓ５３）。そして、マイクロコンピューター５１は、動作環境温度が１０℃以上１８℃未満であれば（Ｓ３５でＹＥＳ）、待機回転速度を３００００ｒｐｍとし、先回し時間Ｘのカウント値を取得して給紙待ち時間Ｔａの延長時間Ａを決める（Ｓ３６）。また、マイクロコンピューター５１は、動作環境温度が１８℃以上であれば（Ｓ３５でＮＯ）、待機回転速度を２７０００ｒｐｍとし、先回し時間Ｘのカウント値を取得して給紙待ち時間Ｔａの延長時間Ａを決める（Ｓ３７）。
【００４５】
以上の実施形態によれば、用紙Ｐの搬送を開始してから少なくともトナー像を転写するまで途中で搬送を停止しない給紙機構２０を採用した画像形成装置１において、ポリゴンモーター３８の起動の温度特性に応じて、より早期に印字（露光走査）を開始することができるので、低温時以外のファーストプリントアウトタイムを短くすることができる。
【００４６】
上述の実施形態において、画像形成装置１の構成を本発明に沿う範囲内で適宜変更することができる。待機回転速度、定格回転速度、制御の場合分けの設定温度、およびシーケンスに関わる時間などは例示に限らず、ポリゴンモーター３８の仕様や電子写真プロセスのシステム速度に応じて選定すればよい。プリンターエンジン１０はカラー画像の形成が可能なものであってよい。画像形成装置１はイメージスキャナーを備えていないプリンターであってもよい。内蔵メモリに蓄積したドキュメントをプリントする機能を有したプリンターにおいて、プリント開始操作以外の操作に呼応して先回しを行なうことができる。操作パネル４０による直接の操作ではなく、例えば外部のパーソナルコンピューターからのプリントジョブの入力に呼応して画像形成を行なう場合、プリンターの状態確認や他の何らかのアクセスを先回しコマンドとすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 画像形成装置
１１ 感光体ドラム（像担持体）
３３ ポリゴンミラー
３８ ポリゴンモーター
ｐ１ 転写位置
Ｐ 用紙
２０ 給紙機構
３９ 温度センサー
５０ コントローラー
Ｔａ 給紙待ち時間（可変時間）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を露光する光ビームを偏向するためのミラーを回転させるポリゴンモーターおよび前記像担持体上で現像された画像を転写する位置へ用紙を搬送する給紙機構を有した画像形成装置であって、
前記ポリゴンモーターの動作環境温度を検出する温度センサーと、
前記温度センサーによって検出された温度に応じて前記ポリゴンモーターおよび前記給紙機構を制御するコントローラーとを備え、
前記検出された温度が予め設定された設定温度以上である場合、前記コントローラーは、画像形成の開始を指示する操作が行なわれる以前に前記ポリゴンモーターを潜像形成時の回転速度である定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転を前記定格回転速度の回転まで加速させるとともに、前記検出された温度に応じて、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させ、
前記検出された温度が前記設定温度未満である場合、前記コントローラーは、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転速度を増大させ、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出された温度が前記設定温度未満である場合、前記コントローラーは、前記操作が行なわれるまで、前記ポリゴンモーターを停止させておく
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出された温度が前記設定温度以上である場合の前記操作が行なわれる以前における前記ポリゴンモーターの回転速度として、前記設定温度以上の温度を区分した温度範囲別に、前記検出された温度が高いほど小さい回転速度が定められている
請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出された温度が前記設定温度以上である場合、前記コントローラーは、前記操作が行なわれる以前における前記ポリゴンモーターの回転開始から当該操作までの経過時間を計時し、計時した時間が長いほど、当該操作から前記給紙機構による搬送開始までの時間を短くする
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ポリゴンモーターのエラー判定のために当該ポリゴンモーターの回転の加速開始から目標速度に達するまでの許容時間が定められており、前記検出された温度が前記設定温度未満である場合の許容時間が、前記検出された温度が前記設定温度以上である場合の許容時間よりも長い
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体を露光する光ビームを偏向するためのミラーを回転させるポリゴンモーターおよび前記像担持体上で現像された画像を転写する位置へ用紙を搬送する給紙機構を有した画像形成装置の制御方法であって、
前記ポリゴンモーターの動作環境温度を検出し、
検出した温度が予め設定された設定温度以上である場合、画像形成の開始を指示する操作が行なわれる以前に前記ポリゴンモーターを潜像形成時の回転速度である定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転を前記定格回転速度の回転まで加速させるとともに、前記検出した温度に応じて、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させ、
検出した温度が前記設定温度未満である場合、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転速度を増大させ、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させる
ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１】
像担持体を露光する光ビームを偏向するためのミラーを回転させるポリゴンモーターおよび前記像担持体上で現像された画像を転写する位置へ用紙を搬送する給紙機構を有した画像形成装置であって、
前記ポリゴンモーターの動作環境温度を検出する温度センサーと、
前記温度センサーによって検出された温度に応じて前記ポリゴンモーターおよび前記給紙機構を制御するコントローラーとを備え、
前記検出された温度が予め設定された設定温度以上である場合、前記コントローラーは、画像形成の開始を指示する操作が行なわれる以前に前記ポリゴンモーターを潜像形成時の回転速度である定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転を前記定格回転速度の回転まで加速させるとともに、前記検出された温度に応じて、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させ、
前記検出された温度が前記設定温度未満である場合、前記コントローラーは、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転速度を増大させ、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出された温度が前記設定温度未満である場合、前記コントローラーは、前記操作が行なわれるまで、前記ポリゴンモーターを停止させておく
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出された温度が前記設定温度以上である場合の前記操作が行なわれる以前における前記ポリゴンモーターの回転速度として、前記設定温度以上の温度を区分した温度範囲別に、前記検出された温度が高いほど小さい回転速度が定められている
請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出された温度が前記設定温度以上である場合、前記コントローラーは、前記操作が行なわれる以前における前記ポリゴンモーターの回転開始から当該操作までの経過時間を計時し、計時した時間が長いほど、当該操作から前記給紙機構による搬送開始までの時間を短くする
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ポリゴンモーターのエラー判定のために当該ポリゴンモーターの回転の加速開始から目標速度に達するまでの許容時間が定められており、前記検出された温度が前記設定温度未満である場合の許容時間が、前記検出された温度が前記設定温度以上である場合の許容時間よりも長い
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体を露光する光ビームを偏向するためのミラーを回転させるポリゴンモーターおよび前記像担持体上で現像された画像を転写する位置へ用紙を搬送する給紙機構を有した画像形成装置の制御方法であって、
前記ポリゴンモーターの動作環境温度を検出し、
検出した温度が予め設定された設定温度以上である場合、画像形成の開始を指示する操作が行なわれる以前に前記ポリゴンモーターを潜像形成時の回転速度である定格回転速度よりも遅い速度で回転させておき、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転を前記定格回転速度の回転まで加速させるとともに、前記検出した温度に応じて、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達するのに要する時間を見込んで温度が高いほど短く定められた可変時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させ、
検出した温度が前記設定温度未満である場合、前記操作に呼応して前記ポリゴンモーターの回転速度を増大させ、前記ポリゴンモーターの回転速度が前記定格回転速度に達してから予め設定された設定時間が経過した時点で前記給紙機構に搬送を開始させる
ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１９９４８（Ｐ２０１３−１９９４８Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０９０７（Ｐ２０１１−１５０９０７）
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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