(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される感光体と、
画像データに基づいて変調された光ビームを出力する光源と、
前記光源から出力される光ビームを回転駆動される回転多面鏡により偏向し、帯電した前記感光体を偏向した光ビームで走査する走査手段と、
前記回転多面鏡の回転数を検知する検知手段と、
前記回転多面鏡と前記感光体の回転駆動を開始した後であって、前記回転多面鏡の回転が定常回転数に達する前に、前記走査手段により前記感光体を走査させて前記感光体の除電を行う制御手段と、を備え、
除電に必要な光量をＥ、最大走査可能光量をＥｍａｘ、前記回転多面鏡の定常回転数をＲ、前記検知手段が検知した前記回転多面鏡の回転数をＲｐとしたとき、前記検出手段が検知した回転数が、
Ｒｐ≧Ｒ×Ｅ／Ｅｍａｘ
を満たした後に、前記制御手段が前記走査手段により前記感光体を走査する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転駆動される感光体と、
画像データに基づいて変調された光ビームを出力する光源と、
前記光源から出力される光ビームを回転駆動される回転多面鏡により偏向し、帯電した前記感光体を偏向した光ビームで走査する走査手段と、
前記回転多面鏡の回転数を検知する検知手段と、
前記回転多面鏡と前記感光体の回転駆動を開始した後であって、前記回転多面鏡の回転が定常回転数に達する前に、前記走査手段により前記感光体を走査させて前記感光体の除電を行う制御手段と、を備え、
実際の光量をＥｒ、除電に必要な光量をＥ、前記回転多面鏡の定常回転数をＲ、前記検知手段が検知した前記回転多面鏡の回転数をＲｐとしたとき、
Ｅｒ≧Ｅ×Ｒ／Ｒｐ
を満たす範囲で光量を変化させながら、前記制御手段が前記走査手段により前記感光体を走査させる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、一様に帯電された感光体上に露光装置でレーザビームを照射することにより、静電潜像を形成している。形成された静電潜像は、現像手段により現像され、転写手段により記録媒体上に転写された後、定着手段により定着される。
【０００３】
近年、画像形成装置は、印刷速度のより一層の高速化と小型化及び低コスト化の要請が強く、特に小型化及び低コスト化のためには使用される各部品の小型化及び装置の簡略化が望まれている。このため、感光体上における潜像電位履歴を消去するランプの配設を省略する場合があるが、感光体の次回転で形成した画像上に前サイクルの潜像電位履歴の影響（以下、潜像ゴーストと記載する）が現れるといった問題点が発生する。
【０００４】
画像形成サイクルの開始指令を受けてから最初の用紙に画像を形成して出力するまでの時間（ＦＰＯＴ；first  printout  time）を短縮して高速化を図りながら、潜像ゴーストを防ぐために、画像形成処理の実行前に、露光装置から出射されるレーザビームで感光体表面を露光する（以下、前露光と記す）画像形成装置が知られている（特許文献１）。
【０００５】
しかるに、短時間で前露光を実施するために、感光体の回転速度を急激に上昇させた場合、画像送り方向に周期的な縞状の画像ムラが発生することがある。又、小型・低コストの画像形成装置においては、感光体を駆動するモータが画像形成装置を構成する給紙装置、現像装置、定着装置等のすべての駆動を担っているために、急激なモータの速度変更は感光体以外の部材の駆動制御にも悪影響を及ぼす虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、生産性を向上させるとともに、画像劣化を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、
回転駆動される感光体と、
画像データに基づいて変調された光ビームを出力する光源と、
前記光源から出力される光ビームを回転駆動される回転多面鏡により偏向し、帯電した前記感光体を偏向した光ビームで走査する走査手段と、
前記回転多面鏡の回転数を検知する検知手段と、
前記回転多面鏡と前記感光体の回転駆動を開始した後であって、前記回転多面鏡の回転が定常回転数に達する前に、前記走査手段により前記感光体を走査させて前記感光体の除電を行う制御手段と、を備え、
除電に必要な光量をＥ、最大走査可能光量をＥｍａｘ、前記回転多面鏡の定常回転数をＲ、前記検知手段が検知した前記回転多面鏡の回転数をＲｐとしたとき、前記検出手段が検知した回転数が、
Ｒｐ≧Ｒ×Ｅ／Ｅｍａｘ
を満たした後に、前記制御手段が前記走査手段により前記感光体を走査する、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項２記載の画像形成装置は、
回転駆動される感光体と、
画像データに基づいて変調された光ビームを出力する光源と、
前記光源から出力される光ビームを回転駆動される回転多面鏡により偏向し、帯電した前記感光体を偏向した光ビームで走査する走査手段と、
前記回転多面鏡の回転数を検知する検知手段と、
前記回転多面鏡と前記感光体の回転駆動を開始した後であって、前記回転多面鏡の回転が定常回転数に達する前に、前記走査手段により前記感光体を走査させて前記感光体の除電を行う制御手段と、を備え、
実際の光量をＥｒ、除電に必要な光量をＥ、前記回転多面鏡の定常回転数をＲ、前記検知手段が検知した前記回転多面鏡の回転数をＲｐとしたとき、
Ｅｒ≧Ｅ×Ｒ／Ｒｐ
を満たす範囲で光量を変化させながら、前記制御手段が前記走査手段により前記感光体を走査させる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、生産性を向上させるとともに、画像劣化を防止することができる。
請求項２に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、感光体の表面が均一に除電される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
【図２】露光装置及び制御装置の構成と制御態様を示す模式図である。
【図３】前露光制御部の制御態様を説明するための機能ブロック図である。
【図４】本実施形態に係る画像形成装置１の画像形成時の各種動作のタイミング説明するためのタイムチャートである。
【図５】前露光処理時に帯電ローラと現像ローラに対して行うバイアス電圧制御のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図６】第２実施形態の画像形成装置１Ａにおいて行われる前露光処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の画像形成装置１Ａにおいて行われる前露光処理時の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図８】第３実施形態の画像形成装置１Ｂにおいて行われる前露光処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態の画像形成装置１Ｂにおいて行われる前露光処理時の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図１０】前露光を行わない比較例の画像形成装置１００の画像形成時の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図１１】潜像ゴーストの発生原理を説明するための模式図である。
【図１２】前露光を行う比較例の画像形成装置２００の画像形成時の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００１７】
「第１実施形態」
（１）画像形成装置の構成
（１・１）画像形成装置の概略構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置の全体構成及び動作を説明する。
【００１８】
画像形成装置１は、制御装置１０、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、露光装置５０、転写装置６０、搬送ガイド部７０、定着装置８０、とを備えて構成されている。画像形成装置１の上面は、画像が記録された用紙が排出・収容される排出トレイ１ｂとされている。画像形成装置１の後面には、紙詰まりや内部の点検等をする場合に、画像形成装置１内部を開放する後カバー１ａが回転可能に支持されている。
【００１９】
制御装置１０は、画像形成装置１の全体制御や各種処理をつかさどる制御装置１１と、制御装置１１により作動を制御される画像処理部１２、ＬＤ駆動回路１３、メインモータ駆動回路１４、スキャナモータ駆動回路１５、電源装置１６等を有する。制御装置１１には、外部の情報処理装置（例えばパーソナルコンピュータ等）Ｃから各種のコマンドや画像信号等が入力される。
画像処理部１２は、外部の情報処理装置Ｃから入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換してＬＤ駆動回路１３に出力する。ＬＤ駆動回路１３は、入力された画像情報に応じて駆動信号を露光装置５０に出力する。
電源装置１６は、帯電ローラ３２、現像ローラ４２、転写ローラ６１等に電圧を印加する。
【００２０】
画像形成装置１の底部には、給紙装置２０が設けられている。給紙装置２０は、記録媒体としての用紙を収納する用紙カセット２１を備え、用紙カセット２１の上面には多数の用紙が積載される。用紙カセット２１に積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙は、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により引き出された後、用紙搬送経路７１ａ、７１ｂをレジストローラ対２３のニップ部まで搬送される。
【００２１】
感光体ユニット３０は、給紙部２０の上方に設けられ、回転駆動する感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１の回転方向にそって、帯電ローラ３２、現像装置４０、転写ローラ６１、クリーニングブレード３４が配置されている。帯電ローラ３２には、帯電ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。
【００２２】
現像装置４０は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、感光体ドラム３１に対向して配置された現像ローラ４２と、この現像ローラ４２の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ４２側へ撹拌搬送するパドルホイール４３が配置されている。更に、このパドルホイール４３の背面側には撹拌搬送用の一対のオーガ４４，４５が配設されている。現像ローラ４２には、現像剤の層厚を規制する層規制ロール４６が近接配置されている。
【００２３】
露光装置５０は、光源として用いられるレーザビーム出射手段５１と、レーザビーム出射手段５１からのレーザビームＬＢを偏向反射させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）５５と、を備え、形成される画像データに応じて変調されたレーザビームＬＢで感光体ドラム３１の表面を走査する。
【００２４】
回転する感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により帯電され、露光装置５０から出射するレーザビームＬＢにより静電潜像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。
【００２５】
転写装置６０は、転写ローラ６１を感光体ドラム３１に切離可能に支持する後カバー１ａと、感光体ドラム３１とニップを形成する転写ローラ６１とから構成されている。転写ローラ６１には、制御装置１１により制御される電源装置１５から転写電圧が印加され、感光体ドラム３１と転写ローラ６１間を通過する用紙に感光体ドラム３１上のトナー像を転写する。
【００２６】
感光体ドラム３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード３４により除去され、感光体ドラム３１を支持するハウジング内部に回収される。その後、感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により再帯電される。尚、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した残留物は、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３の表面に捕捉され、蓄積される。
【００２７】
定着装置８０は一対の定着ローラ８１、８２を有し、一対の定着ローラ８１、８２の圧接領域によって定着領域が形成される。
転写部６０においてトナー像が転写された用紙は、トナー像が未定着の状態で搬送ガイド部７０を構成する搬送ガイド７３を経由して定着装置８０に搬送される。定着装置８０に搬送された用紙は、一対の定着ローラ８１、８２により圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙は、搬送ガイド７４ａ，７４ｂによってガイドされ、排出ローラ対８３から画像形成装置１上面の排出トレイ１ｂに排出される。
【００２８】
（１．２）露光装置の構成及び動作
次に、図２を用いて露光装置５０の構成及び動作を説明する。
露光装置５０は、光源として用いられるレーザビーム出射手段５１と、レーザビーム出射手段５１からのレーザビームＬＢを偏向反射させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）５５と、を備えている。
レーザビーム出射手段５１の内部には、レーザダイオード５１Ａと光量検出センサ５１Ｂとが収容され、レーザダイオード５１Ａから出射されるレーザビーム光量を光量検出センサ５１Ｂにより随時検出できるようになっている。
レーザダイオード５１ＡはＬＤ駆動回路１３を介して制御装置１１に接続され、制御装置１１からの指示に従ってレーザダイオード５１Ａに供給される駆動電流が制御される。  光量検出センサ５１Ｂは、随時検出される出射光量を電圧値（モニタ電圧）に変換して制御装置１１へ出力する。
【００２９】
回転多面鏡５５は、回転駆動用モータ（以下、スキャナモータと記す）５６を含んで構成されたモータ駆動基板５７上に設置され（図１参照）、所定方向に等角速度で回転する。スキャナモータ５６は、スキャナモータ駆動回路１５を介して制御装置１１に接続され、制御装置１１からの指示によって回転多面鏡５５を所定の方向（矢印Ｒ方向）に高速回転させる。
【００３０】
レーザダイオード５１Ａから照射されたレーザビームＬＢは、コリメータレンズ５２、シリンドリカルレンズ５３を通過して回転多面鏡５５に入射し、回転多面鏡５５により偏向される。回転多面鏡５５により偏向されたレーザビームＬＢは、ｆθレンズ５４を通過し、必要に応じて折り返しミラー（不図示）で順に反射された後、感光体ドラム３１の表面に照射される。このとき回転多面鏡５５によるレーザビームＬＢの偏向によって、感光体ドラム３１の表面が走査露光される。
露光装置５０には、レーザビームＬＢにより感光体ドラム３１が走査される際に感光体ドラム３１の画像形成領域に最初に入射する位置以前の予め定められた位置に、ミラー５８が配置されており、このミラー５８で反射されたレーザビームＬＢの光軸上には、水平同期センサ５９が配置されている。
【００３１】
（１．３）制御部の構成
図２に示すように、制御装置１１はＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、入出力コントローラ等から構成され、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、露光装置５０、転写装置６０、搬送ガイド部７０、定着装置８０等に対して、動作制御指示を与える。
又、制御装置１１は外部の情報処理装置Ｃにケーブルを介して接続され、情報処理装置Ｃから各種のコマンドや画像信号等が入力される。
【００３２】
制御装置１１は、画像形成装置１が備える複数の駆動回路及び電源装置に対して、動作制御指示を与える。
例えば、制御装置１１の動作指示を受けたメインモータ駆動回路１４は、メインモータを駆動・停止し、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、露光装置５０、転写装置６０、搬送ガイド部７０、定着装置８０等を動作させる。又、スキャナモータ駆動回路１５は、スキャナモータ５６を駆動・停止し、露光装置５０のレーザビームＬＢによる感光体ドラム３１の光走査を実行する。電源装置１６は、制御装置１１の制御下で、帯電ローラ３２、現像ローラ４２及び転写ローラ６１等にそれぞれ所定のバイアス電圧を印加する。
更に、制御装置１１は、制御態様の一つとして、画像形成処理の実行前に、露光装置５０から出射されるレーザビームＬＢで感光体ドラム３１の表面を露光する前露光制御部９０を有している。
【００３３】
図３は前露光制御部９０の制御態様を機能ブロック図として表したものである。
露光領域設定部９１は、情報処理装置Ｃからの印刷情報（用紙サイズ等）に基づいて前露光時に露光される感光体ドラム３１上の領域を設定する部分である。
照射タイミング基準設定部９２は、水平同期センサ５９からの水平同期信号のエッジ部を検出し、露光領域設定部９１と照射位置算出部９４とに指示するものである。
照射位置算出部９４は、感光体ドラム３１上のレーザビームＬＢの照射位置を算出する。
領域判断部９５は露光領域設定部９１で設定された領域と照射位置算出部９４で算出された照射位置とを比較して照射位置がどの領域にあるかを判定し、判定結果を光量制御部９６へ指示する。
光量制御部９６は、ＬＤ駆動回路１３に各種の指示を行ってレーザダイード５１Ａから出射されるレーザビーム光量を制御する。例えば、光量調節の段階で、感光体ドラム３１上で所定光量が得られる時のモニタ電圧値をセットしておき、モニタ電圧が所望の電圧値となるようにレーザダイード５１Ａの駆動電流値を変化させ光量制御を行う。
【００３４】
（２）画像形成装置の作用
本実施形態に係る画像形成装置１の備える露光装置５０の回転多面鏡５５は、スキャナモータ駆動回路１５により、スキャナモータ５６の回転駆動及び停止が制御され、回転駆動開始から２０００ｍｓで定常回転に達する。又、感光体ドラム３１の直径は３０ｍｍであり、用紙搬送速度は２０１ｍｍ／ｓである。尚、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、露光装置５０、転写装置６０、定着装置８０等は１つのメインモータで駆動される。
以下、本実施形態の画像形成装置１の作用について説明するが、その前に比較例として、前露光を行わない場合の画像形成装置１００、及び前露光を行う従来の画像形成装置２００の動作についてタイムチャートを用いて説明する。尚、以下の説明において、それぞれの画像形成装置における共通の構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
「比較例１」
（２．１）前露光を行わない画像形成装置の動作
図１０は、前露光を行わない画像形成装置１００の画像形成時の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【００３６】
画像形成装置１００は、外部の情報処理装置Ｃからの画像印刷要求を受けると、制御装置１１が、露光装置５０のスキャナモータ５６を起動する（Ｓ１）。引き続き、制御装置１１はメインモータを起動し（Ｓ２）、帯電ローラ３２にバイアス電圧を印加する（Ｓ３）。
その後、帯電ローラ３２により帯電された感光体ドラム３１の表面が現像ローラ４２と対向する位置に達した段階で現像ローラ４２に現像バイアス（直流成分）を印加する（Ｓ４）。
【００３７】
帯電ローラ３２には直流成分のみからなるバイアス電圧が印加されるが、感光体ドラム３１を除電するためのランプは配設されていない。そのために、感光体ドラム３１の回転立ち上がり時において、帯電電位が不安定になる虞がある。例えば、感光体ドラム３１の表面電位と、現像ローラ４２の現像バイアス（直流成分）との電位差が大きすぎると、現像剤を構成するキャリアが感光体ドラム３１の表面に付着し、この電位差が小さすぎると、感光体ドラム３１の表面に現像剤中のトナーが現像され、かぶりが発生する。
【００３８】
そのために、帯電ローラ３２のバイアス電圧と現像ローラ４２のバイアス電圧を、同期させながら、段階的にそれぞれのバイアス電圧を上昇させる階段制御が実施される。比較例１の画像形成装置１００においては、この階段制御の時間Ｔ１に８００ｍｓが必要とされる（Ｓ５）。
尚、階段制御（Ｓ５）は後述する画像形成装置２００及び本実施形態に係る画像形成装置１においても、同様に実施される。
【００３９】
転写装置６０においては、転写ローラ６１に負極性のバイアス電圧を印加し、転写ローラ６１の表面に付着しているトナー（負帯電）を感光体ドラム３１の表面に移行させるクリーニング工程を行う。比較例１の画像形成装置１００においては、このクリーニング工程の時間Ｔ２に８７５ｍｓが設定されている（Ｓ６）。
【００４０】
次に、転写ローラ６１に正極性のバイアス電圧を印加して転写ローラ６１の固有抵抗値を推定し、画像形成時の最適な転写バイアス電圧を決定する。具体的には、転写ローラ６１に一定の電流を供給して、その時に出力される電圧値を計測すると共に、計測された電圧値から転写ローラ６１の抵抗値を推測し、予め記憶されている転写バイアスの設定用テーブルを参照して最適な転写バイアスを選び出す。この転写バイアス電圧を決定するための時間Ｔ３に８００ｍｓが必要とされる（Ｓ７）。
【００４１】
制御装置１１は、露光装置５０の回転多面鏡５５が定常回転に到達したことを検知すると、用紙引き出し部２２の給紙ローラを回転させ、用紙搬送を開始する（Ｓ８）。用紙カセット２１から送り出された用紙がレジストセンサを通過した所定時間経過後にレジストローラ対２３を回転させ（Ｓ９）、このレジストローラ対２３の回転と同期して、露光装置５０から出射されるレーザビームＬＢで感光体ドラム３１の潜像書き込みが開始される（Ｓ１０）。比較例１の画像形成装置１００においては、給紙ローラが回転を開始して、露光装置５０による潜像形成が開始されるまでの時間は５１２ｍｓである（Ｓ８〜Ｓ９）。
【００４２】
この後、制御装置１１は、用紙が感光ドラム３１と転写ローラ６１との接触部へ搬送されるタイミングに同期して、現像ローラ４２へ現像バイアス（交流成分）を重畳し（Ｓ１１）、転写ローラ６１へ転写バイアス電圧を印加する（Ｓ１２）。尚、交流成分の現像バイアスは、画像形成時に必要とされる電圧（ピーク電圧の平均値の９０％）に到達するために所定の時間Ｔ３（１５０ｍｓ）が必要とされる。そのために、制御装置１１は、露光装置５０により書き込まれた潜像が現像ローラ４２と対向する位置に到達タイミングに先行して、現像ローラ４２に現像バイアス（交流成分）を印加している（Ｓ１１）。
【００４３】
感光体ドラム３１と転写ローラ６１との接触部を通過した用紙は、定着装置８０で定着された後、画像形成装置１００の上部に設けられた排紙トレイ１ｂに収容される。制御装置１１によって、露光装置５０が起動（Ｓ１）されてから、トナー像が定着された用紙の後端が定着装置の下流に配置された排紙センサ（不図示）を通過するまでの時間（ＦＰＯＴ）は、比較例１の画像形成装置１００においては４９１０ｍｓである（Ｓ１３）。
【００４４】
比較例１の画像形成装置１００においては、画像形成の実行前に、露光装置５０から出射されるレーザビームＬＢで感光体ドラム３１の表面を露光する前露光を行っていないために、潜像ゴーストが発生する場合がある。
【００４５】
以下、図１１を参照しながら、潜像ゴーストについて説明する。一例として、画像形成装置１００の立ち上げ後１サイクル（１ページ）目は白地中にベタ黒画像（全露光）を形成し、２サイクル（２ページ）目は一様なハーフトーン画像を形成する場合を考える。
立ち上げ時は感光体ドラム３１の光感度は非常に高く、１サイクル目の画像形成においては感光体ドラム３１のベタ黒画像部分だけ、つまり露光を受けた領域だけ光疲労が起こり、ベタ黒以外の領域は感度が高いままになっている（感光体ドラム表面電位参照）。
この状態で２サイクル目の画像形成動作に入ると、１サイクル目に起こった感光体ドラム３１の光に対する感度の違いから、２サイクル目に一様なハーフトーン画像を印刷したつもりでも、１サイクル目のベタ黒画像部分に対応した部分の露光部電位が高くなり薄く像が残ってしまう。これを潜像ゴーストという。
又、潜像ゴーストは一度前露光処理を施しても、時間の経過とともに効果が消失するために、画像形成の度に行うことが必要になる。
【００４６】
「比較例２」
（２．２）前露光を行なう画像形成装置の動作
図１２は、前露光を行う画像形成装置２００の画像形成時の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
画像形成装置２００は、制御装置１１の制御機能として前露光制御部９０を備えているが、露光装置５０の回転多面鏡５５が定常回転に到達した後に、前露光処理を開始する点で、本実施形態に係る画像形成装置１と異なっている。
【００４７】
画像形成装置２００において、露光装置５０のスキャナモータ５６の駆動、メインモータの駆動、帯電ローラ３２のバイアス印加、現像ローラ４２のバイアス印加、転写ローラ６１のクリーニング処理までは、上述した前露光を行わない画像形成装置１００における動作と同一であるため説明を省略する。
【００４８】
画像形成装置２００の制御装置１１は、露光装置５０の回転多面鏡５５が定常回転に到達すると、前露光処理を開始する。
露光領域設定部９１は、情報処理装置Ｃからの印刷情報（用紙サイズ等）に基づいて前露光時に露光される感光体ドラム３１上の領域を設定する。
照射タイミング基準設定部９２は、水平同期センサ５９からの水平同期信号のエッジ部を検出し、露光領域設定部９１と照射位置算出部９４とに指示する。
照射位置算出部９４は、感光体ドラム３１上のレーザビームＬＢの照射位置を算出する。
領域判断部９５は露光領域設定部９１で設定された領域と照射位置算出部９４で算出された照射位置とを比較して照射位置がどの領域にあるかを判定し、判定結果を光量制御部９６へ指示する。
光量制御部９６は、レーザダイード５１Ａから出射されるレーザビーム光量を、予め設定された前露光に必要な光量に設定し、露光装置５０は設定された光量で感光体ドラム１周分を走査し全面露光する。
【００４９】
尚、潜像ゴーストを防止するためには、感光体ドラム３１を一様に露光し除電すれば足り、画像形成時の光量は必要とされない。又、前露光に必要とされる光量は、用いられる感光体ドラム３１の感光材料、構成等により決定され、画像形成装置２００においては、前露光処理の光量は画像形成時の５０％に設定されている。
【００５０】
一方、感光体ドラム３１は前露光により帯電電位が低くなる。現像ローラ４２に、画像形成時の現像バイアス（直流成分）が印加されている場合は、感光体ドラム３１の表面がトナーで現像されてしまう。その結果、余分なトナーが消費されるとともに、感光体ユニット３０のトナー汚れを引き起こす虞がある。
【００５１】
そのために、図５に示すように、前露光処理時には、帯電ローラ３２のバイアス電圧と現像ローラ４２のバイアス電圧を適宜変更するバイアス電圧制御を行う。具体的には、現像バイアス印加電圧（直流成分）を前露光により表面電位が下がった感光体ドラム３１の表面がトナーで現像されない水準まで低下させるとともに、帯電ローラ３２のバイアス印加電圧も現像バイアス印加電圧に比例して低下させる。
その後、前露光の終了とともに、再度、帯電ローラ３２のバイアス印加電圧と現像ローラ４２のバイアス印加電圧を画像形成時に必要とされるバイアス印加電圧に設定する。
又、露光装置５０による感光体ドラム３１への潜像書き込み開始タイミングに先行して、現像ローラ４２には、交流成分の現像バイアスを重畳し（Ｓ１１）、転写ローラ６１へ転写バイアス電圧を印加する（Ｓ１２）。
この、前露光処理に伴う帯電ローラ３２及び現像ローラ４２のバイアス印加電圧を調整するために、前露光処理終了の時点から２３４ｍｓが必要とされる。
【００５２】
そのために、前露光制御には、感光体ドラム３１の１周を露光するために必要な時間（４６９ｍｓ）と、前露光終了の時点から前露光処理に伴う帯電ローラ３２及び現像ローラ４２のバイアス印加電圧を調整する時間（２３４ｍｓ）を合わせた時間である７０３ｍｓが必要になる。この時間は、前露光を行わない場合に、給紙ローラが回転を開始して露光装置５０による潜像形成が開始されるまでの時間（５１２ｍｓ）を１９１ｍｓ超えてしまう。すなわち、前露光を行うことで、画像形成装置２００においてはＦＰＯＴが１９１ｍｓ長くなり、画像形成装置２００の高速化が阻害されることになる。
特に、連続的に大量印刷を行わない場合、例えば、数枚の印刷ジョブを繰り返しながら印刷処理する場合に、印刷ジョブの開始の度に前露光処理を実行すると、画像形成装置２００の生産性が大きく低下する。
【００５３】
又、図１に示した画像形成装置１は、用紙カセット２１から転写ローラ６１を経由して排紙ローラ対８３に到達するまでの用紙搬送経路を逆Ｃ形状とした、いわゆる、Ｃパスの用紙搬送構成とすることで、用紙の搬送経路を最短で形成し、ＦＰＯＴを最小化できる構成となっている。
係るＣパスの用紙搬送構成とした小型の画像形成装置においても、印刷ジョブの開始の度に前露光処理を行うとＦＰＯＴが長くなり、画像形成装置自体の生産性が低下するという問題がある。
【００５４】
（２．３）本実施形態の画像形成装置の作用
図４は、本実施形態に係る画像形成装置１の画像形成時の各種動作のタイミング説明するためのタイムチャートである。以下、タイムチャートを参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の動作を説明する。尚、露光装置５０のスキャナモータ５６の駆動、メインモータの駆動、帯電ローラ３２のバイアス印加、現像ローラ４２のバイアス印加、転写ローラ６１のクリーニング処理までは、上述した比較例の画像形成装置１００、２００における動作と同一であるため、説明を省略する。
【００５５】
本実施形態に係る画像形成装置１においては、制御装置１１が、露光装置５０の回転多面鏡５５の回転が定常回転に到達する（Ｓ１５）前に、前露光処理を開始する。具体的には、露光装置５０は、スキャナモータ５６が起動した１８０９ｍｓ後に、回転多面鏡５５の回転数によらず前露光処理を開始する（Ｓ１４）。
【００５６】
本実施形態に係る画像形成装置１においても、現像バイアス印加電圧（直流成分）を前露光により表面電位が下がった感光体ドラム３１の表面がトナーで現像されない領域まで低下させるとともに、帯電ローラ３２のバイアス電圧も現像ローラ４２のバイアス電圧に比例して低下させるバイアス印加電圧の調整を行う（図５参照）。
【００５７】
前露光処理には、感光体ドラム１周分を露光する時間Ｔ（４６９ｍｓ）と、前露光終了の時点から前露光処理に伴う帯電ローラ３２及び現像ローラ４２のバイアス印加電圧を調整する時間（２３４ｍｓ）を合わせた時間である７０３ｍｓが必要とされるが、本実施形態の画像形成装置１においては、給紙ロールが回転を開始する（Ｓ８）１９１ｍｓ前の時点から前露光が開始されている。そのために、給紙ローラによる用紙搬送が開始されても、露光装置５０のレーザビームＬＢによる感光体ドラム３１への潜像書き込みが開始される（Ｓ１０）までに２３４ｍｓの時間が確保されている。
従って、用紙が感光体ドラム３１と転写ローラ６１との接触部へ搬送されるタイミングに先行して、前露光処理に伴う帯電ローラ３２及び現像ローラ４２へのバイアス印加電圧の調整を終了することができる。
【００５８】
露光装置５０の回転多面鏡５５は前露光を開始した後（１９１ｍｓ後）に定常回転数に到達し、制御装置１１は、給紙ローラを回転させ、用紙搬送を開始する（Ｓ８）。用紙カセット２１から送り出された用紙がレジストセンサを通過した所定時間経過後にレジストローラ対２３を回転させる（Ｓ９）。
制御装置１１は、このレジストローラ対２３の回転と同期して、光量制御部９６を通じてＬＤ駆動回路１３を制御し、レーザビーム光量を画像形成時のレーザビーム光量に設定し、感光体ドラム３１の潜像書き込みが開始される（Ｓ１０）。
【００５９】
この後、制御装置１１は、用紙が感光体ドラム３１と転写ローラ６１との接触部へ搬送されるタイミングに同期して、転写ローラ６１へ予め決定された転写バイアス電圧を印加する（Ｓ１２）。感光体ドラム３１と転写ローラ６１との接触部を通過した用紙は定着装置８０へ搬送され、定着装置８０で定着された後、画像形成装置１の上部に設けられた排紙トレイ１ｂに収容される。
本実施形態に係る画像形成装置１においては、スキャナモータ５６が起動（Ｓ１）されてから、トナー画像が定着された用紙の後端が定着装置８０の下流に配置された排紙センサを通過するまでの時間（ＦＰＯＴ）は、前露光を行わない比較例１の画像形成装置１００と同一の４９１０ｍｓである（Ｓ１３）。
【００６０】
（３）本実施形態の画像形成装置の効果
本実施形態に係る画像形成装置１においては、制御装置１１が、露光装置５０の回転多面鏡５５が定常回転に到達する（２０００ｍｓ）前に、前露光処理を開始し、用紙カセット２１からの用紙搬送を前露光処理の終了時期に合わせることなく行うことができる。従って、ＦＣＯＴを長くすることなく潜像ゴーストの発生を防止することができる。
特に、毎回の印刷ジョブが小さい小型の画像形成装置１において、印刷ジョブの開始の度に前露光処理を行っても、用紙カセット２１からの用紙搬送を前露光処理の終了時期に合わせることなく行うことができるため、Ｃパスの用紙搬送構成とした画像形成装置１の実効的な高速化を図ることができる。
【００６１】
「第２実施形態」
以下、本発明の第２実施形態の画像形成装置１Ａについて図６及び図７を用いて説明する。
本実施形態の画像形成装置１Ａの基本構成は第１実施形態の画像形成装置１と同様であり、回転多面鏡５５の回転数を検出する回転数検出手段を有している点で第１実施形態と異なっている。尚、第１実施形態の画像形成装置１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
（１）画像形成装置の動作
図６は、本実施形態の画像形成装置１Ａにより行われる前露光処理ルーチンを示すフローチャート、図７は、画像形成装置１Ａにおいて行われる前露光処理の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
外部の情報処理装置Ｃからの画像印刷要求を受ける（Ｓ１０１）と、感光体ドラム３１上の露光領域を設定する（Ｓ１０２）。感光体ドラム３１上の露光領域を設定すると、感光体ドラム３１を回転させ（Ｓ１０３）、レーザダイオード５１Ａを点灯させた（Ｓ１０４）後、回転多面鏡５５を回転させる（Ｓ１０５）。このとき、回転多面鏡５５は図７に示すように回転速度Ｒが徐々に増大していく。
前露光処理に必要な光量をＥ、露光装置５０の最大走査可能光量をＥｍａｘ、回転多面鏡５５の定常回転数をＲ、現在の回転多面鏡の回転数をＲｐとしたとき、ステップ１０６で回転多面鏡５５の現在の回転速度Ｒｐを取込み（Ｓ１０６）、取込んだ回転速度Ｒｐが（１）式を満たす回転数に達したか否かを判断する（Ｓ１０７）。
Ｒｐ≧Ｒ×Ｅ／Ｅｍａｘ・・・（１）
【００６３】
ステップ１０６（Ｓ１０６）で取込まれた回転速度Ｒｐが（１）式を満たした場合、ステップ１０７（Ｓ１０７）の判断は肯定され、以後、前記第１実施形態と同様に感光体ドラム３１上にレーザビームＬＢを１ライン毎に照射して前露光を行い（Ｓ１０８）、感光体ドラム３１が１周した（Ｓ１０９）時点で、前露光処理を停止する（Ｓ１１０）。
【００６４】
（２）画像形成装置の作用・効果
第２実施形態の画像形成装置１Ａによれば、回転多面鏡５５の回転数が定常回転数Ｒよりも低い所定の回転数Ｒｐ
に達した時点で前露光を開始するようにしたので、前露光の開始タイミングを早めることができる。
すなわち、回転多面鏡５５が回転数Ｒｐ に達した時点で前露光を開始することにより、当該回転数Ｒｐから定常回転数Ｒに達するまでの時間分だけ前露光の開始タイミングを早められ、画像形成装置のＦＰＯＴを長くすることなく潜像ゴーストの発生を防止することができる（図７参照）。
【００６５】
尚、回転多面鏡５５の回転数が比較的低い段階から前露光を行うと、感光体ドラム３１上の走査密度が低くなり、感光体ドラム３１上の露光部電位は、回転多面鏡５５が定常回転数に達した後に前露光した場合と比較して高くなる。
一方、前露光開始時点の回転多面鏡５５の回転数Ｒｐが、定常回転数で走査された場合に潜像ゴーストが発生しない必要光量Ｅを基準に決定され、露光装置５０の最大走査可能光量Ｅｍａｘで露光されるため、感光体ドラム３１上の露光エネルギー密度は、潜像ゴーストを確実に防止できる水準を満たし潜像ゴーストの発生はない。
尚、潜像ゴーストは必ず発生するものではないため、生産性を優先する場合は、回転数が（１）式を満たさずとも、スキャナモータ５６が起動した後の所定時間経過後（例えば１８０９ｍｓ後）に前露光処理を開始させても良い。つまり、回転数よりもスキャナモータ５６が起動した後の所定時間を優先して制御することで、生産性を損なうことがない。
【００６６】
「第３実施形態」
以下、本発明の第３実施形態の画像形成装置１Ｂについて図８及び図９を用いて説明する。
本実施形態の画像形成装置１Ｂの基本構成は第１実施形態の画像形成装置１と同様であり、回転多面鏡５５の回転数を検出する回転数検出手段と、前露光処理を行うときに露光装置５０から出射されるレーザビームＬＢの光量を制御する光量制御手段を利用している点で第１実施形態と異なっている。尚、第１実施形態の画像形成装置１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６７】
（１）画像形成装置の動作
図８は、本実施形態の画像形成装置１Ｂにより行われる前露光処理ルーチンを示すフローチャート、図９は、画像形成装置１Ｂにおいて行われる前露光処理の各種動作のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
外部の情報処理装置Ｃからの画像印刷要求を受ける（Ｓ２０１）と、感光体ドラム３１上の露光領域を設定する（Ｓ２０２）。
感光体ドラム３１上の露光領域が設定されると、制御装置１１は、メインモータを起動し感光体ドラム３１を回転させ（Ｓ２０３）、引き続きレーザダイオード５１Ａを点灯させた（Ｓ２０４）後、回転多面鏡５５を回転させる（Ｓ２０５）。このとき、回転多面鏡５５は図９に示すように回転速度Ｒが徐々に増大していく。
【００６８】
前露光処理に必要な光量をＥ、露光装置５０の最大走査可能光量をＥｍａｘ、回転多面鏡５５の定常回転数をＲ、現在の回転多面鏡の回転数をＲｐとしたとき、ステップ２０６で回転多面鏡５５の現在の回転速度Ｒｐを取込み（Ｓ２０６）、取込んだ回転速度Ｒｐが（１）式を満たす回転数に達したか否かを判断する（Ｓ２０７）。
Ｒｐ≧Ｒ×Ｅ／Ｅｍａｘ・・・（１）
【００６９】
ステップ２０６（Ｓ２０６）で取込まれた回転速度Ｒｐが（１）式を満たした場合、ステップ２０７（Ｓ２０７）の判断は肯定され、感光体ドラム３１上にレーザビームＬＢを１ライン毎に照射して前露光を開始する（Ｓ２０８）。
【００７０】
感光体ドラム３１上を１ラインごとに照射して前露光を行うときの、レーザビームＬＢの実際の光量をＥｒとしたとき、制御装置１１は、ＬＤ駆動回路１３によってレーザダイオード５１Ａに供給される電流によってレーザビーム光量が（２）式を満たすように制御する。
Ｅｒ≧Ｅ×Ｒ／Ｒｐ・・・（２）
具体的には、光量検知センサ５１Ｂの検出出力（モニタ電圧）を取込み（Ｓ２０９）、レーザダイオード５１Ａの駆動電流を（２）式に従って、漸次減少させる（Ｓ２１０）。光量検知センサ５１Ｂの検出出力はレーザダイオード５１Ａから射出されるレーザビーム光量を表しているため、光量検知センサ５１Ｂからの電圧値が所定量減少した値となるまで駆動電流を減少させることで、レーザダイオード５１Ａから射出されるレーザビーム光量を漸次減少させることができる。
【００７１】
制御装置１１は、感光体ドラム３１が１周した（Ｓ２１１）時点で、前露光処理を停止する（Ｓ２１２）。その後、レーザビーム光量を画像形成時の光量に設定し、給紙ローラを回転させ、用紙搬送を開始する。用紙カセット２１から送り出された用紙がレジストセンサを通過し、所定時間経過後にレジストローラ対２３を回転させ、このレジストローラ対２３の回転と同期して、露光装置５０のレーザビームＬＢによる感光体ドラム３１の潜像書き込みが開始される。
【００７２】
画像形成装置１Ｂは、例えば、前露光処理に必要な光量Ｅが、画像形成時の光量の５０％である場合、回転多面鏡５５の回転数が定常回転数の５０％に到達した時点から、前露光処理を開始する。その後、（１）式を満たすように、回転多面鏡の回転数は漸次増加していくために、レーザビームＬＢから出射される光量が一定である場合には、感光体ドラム３１上に形成される潜像は、５０％のハーフトーンに相当する露光部表面電位から、漸次低下し、前露光終了時点では、ベタ画像となる、いわゆるグラデーション画像と略同等の潜像となる。
従って、感光体ドラム１周内において、前露光開始領域と前露光終了領域において、感光体ドラム３１の受ける光疲労に差が発生し、次サイクルで画像形成した場合に、感光体ドラム３１の１周面内で、光疲労差による画像濃度の差が発生する虞がある。
【００７３】
画像形成装置１Ｂは、例えば、前露光処理に必要な光量Ｅが、画像形成時の光量の５０％である場合、回転多面鏡５５の回転数が定常回転数の５０％に到達した時点から、前露光処理を開始する。その後、（１）式を満たすように、回転多面鏡５５の回転数は漸次増加していくが、光量検知センサ５１Ｂの検出出力（モニタ電圧）を取込み、レーザダイオード５１Ａの駆動電流を（２）式に従って、漸次減少させる。
【００７４】
（２）画像形成装置の作用・効果
第３実施形態の画像形成装置１Ｂによれば、回転多面鏡５５の回転数が定常回転数Ｒよりも低い所定の回転数Ｒｐ
に達した時点で前露光を開始するようにしたので、当該回転数Ｒｐから定常回転数Ｒに達するまでの時間分だけ前露光の開始タイミングを早めることができる。すなわち、回転多面鏡５５が回転数Ｒｐ
に達した時点で前露光を開始することにより、当該回転数Ｒｐから定常回転数Ｒに達するまでの時間分だけ前露光の開始タイミングを早められ、画像形成装置のＦＰＯＴを長くすることなく潜像ゴーストの発生を防止することができる。
【００７５】
更に、回転多面鏡５５の回転数が定常回転数Ｒよりも低い所定の回転数Ｒｐ
に達した時点で前露光を開始した後、光量検知センサ５１Ｂの検出出力（モニタ電圧）を取込み、レーザダイオード５１Ａの駆動電流を漸次減少させる。そのために、感光体ドラム１周内において、前露光開始領域から前露光終了領域まで、一定の露光部電位となるように前露光を行うことができ、感光体ドラム３１の１周面内で、光疲労差による画像濃度の差が発生することを防止することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態として、具体例を挙げて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７７】
例えば、画像形成装置としては、モノクロ印刷用の画像形成装置のみならず、カラー印刷用の画像形成装置とすることもできる。
【符号の説明】
【００７８】
１、１Ａ、１Ｂ、１００、２００・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
１１・・・制御装置
１２・・・画像処理部
１３・・・ＬＤ駆動回路
１４・・・メインモータ駆動回路
１５・・・スキャナモータ駆動回路
１６・・・電源装置
２０・・・給紙装置
２１・・・用紙カセット
２２・・・用紙引き出し部
２３・・・レジストローラ対
３０・・・感光体ユニット
３１・・・感光体ドラム
３２・・・帯電ローラ
４０・・・現像装置
４２・・・現像ローラ
５０・・・露光装置
５１Ａ・・・レーザダイオード
５１Ｂ・・・光量検出センサ
５５・・・回転多面鏡（ポリゴンミラー）
５６・・・スキャナモータ
５９・・・水平同期センサ
６０・・・転写装置
７０・・・搬送ガイド部
８０・・・定着装置
９０・・・前露光制御部
９１・・・露光領域設定部
９２・・・照射タイミング基準設定部
９４・・・照射位置算出部
９５・・・領域判断部
９６・・・光量制御部
【図１】
0005929392.tif 000002
【図２】
0005929392.tif 000003
【図３】
0005929392.tif 000004
【図４】
0005929392.tif 000005
【図５】
0005929392.tif 000006
【図６】
0005929392.tif 000007
【図７】
0005929392.tif 000008
【図８】
0005929392.tif 000009
【図９】
0005929392.tif 000010
【図１０】
0005929392.tif 000011
【図１１】
0005929392.tif 000012
【図１２】
0005929392.tif 000013