(57)【要約】【課題】レジストクラッチを持たない低価格の電子写真方式画像形成装置であっても画像がずれないで用紙上に転写できるようにする。【解決手段】感光体ドラム上のトナー像を搬送途上での用紙一時停止を行わずに用紙上に転写する画像形成装置において、画像形成指示を受けたエンジンＣＰＵ３１は、回転偏向器８を駆動するポリゴンモータ７の回転を開始させ、そのポリゴンモータ７が定常回転に達したか否かをポリゴンモータ７から得られるロック信号を用いて判定し、ポリゴンモータ７が定常回転に達していると判定されてから給紙クラッチ２７を接続することにより用紙の搬送を開始させ、搬送途上にある用紙の先端がレジストローラ対の直前位置を通過するとき、その通過タイミングをレジストセンサ１１により検出し、その検出タイミングをもとに、回転偏向器８でレーザ光を走査させることによる感光体上への静電潜像形成を開始させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを回転偏向器により走査して感光体上に静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、用紙の搬送開始から排紙終了まで用紙搬送途上における用紙一時停止を行わずに用紙上に画像を形成する画像形成装置において、前記回転偏向器を駆動するモータと、画像形成指示時に回転を開始した前記モータが定常回転に達したか否かを判定する回転状態判定手段と、該回転状態判定手段により前記モータの回転が定常回転に達していると判定されてから前記用紙の搬送を開始させる給紙制御手段と、該給紙制御手段により搬送を開始され搬送途上にある前記用紙の先端が所定位置を通過する通過タイミングを検出する検出手段と、該検出手段により検出された前記通過タイミングをもとに感光体上への静電潜像形成を開始させる潜像形成制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記回転状態判定手段は前記モータがロック状態に達したことを示すロック信号を受けたときに前記モータが定常回転に達したと判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
光ビームを回転偏向器により走査して感光体上に静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、用紙の搬送開始から排紙終了まで用紙搬送途上における用紙一時停止を行わずに用紙上に画像を形成する画像形成装置において、前記回転偏向器を駆動するモータと、搬送されている前記用紙の先端が所定位置を通過する通過タイミングを検出する検出手段と、画像形成指示時に回転を開始する前記モータが定常回転に達するまでに要する時間を元に、搬送開始時には前記モータがまだ定常回転に達しておらず前記所定位置では定常回転に達しているような搬送開始タイミングを求め、該搬送開始タイミングで前記用紙の搬送を開始させる給紙制御手段と、前記用紙が該給紙制御手段により搬送を開始され前記検出手段により前記通過タイミングが検出されたときに該タイミングをもとに感光体上への静電潜像形成を開始させる潜像形成制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、前記給紙制御手段は、前記搬送開始タイミングを前記モータの回転開始時からの時間とするとき、該時間を、前記モータが確実にロック状態になるに要する予測時間と給紙開始位置から前記所定位置までの用紙搬送時間との差分とする搬送開始タイミングで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５】
請求項１または３記載の画像形成装置において、前記潜像形成制御手段は、前記通過タイミングが検出されたときから所定時間遅らせて感光体上への静電潜像形成を開始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、プリンタや複写機など、電子写真方式の画像形成装置に係り、特に、用紙搬送途中における用紙一時停止機能を持たなくても転写タイミングを取ることができる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など光走査型の画像形成装置はその高速性と高解像性とによってＬＢＰ（レーザビームプリンタ）またはデジタル複写機やファクシミリ装置の画像形成装置として広く用いられている。
この電子写真方式の画像形成装置は、例えば回転する感光体ドラムを備えるとともに、その周面に、感光体ドラムの感光面を帯電させる帯電部、帯電した感光面を露光させて静電潜像を形成する露光部、トナーを供給して静電潜像をトナー像にする現像部、そのトナー像を用紙上に転写する転写部を備えている。
【０００３】
このような画像形成装置では、例えば半導体レーザから発せられるレーザ光を定常回転するポリゴンミラーにより走査して感光体面を主走査方向に露光する。なお、ポリゴンミラーを駆動するポリゴンモータは待機中停止状態にあり、一つの従来技術では、画像形成動作の開始とともに回転を開始し、転写位置の直前まで用紙を搬送した後、ここで搬送を停止し、所定時間後に用紙の搬送を再開する（この機構はレジストクラッチと呼ばれている）。所定時間後に搬送を再開するのは定常回転に達するのを待つため、および画像形成側との同期のためである。しかし、この従来技術では、定常回転に達したか否かを検出していないので、前記所定時間を不必要に長く設定せねばならず、したがって、１枚目のプリント時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００４】
そのため、特許文献１に示された従来技術は、レジストクラッチ型の画像形成装置において、ポリゴンモータが定常回転状態に達したか否かを検出する検出手段を備え、定常回転に達したことが検出されたときに用紙の搬送を再開する。
一方、低価格機では、コストダウンのためにレジストクラッチを持たないものが多い。
【特許文献１】特開平５−２２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示された従来技術は、１枚目のプリント時間が長くなるという問題は解消しているが、レジストクラッチを備えているのでコストアップになってしまうという問題が残っている。
また、レジストクラッチを持たない低価格機では転写直前位置における用紙と転写される画像との同期合わせができないために画像が用紙上でずれて転写されてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題を解決しようとするものであり、レジストクラッチを持たない低価格機であっても画像がずれないで用紙上に転写できる画像形成装置を提供すること、さらには、ポリゴンモータが定常回転に達したか否かを検出する検出手段も不要な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】
【０００７】
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、光ビームを回転偏向器により走査して感光体上に静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、用紙の搬送開始から排紙終了まで用紙搬送途上における用紙一時停止を行わずに用紙上に画像を形成する画像形成装置において、前記回転偏向器を駆動するモータと、画像形成指示時に回転を開始した前記モータが定常回転に達したか否かを判定する回転状態判定手段と、該回転状態判定手段により前記モータの回転が定常回転に達していると判定されてから前記用紙の搬送を開始させる給紙制御手段と、該給紙制御手段により搬送を開始され搬送途上にある前記用紙の先端が所定位置を通過する通過タイミングを検出する検出手段と、該検出手段により検出された前記通過タイミングをもとに感光体上への静電潜像形成を開始させる潜像形成制御手段とを備える。
【０００８】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、ロック状態に達したことを示すロック信号を受けたときに、前記モータが定常回転に達したと判定する回転状態判定手段を備える。
【０００９】
請求項３記載の画像形成装置は、光ビームを回転偏向器により走査して感光体上に静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、用紙の搬送開始から排紙終了まで用紙搬送途上における用紙一時停止を行わずに用紙上に画像を形成する画像形成装置において、前記回転偏向器を駆動するモータと、搬送されている前記用紙の先端が所定位置を通過する通過タイミングを検出する検出手段と、画像形成指示時に回転を開始する前記モータが定常回転に達するまでに要する時間を元に、搬送開始時には前記モータがまだ定常回転に達しておらず前記所定位置では定常回転に達しているような搬送開始タイミングを求め、該搬送開始タイミングで前記用紙の搬送を開始させる給紙制御手段と、前記用紙が該給紙制御手段により搬送を開始され前記検出手段により前記通過タイミングが検出されたとき、該タイミングをもとに感光体上への静電潜像形成を開始させる潜像形成制御手段とを備える。
【００１０】
請求項４記載の画像形成装置は、請求項３記載の画像形成装置において、前記搬送開始タイミングを前記モータの回転開始時からの時間とするとき、該時間を、前記モータが確実にロック状態になるに要する予測時間と給紙開始位置から前記所定位置までの用紙搬送時間との差分とする搬送開始タイミングで搬送を開始させる給紙制御手段を備える。
【００１１】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１または３記載の画像形成装置において、前記通過タイミングが検出されたときから所定時間遅らせて感光体上への静電潜像形成を開始させる潜像形成制御手段を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転偏向器を駆動するモータの回転が定常回転に達していると判定されてから用紙の搬送を開始させるとともに、搬送途上にある用紙の先端が所定位置を通過する通過タイミングをもとに感光体上への静電潜像形成を開始するので、レジストクラッチを持たない低価格機であっても用紙と転写される画像との同期合わせができる。
【００１３】
また、本発明によれば、回転偏向器を駆動するモータが定常回転に達する前に給紙動作を開始させ、且つ前記通過タイミングでは給紙動作を停止させなくとも定常回転に達するようにできるとともに、前記通過タイミングをもとに感光体上への静電潜像形成を開始するので、ファーストプリント時間を短くすることができ、且つレジストクラッチを持たない低価格機であっても用紙と転写される画像との同期合わせができ、またポリゴンモータが定常回転に達したか否かを検出する検出手段も不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対位置などは特定的な記載がない限りこの説明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態としてレーザプリンタ（ＬＢＰ）の内部機構を示す概略図である。図示するような構成で、このレーザプリンタでは、上下２段の給紙カセット１０ａ、１０ｂのいずれか、例えば上段の給紙カセット１０ａ上の用紙スタック１１ａから給紙ローラ１２によって用紙Ｐが給送され、その用紙Ｐは、一時停止することなくレジストセンサ１１により潜像形成との同期をとられた後、レジストローラ対１３によって感光体ドラム１５の転写位置へ搬送される。
一方、メインモータ１４により矢示方向に回転駆動される感光体ドラム１５においては、帯電チャージャ１６によってその表面が帯電され、その帯電面が光書込みユニット２６から発せられた変調されたレーザ光のスポットで走査され、それにより感光体ドラム１５の表面に静電潜像が形成される。そして、その静電潜像に、現像ユニット１７により供給されたトナーが付着して可視像化される。
【００１６】
このトナー像は、レジストローラ対１３により搬送されてきた用紙Ｐ上に転写チャージャ１８によって転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは感光体ドラム１５から分離された後、搬送ベルト１９により定着ユニット２０に送られ、加圧ローラ２０ａにより定着ローラ２０ｂに圧接され、その圧力と予め加熱されている定着ローラ２０ｂの温度とによって定着される。
定着ユニット２０を出た用紙Ｐは、排紙ローラ２１によってプリンタ側面に設けられた排紙トレー２２へ排出される。一方、感光体ドラム１５に残留しているトナーはクリーニングユニット２３によって除去され回収される。
なお、プリンタ内の上方には、コントローラおよびプリンタエンジンの制御系などを搭載したプリント回路基板２４が配置されている。
【００１７】
図２はコントローラ１の概略的な構成を示すブロック図である。図示するように、コントローラ１は、ＣＰＵ１０１、フォントデータやプログラムなどを外部から供給するＩＣカード１０２、操作パネル１１０からのモード指示の内容などを記憶しておく不揮発性記憶装置であるＮＶＲＡＭ１０３、プログラム用ＲＯＭ１０４、フォントのパターンデータなどを記憶するフォント用ＲＯＭ１０５、ＲＡＭ１０６、プリンタエンジン２との間でコマンドやステータスや印刷データなどを受け渡しするエンジンインタフェース１０７、操作パネル１１０との間でコマンドやステータスを受け渡しするパネルインタフェース１０９、ホストインタフェース１１１、ディスク装置１１４との間でコマンドやステータスやデータなどを受け渡しするディスクインタフェース１１３などを備えている。
【００１８】
なお、ＣＰＵ１０１は、プログラム用ＲＯＭ１０４のプログラム、操作パネル１１０からのモード指示、ホスト装置１１２からのコマンドなどによってコントローラ全体を制御する。また、ＲＡＭ１０６は、ＣＰＵ１０１のワークメモリ、入力データを格納するバッファメモリ、印刷データのページバッファ、ダウンロードフォント用のメモリなどとして用いる。また、操作パネル１１０は利用者に現在のプリンタの状態を知らせたりモード指示を行ったりする。ホストインタフェース１１１は例えばセントロインタフェースやＲＳ２３２Ｃであり、ホスト装置１１２との通信を行う。ディスク装置１１４は例えばフロッピディスク装置やハードディスク装置などであり、フォントデータやプログラムや印刷データなど、様々なデータを記憶しておく。
【００１９】
図３は、プリンタエンジン２内のポリゴンモータ制御系などを示すブロック図である。図示するように、このプリンタエンジン２は、ＲＯＭ３、カウンタ４、ＰＭ（ポリゴンモータ）ドライバ５を備えるモータ制御手段であるＰＭ回転制御部６、軸９によりポリゴンモータ７に直結して駆動される図示しないポリゴンミラーを含む回転偏向器８、前記給紙ローラ１２へメインモータ１４からの駆動力を伝達する給紙クラッチ２７、エンジンＣＰＵ３１からの信号を受けて給紙クラッチ２７を駆動するクラッチドライバ２８などを備えている。
【００２０】
図４は、動作制御に関する数値の一例を示す表である。ＤＰＩ信号は、エンジンインタフェース１０７内のエンジンＣＰＵ３１がＰＭ回転制御部６に画素密度を指示する２ビットのコードで、そのＤＰＩ信号が指示する画素密度（ＤＰＩ）、その画素密度に対応するポリゴンモータ７の回転数（単位はｒｐｍ）など示している。
ＣＰＵ３１は、印刷開始に先立って、ホスト装置１１２から指示された画素密度に応じたＤＰＩ信号をＰＭ回転制御部６のＲＯＭ３へ出力する。ＲＯＭ３ではＤＰＩ信号がアドレスとして入力され、該当するアドレスに予め格納されている分周比をカウンタ４へ出力してセット（設定）させる。
【００２１】
カウンタ４は別に入力されるクロック（ＣＬＫ）をカウントして、そのカウント値がセットされた分周比の値に達する度にカウント値をクリアしてカウントを再開するとともに、ＰＭドライバ５へパルス信号を出力する。これにより、ＰＭドライバ５はそのパルス信号に同期した駆動パルスをポリゴンモータ７に出力してポリゴンモータ７を同期回転させる。
したがって、ポリゴンモータ７は図４に示した各画素密度のうち指定された画素密度に対応する回転数で回転し、画像データに応じて変調されたレーザ光が前記回転数で回転する回転偏向器８によってスキャンされ、感光体ドラム１５上に静電潜像が形成される。そして、指定された画素密度で一連のジョブ（１ページまたは複数ページの画像読み込み）が終了すると、レーザプリンタは待機状態に入る。
【００２２】
なお、図４に示した例は用紙の搬送速度が各画素密度について同じ場合であり、このような場合に例えば副走査方向（用紙搬送方向）の画素密度を２倍にするためには、ポリゴンモータ７の回転数を２倍にしてポリゴンミラーの回転速度を２倍にし、それにより主走査方向の走査速度を２倍にせねばならない。また、このとき、主走査方向の画素密度も２倍にする必要があるので、レーザ光の変調速度（つまり、半導体レーザに画素データを渡す速度）は２倍にされた主走査方向の走査速度の２倍、つまり、４倍にせねばならない。それに対して、変調速度を同じにして画素密度を２倍にするためには、ポリゴンモータ７の回転数を１／２にし、用紙の搬送速度を１／４にする。また、ポリゴンモータ７の回転数を変えずに画素密度を２倍にするためには、変調速度を２倍にし、用紙の搬送速度を１／２にする。
【００２３】
以下、実施例について説明する。なお、これまで述べた実施形態では、請求項記載の回転状態判定手段、給紙制御手段および潜像形成制御手段がエンジンＣＰＵ３１により実現され、検出手段がレジストセンサ１１により実現される。
【００２４】
＜実施例１＞
図５は、実施例１の動作を示すフロー図である。以下、同図を参照して実施例１の動作を説明する。
まず、コントローラ１内のＣＰＵ１０１がホスト装置１１２から画素密度を含むプリント命令を受信する（ステップ１）。これにより、ＣＰＵ１０１はエンジンＣＰＵ３１に対して画素密度を含むモータ回転要求を発行し（ステップ２）、それを受けてエンジンＣＰＵ３１はメインモータ１４およびポリゴンモータ７の回転を開始させる（ステップ３）。ポリゴンモータ７に対しては、前述したように画素密度に応じた周期でカウンタ４からパルス信号を出させる。
一方、コントローラ１ではホスト装置１１２から受け取った印字データを画像データに展開したりする（ビットマップ展開）（ステップ４）。そして、画像データへの展開が終了すると、コントローラ１内のＣＰＵ１０１はエンジンＣＰＵ３１へ給紙要求を出す（ステップ５）。
【００２５】
その後、エンジンＣＰＵ３１は、ポリゴンモータ７の回転が定常状態（ロック状態）に達するのを待ち、ポリゴンモータ７からロック状態になったことを示すロック信号を受け取ると、回転が定常状態に達したと判断し（ステップ６）、給紙クラッチ２７をオン（接続）させることにより給紙ローラ１２を回転させ、それにより給紙動作を開始させる（ステップ７）。なお、ポリゴンモータ７はステッピングモータであり、市販の一般的なステッピングモータではロック状態になったことを示すためのロック信号線を持っている。この実施例では、定常回転に達したか否かの判断にこのようなロック信号線を用いるので、定常回転の検出を安価に実現できる。また、メインモータ１４でなくポリゴンモータ７が定常回転に達したか否かを問題にするのはステッピングモータであるポリゴンモータ７の方が定常回転になるのに長時間を要するからである。
【００２６】
その後、用紙の先頭がレジストローラ対１３の位置を通過するとき、レジストセンサ１１がそのタイミングを検出し、エンジンＣＰＵ３１はそのタイミングから時間ｅ後に感光体ドラム１５上の帯電面への露光（書込み）を開始させる（ステップ８）。こうして、用紙と感光体ドラム上の画像との位置合わせを確実に行うことができる。なお、検出されて直ちにではなく、そのタイミングから時間ｅ遅らせてから露光を開始することにより、レジストセンサ１１の設置位置について自由度を確保できる。
【００２７】
図６に、ファーストプリント（１枚目の印刷）時のタイミングチャートを示す。これは、プリント命令受信から露光（感光体ドラムへの画像書込み）までのタイミングチャートの一例である。図６において、ａはホスト装置１１２よりプリント命令を受信してからコントローラ１が印刷イメージの画像データへ展開し終わるまでの時間、ｂはポリゴンモータ７の回転開始から定常回転に達する（ロック信号が出る）までの時間、ｃは用紙が給紙開始位置からレジストローラ対１３に到達するまでの時間、ｅはレジストローラ位置から転写位置までの用紙移動時間と露光位置から転写位置までの感光体周面移動時間との差である。
【００２８】
こうして、この実施例によれば、レジストクラッチを持たない低価格機であっても、用紙と転写される感光体面上の画像との同期合わせができる。また、同期合わせ後の用紙および感光体面上の画像は定速で進むので、その後の両者のずれも生じない。さらに、主走査（露光走査）も定速で実行されるので、画像のひずみも生じない。
【００２９】
＜実施例２＞
図７は、実施例２の動作を示すフロー図である。以下、同図を参照して実施例２の動作を説明する。
まず、コントローラ１内のＣＰＵ１０１がホスト装置１１２から画素密度を含むプリント命令を受信する（ステップ１１）。これにより、ＣＰＵ１０１はエンジンＣＰＵ３１に画素密度を含むモータ回転要求を発行し（ステップ１２）、それを受けてエンジンＣＰＵ３１はメインモータ１４およびポリゴンモータ７の回転を開始させる（ステップ１３）。前述したように、ポリゴンモータ７に対しては画素密度に応じた周期でカウンタ４からパルス信号が出される。
【００３０】
一方、コントローラ１ではホスト装置１１２から受け取った印字データを画像データに展開したりする（ビットマップ展開）（ステップ１４）。そして、画像データへの展開が終了すると、コントローラ１内のＣＰＵ１０１はエンジンＣＰＵ３１へ給紙要求を出す（ステップ１５）。
その後、ポリゴンモータ７などを回転させてから時間ｄ（図８参照）経過後に、エンジンＣＰＵ３１は給紙クラッチ２７をオン（接続）させることにより給紙ローラ１２を回転させ、それにより給紙動作を開始させる（ステップ１６）。なお、時間ｄの値は、ポリゴンモータ７のばらつきや経時劣化の影響を考慮した定常回転までの時間に余裕度αをプラスした確実にロック状態になる時間ｂ２（図８参照）と、用紙が給紙開始位置からレジストローラ対１３に到達するまでの時間ｃ（図８参照）の差分であり、この実施例ではそのようなｄの値を予め記憶しておく。
【００３１】
こうして、用紙の先頭がレジストローラ対１３の位置を通過するときまでにはポリゴンモータの回転は確実に定常状態（ロック状態）に達し（ステップ１７）、用紙の先頭がレジストローラ対１３の位置を通過するタイミングをレジストセンサ１１が検出し、エンジンＣＰＵ３１はそのタイミングから時間ｅ後に感光体ドラム１５上の帯電面への露光（書込み）を開始させる（ステップ１８）。これにより、用紙と感光体ドラム上の画像との位置合わせを確実に行うことができる。
【００３２】
このように、この実施例では、ポリゴンモータを回転させてから時間ｄ（ロック時間よりも短い）経過後に給紙動作を開始させるので、実施例１の場合よりもファーストプリント時間を短くすることができる。且つ実施例１と同様の効果を得ることができる。また、ポリゴンモータが定常回転に達したか否かを検出する検出手段も不要であるので、更なるコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態としてレーザプリンタの機構構成を示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態としてレーザプリンタのコントローラの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態としてレーザプリンタの制御系要部の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態であるレーザプリンタの動作制御に関する数値の一例を表で示す図。
【図５】本発明の第１の実施例としてレーザプリンタ要部の動作を示すフロー図。
【図６】本発明の第１の実施例としてレーザプリンタ要部の動作タイミングを示すタイミングチャート。
【図７】本発明の第２の実施例としてレーザプリンタ要部の動作を示すフロー図。
【図８】本発明の第２の実施例としてレーザプリンタ要部の動作タイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１  コントローラ
２  プリンタエンジン
４  カウンタ
６  ＰＭ回転制御部
７  ポリゴンモータ
８  回転偏向器
１１  レジストセンサ
１２  給紙ローラ
１３  レジストローラ対
１４  メインモータ
１５  感光体ドラム
２６  光書込みユニット
２７  給紙クラッチ
３１  エンジンＣＰＵ
１０１  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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