JP6674640B2

JP6674640B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6674640B2
Application number: JP2017106218A
Authority: JP
Inventors: 実新葉
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2020-04-01
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: JP2018199312A

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

ある画像形成装置は、レーザースキャニングユニットで主走査方向に沿ってレーザー光を走査している。レーザースキャニングユニットには、ＰＤセンサーが配置されており、ＰＤセンサー上をレーザー光が走査されたときに、ＰＤセンサーによりパルス状の同期信号が得られるようになっている（例えば特許文献１参照）。

一般的に、レーザーダイオードなどの光源の点灯を所定のタイミングで開始し、光源を継続的に点灯させて、レーザー光がＰＤセンサー上を走査されるようにしている。レーザーダイオードなどの光源は、所定の光量で発光するまでに時間がかかるとともに、ＰＤセンサーには閾値が設定されており、受光量が閾値を超えるまでに時間がかかるため、ＰＤセンサーによりレーザー光が検出可能な時間範囲より所定時間前に、レーザー光の点灯が開始される。

特開２０１１−２０７２１３号公報

しかしながら、不必要に長い時間、事前にレーザー光の光源を点灯させると、光源の寿命が短くなるとともに、消費電力が大きくなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、光源の点灯開始タイミングを適切にして光源の寿命が短くならないようにするとともに、消費電力を少なくする画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、光源と、前記光源により生成された光を主走査方向において繰り返し走査する光走査装置と、前記光走査装置により走査された前記光を所定の位置で検出し、検出した前記光の光量が所定の閾値を超えたときに主走査方向の同期信号を出力するセンサーと、前記光源の点灯を開始および停止するドライバー回路と、前記光源の点灯開始タイミングを調整する点灯開始タイミング調整処理を実行するコントローラーとを備える。前記ドライバー回路は、前記センサーにより前記同期信号が出力されると前記光源の点灯を停止し、前記コントローラーは、前記点灯開始タイミング調整処理において、前記センサーにより前記光を検出可能な時間範囲の開始時点から前記点灯開始タイミングを早めていき、前記点灯開始タイミングから前記光源の点灯を停止したタイミングまでの時間が前記同期信号の周期より短くなったときの前記点灯開始タイミングを、調整後の前記点灯開始タイミングとする。

本発明によれば、光源の点灯開始タイミングを適切にして光源の寿命が短くならないようにするとともに、消費電力を少なくする画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図２は、図１における露光装置２ａ〜２ｄの構成およびその周辺の電子回路の構成の一例を示す図である。図３は、図１に示す画像形成装置における点灯開始タイミング調整処理を説明するフローチャートである。図４は、図１に示す画像形成装置における点灯開始タイミング調整処理を説明するタイミングチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

図１に示す画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。

露光装置２ａ〜２ｄは、レーザースキャニングユニットを備え、レーザー光を走査しつつ、画素ごとに露光パルス幅を設定してレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄに照射して静電潜像を形成する。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像装置３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナーパターンを形成する。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａ、および現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂ、および現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃ、および現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄ、および現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

濃度センサー８は、トナーパターンの濃度測定に使用される光学式センサーであって、中間転写ベルト４に光線を照射し、その反射光を検出する。例えば、トナー濃度調整の際、濃度センサー８は、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射しその反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、図１における露光装置２ａ〜２ｄの構成およびその周辺の電子回路の構成の一例を示す図である。なお、図２に示す露光装置は、感光体ドラム１ａ用の露光装置２ａであり、感光体ドラム１ｂ〜１ｄ用の露光装置２ｂ〜２ｄも同様の構成を有する。

図２において、光源２１は、レーザーダイオードでレーザー光を出射する光源ユニットである。光学系２２は、光源２１からポリゴンミラー２３までの間、および／またはポリゴンミラー２３から感光体ドラム１ａおよびＰＤセンサー２４までの間に配置された各種レンズ群である。光学系２２には、ｆθレンズなどが使用される。

また、ポリゴンミラー２３は、感光体ドラム１ａの軸に対して垂直な軸を有し、その軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー２３は、モーターの駆動力によってその軸を中心に回転し、光源２１から出射したレーザー光を感光体ドラム１ａの軸方向（主走査方向）に沿って走査する。ポリゴンミラー２３およびそのモーターは、光源２１により生成された光を主走査方向において繰り返し走査する光走査装置として動作する。

また、ＰＤセンサー２４は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー２３により走査されているレーザー光を所定の位置で検出し、検出した光の光量が所定の閾値を超えたときに主走査方向の同期信号を出力するセンサー回路である。ＰＤセンサー２４は、レーザー光が入射すると、光量に応じた検出電圧を誘起し、検出電圧が所定の閾値以下であるときには、ＰＤセンサー２４の出力電圧をローレベルとし、検出電圧が所定の閾値を超えているときには、ＰＤセンサー２４の出力電圧をハイレベルとして、同期信号を出力する。ＰＤセンサー２４は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出し、パルス状の同期信号を生成する。

また、ドライバー回路３１は、光源２１を駆動し、光源２１の点灯を開始および停止する回路である。ドライバー回路３１は、コントローラー３２により指定された点灯開始タイミングで光源２１の点灯を開始し、ＰＤセンサー２４により同期信号が出力されると光源２１の点灯を停止する。

また、作画時には、ドライバー回路３１は、画像形成のための駆動信号に基づき、光源２１を制御してレーザー光を出射させる。その際、コントローラー３２は、画像処理部３３から供給される画像データに基づいてドライバー回路３１に駆動信号を出力し、画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１ａ上に形成させる。

また、コントローラー３２は、点灯開始タイミング調整処理を実行する。点灯開始タイミング調整処理では、同期信号を得るための光源２１の点灯開始タイミングが調整される。つまり、感光体ドラム１ａにレーザー光を照射可能な作画期間以外の非作画期間において、調整された点灯開始タイミングが設定され、その点灯開始タイミングで光源２１が点灯を開始することで、同期信号が得られる。

具体的には、コントローラー３２は、点灯開始タイミング調整処理において、ＰＤセンサー２４によりレーザー光を検出可能な時間範囲（つまり、レーザー光の走査位置がＰＤセンサー２４の受光面を通過する期間）の開始時点から点灯開始タイミングを徐々に早めていき、点灯開始タイミングから、光源２１の点灯を停止したタイミング（つまり、点灯開始タイミングの後の最初に点灯停止タイミング）までの時間（以下、点灯時間Ｔｏｎという）が同期信号の周期Ｔｐより短くなったときの点灯開始タイミングを、調整後の点灯開始タイミングとする。

以後、再度、点灯開始タイミング調整処理が行われるまで、ドライバー回路３１は、その点灯開始タイミングで光源２１を点灯させ、ＰＤセンサー２４に同期信号を出力させる。

この実施の形態では、コントローラー３２は、点灯開始タイミング調整処理において、ＰＤセンサー２４により光を検出可能な時間範囲の開始時点から点灯開始タイミングを、１走査ごとに（つまり、同期信号が得られるたびに）所定の時間Ｔｘずつ早めていき、点灯時間Ｔｏｎが周期Ｔｐより短くなったときの点灯開始タイミングを特定し、調整後の点灯開始タイミングとする。

なお、コントローラー３２は、例えば、当該画像形成装置の起動時または作画前に点灯開始タイミング調整処理を実行する。

また、コントローラー３２は、作画時において、点灯時間Ｔｏｎを監視し、点灯時間Ｔｏｎが周期Ｔｐより長くなった場合、点灯開始タイミング調整処理を実行して、点灯開始タイミングを再調整するようにしてもよい。つまり、点灯開始タイミングからレーザー光の光量が目標値になるまでの時間は、周辺温度などの要因によって変化するため、再度の点灯開始タイミング調整処理を実行して、点灯開始タイミングを適切に調整するようにしてもよい。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図３は、図１に示す画像形成装置における点灯開始タイミング調整処理を説明するフローチャートである。図４は、図１に示す画像形成装置における点灯開始タイミング調整処理を説明するタイミングチャートである。

点灯開始タイミング調整処理において、コントローラー３２は、まず、同期信号の周期Ｔｐを測定するために、ただちに光源２１を点灯させるための指令をドライバー回路３１に供給し、継続して光源２１を点灯させ（ステップＳ１）、図４に示すように、所定回数（少なくとも２回）、ＰＤセンサー２４から同期信号が取得されると（ステップＳ２）、光源２１の点灯を停止し、同期信号の時間間隔を周期Ｔｐとして特定する（ステップＳ３）。

次に、コントローラー３２は、カウンターｎに初期値１をセットし（ステップＳ４）、同期信号のタイミング（この実施の形態では、矩形パルス状の同期信号の立ち上がりのタイミング）から計時し、図４に示すように、同期信号のタイミングから時間（Ｔｐ−ｎ・Ｔｘ）だけ経過した時点を点灯開始タイミングとし、点灯開始タイミングにドライバー回路３１で光源２１の点灯を開始する（ステップＳ５）。なお、Ｔｘは、例えば周期Ｔｐに対応した所定の時間（例えばＴｐの１〜２％程度）とされる。

その後、コントローラー３２は、同期信号が検出されたか否かを監視し（ステップＳ６）、同期信号が検出されると、ドライバー回路３１に光源２１の点灯を停止させる（ステップＳ７）。

そして、コントローラー３２は、点灯開始タイミングから点灯停止タイミングまでの点灯時間Ｔｏｎが周期Ｔｐより短いか否かを判定する（ステップＳ８）。

点灯時間Ｔｏｎが周期Ｔｐより短くない場合には、コントローラー３２は、カウンターｎの値を１だけ増加させ（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻り、点灯開始タイミングをＴｘだけ早めて、ステップＳ５以降の処理を再度実行する。

一方、点灯時間Ｔｏｎが周期Ｔｐより短い場合には、コントローラー３２は、その時点のカウンターｎの値に基づく点灯開始タイミングを特定し、調整後の点灯開始タイミングとする（ステップＳ１０）。

このようにして、調整された点灯開始タイミングで、コントローラー３２は、ドライバー回路３１に光源２１を点灯させる。これにより、同期信号を得るための光源２１の点灯時間Ｔｏｎが短くなる。

例えば図４に示す場合、点灯開始タイミング調整処理において、点灯開始タイミングが、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の順にＴｘずつ早められていき、点灯開始タイミングがＴ３とされたときに、点灯時間Ｔｏｎが同期信号の周期Ｔｐより短くなるため、Ｔ３（つまり、点灯停止タイミングから時間（Ｔｐ−３Ｔｘ）が経過した時点）が、各走査における調整後の点灯開始タイミングとされる。

以上のように、上記実施の形態によれば、ＰＤセンサー２４は、ポリゴンミラー２３により走査された光を所定の位置で検出し、検出した光の光量が所定の閾値を超えたときに主走査方向の同期信号を出力する。ドライバー回路３１は、光源２１の点灯を開始および停止する。コントローラー３２は、光源２１の点灯開始タイミングを調整する点灯開始タイミング調整処理を実行する。そして、ドライバー回路３１は、ＰＤセンサー２４により同期信号が出力されると光源２１の点灯を停止し、コントローラー３２は、点灯開始タイミング調整処理において、ＰＤセンサー２４により光を検出可能な時間範囲（図４におけるＰＤセンサー検出範囲）の開始時点から点灯開始タイミングを早めていき、点灯開始タイミングから光源２１の点灯を停止したタイミングまでの点灯時間Ｔｏｎが同期信号の周期Ｔｐより短くなったときの点灯開始タイミングを、調整後の点灯開始タイミングとする。

これにより、光源２１の点灯開始タイミングが適切に設定され、光源２１の寿命が短くならないようにするとともに、消費電力が少なくなる。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態では、矩形パルス状の同期信号の立ち上がりのタイミングで光源２１の点灯を停止し、点灯時間Ｔｏｎの計時を終了しているが、その代わりに、矩形パルス状の同期信号の立ち下がりのタイミングで光源２１の点灯を停止し、点灯時間Ｔｏｎの計時を終了するようにしてもよい。

本発明は、例えば、レーザースキャニングユニットを内蔵した画像形成装置に適用可能である。

２１光源
２３ポリゴンミラー（光走査装置の一例）
２４ＰＤセンサー（センサーの一例）
３１ドライバー回路
３２コントローラー

Claims

光源と、
前記光源により生成された光を主走査方向において繰り返し走査する光走査装置と、
前記光走査装置により走査された前記光を所定の位置で検出し、検出した前記光の光量が所定の閾値を超えたときに主走査方向の同期信号を出力するセンサーと、
前記光源の点灯を開始および停止するドライバー回路と、
前記光源の点灯開始タイミングを調整する点灯開始タイミング調整処理を実行するコントローラーとを備え、
前記ドライバー回路は、前記センサーにより前記同期信号が出力されると前記光源の点灯を停止し、
前記コントローラーは、前記点灯開始タイミング調整処理において、前記センサーにより前記光を検出可能な時間範囲の開始時点から前記点灯開始タイミングを早めていき、前記点灯開始タイミングから前記光源の点灯を停止したタイミングまでの時間が前記同期信号の周期より短くなったときの前記点灯開始タイミングを、調整後の前記点灯開始タイミングとすること、
を特徴とする画像形成装置。
前記コントローラーは、当該画像形成装置の起動時または作画前に前記点灯開始タイミング調整処理を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記コントローラーは、作画時において、前記点灯開始タイミングから前記光源の点灯を停止したタイミングまでの時間を監視し、前記点灯開始タイミングから前記光源の点灯を停止したタイミングまでの時間が前記同期信号の周期より長くなった場合、前記点灯開始タイミング調整処理を実行して、前記点灯開始タイミングを再調整することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
前記コントローラーは、前記点灯開始タイミング調整処理において、前記センサーにより前記光を検出可能な時間範囲の開始時点から前記点灯開始タイミングを、１走査ごとに所定の時間ずつ早めていき、前記点灯開始タイミングから前記光源の点灯を停止したタイミングまでの時間が前記同期信号の周期より短くなったときの前記点灯開始タイミングを特定し、調整後の前記点灯開始タイミングとすることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。