JP2005300793A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像器を装備したロータリー現像ユニットが複数個設けられた画像形成装置において、現像ユニットの回転移動動作が潜像形成に与える影響を防止することで良好な画質でトナー像を形成する。
【解決手段】 カラー印字のために４個の現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋを用いているが、２個の現像器４３Ｙ，４３Ｃをロータリー現像ユニット４１に保持する一方、残りの２個の現像器４３Ｍ，４３Ｋをロータリー現像ユニット４２に保持している。一方のロータリー現像ユニット４１を回転移動させて現像器４３Ｙ、４３Ｃをアクティブ現像器として現像位置に位置決めするとともに、他方のロータリー現像ユニット４２を回転移動させて現像器４３Ｍ，４３Ｋを次のアクティブ現像器として現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めする。
【選択図】 図４

Description

この発明は、現像器を複数個有し、それら複数の現像器の一の現像器を選択的に使用し、潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成する画像形成装置に関するものである。この発明では、特に複数の現像器を複数のグループに分け、各グループごとに現像ユニットを構成した画像形成装置および画像形成方法に関するものである。

この種の画像形成装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する装置が知られている。この従来装置は、感光体などの潜像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段を配置している。そして、各色に分解した画像情報により順次各色について、帯電、露光、現像工程を行ってトナー像を形成し、それを中間転写体上に重ね合わせて搬送手段によって搬送される紙等の転写材にカラー画像を形成するものである。

この装置では、現像手段としては、ロータリー現像ユニットと、固定現像ユニットとが設けられている。すなわち、ロータリー現像ユニットでは、イエロー現像器、マゼンタ現像器およびシアン現像器が所定の回転軸を中心として放射状に配置されるとともに、これら３色の現像器が回転軸回りに一体的に回転移動される。したがって、ロータリー現像ユニットを回転移動させて各色の現像器を潜像担持体と対向する現像位置に選択的に位置決め可能となっている。そして、こうして位置決めされた現像器によって潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成することができる。

一方、固定現像ユニットにはブラックトナーが貯留されたブラック現像器が設けられている。そして、この固定現像ユニットを装置本体に装着すると、回転可能なトナー担持体である現像スリーブが潜像担持体と対向する現像位置に位置決めされ、現像スリーブに担持されているトナーを潜像担持体に向けて供給してブラックトナー像を形成可能となっている。

そして、この装置では、固定現像ユニットが現像動作を行っている間、回転現像ユニットが現像動作を行うことなく所定のホームポジション位置から１２０°ずつ回転する動作を間欠的に行うことによって、トナーの混色による色味変動を軽減して、高品質なカラー画像形成を可能としている。

特開２００３−２９５５７１号公報（図１、第３、４頁）

しかしながら、上記のように従来装置では、固定現像ユニットが現像動作を行っている間にロータリー現像ユニットを回転させているので、以下に示すような問題が生ずる場合があった。すなわち、ロータリー現像ユニットが回転移動することで回転移動に伴う振動が潜像担持体を始め装置各部を振動させることとなる。また、ロータリー現像ユニットには回転による慣性力が作用することになるが、この慣性力が大きい場合には該現像ユニットに保持された現像器を現像位置に位置決めする際に、上記回転移動に伴う振動と同様に潜像担持体等を振動させることとなる。その結果、露光手段による固定現像ユニットの現像対象たる潜像の形成に影響（露光位置の変動）を与え、バンディング（潜像担持体の画像濃度むらによる筋）が発生することがあった。しかしながら、上記した従来装置では、ロータリー現像ユニットの回転移動が潜像形成に与える影響については何ら考慮されていなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、現像器を装備したロータリー現像ユニットが複数個設けられた画像形成装置において、現像ユニットの回転移動動作が潜像形成に与える影響を防止することで良好な画質でトナー像を形成することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、潜像担持体と、潜像担持体上に潜像を形成する露光手段と、複数の現像器を一体的に保持しつつ所定の回転軸回りに回転移動させて各現像器を潜像担持体と対向する現像位置に選択的に位置決めする、ロータリー現像ユニットを複数個有する現像手段と、各ロータリー現像ユニットの回転移動動作と、露光手段による潜像形成動作とを制御する制御手段とを備え、制御手段は、複数のロータリー現像ユニットの少なくとも１つ以上が回転移動する回転移動期間を繰り返して現像器の切換を行う一方、複数の回転移動期間に挟まれた非回転移動期間において潜像形成動作を実行することを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成方法は、潜像担持体と、潜像担持体上に潜像を形成する露光手段と、複数の現像器を一体的に保持しつつ所定の回転軸回りに回転移動させて各現像器を潜像担持体と対向する現像位置に選択的に位置決めする、ロータリー現像ユニットを複数個有する現像手段とを備えた画像形成装置において、潜像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、複数のロータリー現像ユニットの少なくとも１つ以上を回転移動させる切換動作を繰り返して行うことで複数の現像器を所定順序で現像位置に位置決めする工程と、切換動作に挟まれた非回転移動期間に、現像位置に位置決めされるアクティブ現像器に対応する潜像を潜像担持体上に形成する工程と、潜像担持体上に形成された潜像をアクティブ現像器により現像してトナー像を形成する工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明では、複数のロータリー現像ユニットの少なくとも１つ以上が回転移動する回転移動期間を繰り返すことで現像器の切換を行い、そして複数の回転移動期間に挟まれた非回転移動期間に潜像形成動作を実行するようにしている。すなわち、潜像形成動作を実行している間は複数のロータリー現像ユニットのいずれも回転移動されることがない。このため、ロータリー現像ユニットの回転移動に伴う振動が露光手段による潜像形成に影響（露光位置の変動）を与えることがない。また、現像器が現像位置に位置決めされるときのロータリー現像ユニットに作用する慣性力が潜像形成に影響を与えることもない。これにより、ロータリー現像ユニットの回転移動動作が潜像形成に与える影響を完全に排除することができ、バンディングの発生を防止することができる。その結果、良好な画質でトナー像を形成することができる。

ここで、制御手段は、露光手段が全現像器のうちの一をアクティブ現像器として該アクティブ現像器により現像されるべき潜像の形成を完了した後、アクティブ現像器を保持する第１ロータリー現像ユニット以外のロータリー現像ユニットのうちの一を第２ロータリー現像ユニットとして該ロータリー現像ユニットに保持される複数の現像器のうちの一を次のアクティブ現像器として該アクティブ現像器により現像されるべき潜像の形成を開始するまでの間に、複数のロータリー現像ユニットのうち第２ロータリー現像ユニットを含む少なくとも１以上のロータリー現像ユニットを回転移動期間に回転移動させることで、次のアクティブ現像器を現像位置に位置決めするようにしてもよい。このように構成された発明では、回転移動期間に複数のロータリー現像ユニットのうち次のアクティブ現像器を保持する第２ロータリー現像ユニットを含む１以上のロータリー現像ユニットが回転移動されるので、ロータリー現像ユニットの回転移動動作が潜像形成に与える影響を防止しながらも、次のアクティブ現像器による現像動作を開始するため、該現像器の現像位置への位置決めを可能としている。

また、制御手段は、回転移動期間に複数のロータリー現像ユニットの全部を同時に回転移動させるようにしてもよい。このようにすることで、複数のロータリー現像ユニットの回転移動動作が終了するのを必要以上に待機する必要がない。その結果、回転移動期間が短縮され、装置のスループットを向上させることができる。

また、回転駆動力を発生するロータリー駆動部をさらに備え、該回転駆動力が複数のロータリー現像ユニットに伝達されて各ロータリー現像ユニットが回転移動される構成としてもよい。このように構成された発明では、複数のロータリー現像ユニットのいずれもがロータリー駆動部からの回転駆動力を受けて回転移動されるので、装置構成が簡素化される。また、複数のロータリー現像ユニットを同時に回転移動させる際には、複数のロータリー現像ユニットを別個の駆動部によって回転移動させるのに比べ、回転移動を実行するタイミングを精度よく合わせることができる。

また、複数のロータリー現像ユニットの各々について、各ロータリー現像ユニットごとに保持される複数の現像器は同一構成を有しており、該複数の現像器の個数をＮとした場合に、制御手段は、第１ロータリー現像ユニットを回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持されるアクティブ現像器を現像位置に位置決めするとともに、第２ロータリー現像ユニットを回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される次のアクティブ現像器を現像位置から上流側に１８０°／Ｎの位置に位置決めするようにしてもよい。これによれば、ロータリー現像ユニットの回転移動動作が潜像形成に与える影響を防止するとともに、以下の作用効果を得ることができる。すなわち、アクティブ現像器が現像位置に位置決めされるとともに、次のアクティブ現像器が現像位置から上流側に１８０°／Ｎの位置に位置決めされることで、回転移動期間を短縮することができる。ここで、現像位置から上流側に１８０°／Ｎの位置は、ロータリー現像ユニットに保持される複数の現像器のうち互いに隣接する２つの現像器が、潜像担持体と対向する現像位置を中心として該位置から両側にそれぞれ等距離（潜像担持体と対向する現像位置を０°とした場合に同じ角度）だけ離れるように配置される位置（以下、「中間位置」という）をいう。例えば、第２ロータリー現像ユニットに保持される現像器が２つ（Ｎ＝２）である場合には、２つの同一構成を有する現像器は互いに１８０°離れて該ロータリー現像ユニットに装着されることになる。この場合、回転移動期間に第１ロータリー現像ユニットに保持されるアクティブ現像器が現像位置に位置決めされる際に、第２ロータリー現像ユニットに保持される次のアクティブ現像器は現像位置から上流側に９０°（１８０°／２）、すなわち、２つの現像器が潜像担持体と対向する現像位置を中心として該位置から両側にそれぞれ同じ角度（９０°）だけ離れるように配置される位置（中間位置）に位置決めされることになる。このため、第１ロータリー現像ユニットに保持されるアクティブ現像器に対応する潜像形成が完了した後、次の回転移動期間に第２ロータリー現像ユニットを中間位置から１８０°／Ｎ（Ｎ＝２の場合、９０°）だけ回転移動させることで次のアクティブ現像器の現像位置への位置決めが可能となる。また、このように現像器を中間位置から現像位置へ、そして現像位置から中間位置へ所定の距離（回転角）だけ回転移動させることで連続的に、しかも効率良く現像器を切換えることが可能となる。その結果、回転移動期間が短縮され、装置のスループットを向上させることができる。

ここで、各現像器の構成（大きさ、形状、内部機構など）については限定されるものではないが、全ての現像器を同一構成とすることによって現像器の製造コストや汎用性などを高めることができ、好適である。さらに、このように同一構成を有する現像器を、各現像ユニットで同一個数だけ保持可能に構成する、つまりロータリー現像ユニットについても全て同一構成とすると、現像ユニットの製造コストや汎用性などについても高めることができ、さらに好適である。もちろん、各ロータリー現像ユニットで保持可能な現像器の個数が互いに異なるように構成してもよいことはいうまでもない。

また、現像手段に設けられるロータリー現像ユニットの個数は２であり、制御手段は、 ２個のロータリー現像ユニットの一方を第１ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持されるアクティブ現像器を現像位置に位置決めするとともに、他方のロータリー現像ユニットを第２ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される次のアクティブ現像器を現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めする第１位置決め動作と、他方のロータリー現像ユニットを第１ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持されるアクティブ現像器を現像位置に位置決めするとともに、一方のロータリー現像ユニットを第２ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される次のアクティブ現像器を現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めする第２位置決め動作とを交互に行うようにしてもよい。これによれば、第１ロータリー現像ユニットに保持される現像器と第２ロータリー現像ユニットに保持される現像器の位相は９０°ずれているために、両ロータリー現像ユニットを９０°回転させるごとに、両ロータリー現像ユニットから交互に選択された現像器が現像位置に位置決めされる。このため、必要かつ最小限の装置構成でロータリー現像ユニットの回転移動動作が潜像形成に与える影響を防止しながらも、装置のスループットを向上させることができ、好適である。

図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像（カラー印字モード）を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像（単色印字モード）を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印字要求信号がインターフェース１１２を介してメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１はエンジン部ＥＧの動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジンコントローラ１０に送出する。一方、エンジンコントローラ１０はＣＰＵ１１１からのジョブデータに基づきエンジン部ＥＧ各部を制御してカラー印字モードおよび単色印字モードを選択的に実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。

このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、２つのロータリー現像ユニット４１，４２およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は帯電制御部１０３からの帯電バイアスの印加を受けて感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。なお、これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２が一体として装置１本体に対し着脱自在となっている。

この感光体カートリッジ２では、帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、本発明の「露光手段」に相当するものであり、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１２を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力し、これに応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２２上に形成される。このように、この実施形態では、感光体２２が本発明の「潜像担持体」に相当している。

こうして形成された静電潜像は２つのロータリー現像ユニット４１，４２からなる現像手段４によってトナー現像される。この実施形態ではロータリー現像ユニット４１にイエロー用の現像器４３Ｙおよびシアン用の現像器４３Ｃが装着される一方、ロータリー現像ユニット４２にマゼンタ用の現像器４３Ｍおよびブラック用の現像器４３Ｋが装着されている。そして、適当なタイミングで駆動制御部１０５からの動作指令に応じてロータリー駆動機構５が作動することでロータリー現像ユニット４１，４２の両方または一方を回転軸４４回りに回転移動させて現像器を選択的に感光体２２と対向する現像位置に位置決めする。また、現像位置に位置決めされた現像器の現像ローラ４５に対して現像器制御部１０４から現像バイアスを印加することで現像ローラ４５から感光体２２に該現像ローラ４５の表面に担持されたトナーＴを供給する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。このように、この実施形態では、露光制御部１０２と現像器制御部１０４とを含むエンジンコントローラ１０が本発明の「制御手段」に相当している。なお、現像手段４の構成および動作については、後で詳述する。

上記のようにして現像手段４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７６に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の移動方向Ｄ２に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。この実施形態では、中間転写ベルト７１の回転速度（プロセス速度）を例えば、１８０ｍｍ／ｓｅｃに設定している。また、ローラ７５の近傍には、垂直同期センサ７７が配置されている。この垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。すなわち、垂直同期信号に同期してエンジン部ＥＧの各部が動作して感光体２２に潜像を形成する露光工程、該潜像を現像する現像工程および転写工程などを実行する。なお、これらの工程のうち「現像工程」とは、現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋのうち現像位置に切換移動された現像器によって感光体２２上の潜像を現像してトナー像を形成する工程を意味する。したがって、現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋを切り換えるたびに現像工程を実行することで４色のトナー像が得られる。そして、これら４つのトナー像を中間転写ベルト７１上で重ね合わせることでカラー画像が形成される（カラー印字モード）。そして、こうしてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。

一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラック色について現像工程を実行してモノクロ画像を形成し（単色印字モード）、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域ＴＲ2に搬送されてきたシートＳに転写してモノクロ画像を得る。

また、この実施形態では、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、図１に示すように、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。

また、こうしてカラー画像またはモノクロ画像が形成されたシートＳは定着ユニット９、搬送ローラ（図示省略）を経由して装置１本体の上面部に設けられた排出トレイ部８２に搬送される。

なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。

次に、現像手段４の構成および動作について図１、図３および図４を参照しつつ詳述する。この実施形態では、現像手段４を構成する現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋはいずれも同一構成を有しており、以下のように構成されている。すなわち、各現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋは、その内部がトナーＴを貯留するトナー収容部となっているハウジング４６と、トナー収容部に貯留されているトナーＴの一部を現像位置に搬送する現像ローラ４５と、トナー収容部でトナーＴを撹拌するアジテータなどの撹拌部材４７とを備えている。そして、撹拌部材４７の回転動作によりトナー収容部でトナーＴが強制的に撹拌される。また、トナーＴの一部が現像ローラ４５の表面で担持されながら感光体２２と対向する現像位置に搬送される。なお、現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋのハウジング４６には、イエロートナーＴ、マゼンタトナーＴ、シアントナーＴおよびブラックトナーＴがそれぞれ貯留されている。

このように構成された現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋは２個ずつのグループ、つまり現像器４３Ｙ，４３Ｃのグループと現像器４３Ｍ，４３Ｋのグループに分けられ、それぞれ現像ユニット４１，４２に装着される。すなわち、現像ユニット４１，４２のいずれにおいても、支持フレーム４８が回転軸４４中心に回転自在に設けられるとともに、該支持フレーム４８に対して２個の現像器が回転軸４４を対称中心として保持されている。このように、この実施形態では、２つのロータリー現像ユニット４１，４２は同一構成を有している。

また、現像ユニット４１，４２の回転軸４４はロータリー駆動機構５と機械的に接続され（後述する）、上記したように駆動制御部１０５からの動作指令に応じてロータリー駆動機構５が作動することでロータリー現像ユニット４１，４２が回転移動する。これによって、図４に示すように４つの現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋが選択的に現像位置に位置決めされる。また、この実施形態では、ロータリー現像ユニット４１，４２の初期位置として印字命令を待つための所定のホームポジション（図１での現像ユニット４１，４２の位置）が設けられており、現像ユニット４１，４２は各位置に回転移動される。

図３は、この発明にかかる画像形成装置におけるロータリー駆動機構の構成を示す図である。このロータリー駆動機構５における駆動源として、ロータリー現像ユニット４１，４２の両方を駆動することのできるロータリー駆動モータ５１（本発明の「ロータリー駆動部」に相当）が設けられている。図３に示すように、ロータリー駆動モータ５１は、ロータリー現像ユニット４１，４２からそれぞれ略等間隔に離間して配置されるとともに、その回転軸が軸通された駆動ギア５２を備えている。また、駆動ギア５２には同一形状の伝動ギア５３，５４がそれぞれ駆動ギア５２に歯合されており、さらに伝動ギア５３，５４はロータリー現像ユニット４１，４２の回転軸４４に取り付けられているギア（図示省略）と歯合されている。したがって、駆動制御部１０５からの動作指令に応じてロータリー駆動モータ５１が駆動すると、ロータリー現像ユニット４１，４２を回転移動させるための回転駆動力が発生する。そして、この回転駆動力を受けて駆動ギア５２が回転し、さらに駆動ギア５２の回転に従動して伝動ギア５３，５４が回転する。また、伝動ギア５３，５４の回転が駆動ギア５２に従動することによって、ロータリー現像ユニット４１，４２の回転軸４４に取り付けられているギアに動力が伝達される。このとき、同一形状の伝動ギア５３，５４によって動力がロータリー現像ユニット４１，４２の回転軸４４に伝えられるので、ロータリー現像ユニット４１，４２は図３の矢印方向Ｄ3に同時に、しかも同じ速度で回転移動する。なお、ロータリー現像ユニット４１，４２を同時に回転移動させる必要のないときには、例えば、クラッチ等の動力伝達・遮断機構（図示省略）によって、ロータリー現像ユニット４１，４２のいずれか一方の回転軸４４への動力の伝達が遮断される。

図４は現像ユニットの停止位置を示す模式図である。また、図５は画像形成装置の動作を表すタイミングチャートである。この実施形態では、印字命令を待っている間、図１で示すように両現像ユニット４１，４２はホームポジション（ＨＰ）に位置決めされている。すなわち、この実施形態におけるホームポジション（ＨＰ）は、両現像ユニット４１，４２がそれぞれ、感光体２２と対向する現像位置を０°とした場合に、現像ユニット４１では、１３５°上流側にイエロー現像器４３Ｙの現像ローラ４５が存在する位置とし、現像ユニット４２では、１３５°上流側にマゼンタ現像器４３Ｍの現像ローラ４５が存在する位置としている。そして、外部装置から与えられる印字命令が与えられると、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１はエンジン部ＥＧの動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、印字命令をエンジンコントローラ１０に送出する。一方、エンジンコントローラ１０は該印字命令に基づきエンジン部ＥＧ各部を制御して印字動作を実行する。ここでは、カラー印字命令が与えられた場合について説明する。

印字命令がメインコントローラ１１から与えられると、エンジンコントローラ１０は垂直同期信号Ｖsyncに基づきカラー印字モードを実行する。具体的には、時刻ｔ0，ｔ1，ｔ2，…、すなわち中間転写ベルト７１の一周（周期Ｔ0）ごとに、垂直同期センサ７７から垂直同期信号Ｖsyncが出力され、これらがエンジン部ＥＧの各部の動作の基準信号として用いられる。この垂直同期信号Ｖsyncに同期して一方のロータリー現像ユニット４１が図４の紙面において反時計回りに回転移動して同図（ａ）に示すＹ現像位置に切換移動され、アクティブ現像器としてカラー印字モードの先頭色であるイエローの現像器４３Ｙに設けられた現像ローラ４５が感光体２２と対向する現像位置に位置決めされる。また、一方のロータリー現像ユニット４１の回転移動と同時に他方のロータリー現像ユニット４２は図４紙面において反時計回りに回転移動して同図（ａ）に示す中間位置に切換移動され、次のアクティブ現像器としてカラー印字モードの第２色目であるマゼンタの現像器４３Ｍに設けられた現像ローラ４５が現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めされる。すなわち、他方のロータリー現像ユニット４２には２個の現像器４３Ｍ、４３Ｋが装着されているが、これらの現像器に設けられた現像ローラ４５が、感光体２２と対向する現像位置を中心として該位置から両側にそれぞれ同じ角度（感光体２２と対向する現像位置を０°とした場合に９０°）だけ離れるように配置される位置に位置決めされる。このように、一方のロータリー現像ユニット４１の現像ローラ４５と他方のロータリー現像ユニット４２の現像ローラ４５との位相は９０°ずれるように配置される。続いて、メインコントローラ１１からの画像信号に同期して、露光ユニット６によりイエロートナー像に対応する露光工程が開始（図５に示す画像信号がＯＮ）される。そして、このように現像器４３Ｙを現像位置に位置決めしたまま、露光工程に引き続いて現像器４３Ｙによる現像工程が実行されるとともに、この現像工程により感光体２２上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７１に転写される（転写工程）。

また、第１色目の現像工程が完了すると、図４（ｂ）に示すように、両ロータリー現像ユニット４１，４２はそれぞれ同図紙面において反時計回りに９０°回転移動して、ロータリー現像ユニット４１は中間位置、すなわちカラー印字モードの第３色目であるシアンの現像器４３Ｃに設けられた現像ローラ４５が現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めされる一方、ロータリー現像ユニット４２は同図（ｂ）に示すＭ現像位置に切換移動され、カラー印刷モードの第２色目であるマゼンタの現像器４３Ｍに設けられた現像ローラ４５が感光体２２と対向する現像位置に位置決めされる。そして、マゼンタについて露光工程、現像工程および転写工程が実行される。

また、第２色目の現像工程が完了すると、図４（ｃ）に示すように、両ロータリー現像ユニット４１，４２はそれぞれ同図紙面において反時計回りに９０°回転移動して、ロータリー現像ユニット４２は中間位置、すなわちカラー印字モードの第４色目であるブラックの現像器４３Ｋに設けられた現像ローラ４５が現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めされる一方、ロータリー現像ユニット４１は同図（ｃ）に示すＣ現像位置に切換移動され、カラー印刷モードの第３色目であるシアンの現像器４３Ｃに設けられた現像ローラ４５が感光体２２と対向する現像位置に位置決めされる。そして、シアンについて露光工程、現像工程および転写工程が実行される。

さらに、第３色目の現像工程が完了すると、図４（ｄ）に示すように、両ロータリー現像ユニット４１，４２はそれぞれ同図紙面において反時計回りに９０°回転移動して、ロータリー現像ユニット４１は中間位置、すなわちカラー印字モードの第１色目であるイエローの現像器４３Ｙに設けられた現像ローラ４５が現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めされる一方、ロータリー現像ユニット４２は同図（ｄ）に示すＫ現像位置に切換移動され、カラー印刷モードの第４色目であるブラックの現像器４３Ｋに設けられた現像ローラ４５が感光体２２と対向する現像位置に位置決めされる。そして、ブラックについて露光工程、現像工程および転写工程が実行される。なお、カラー印字を連続して行わない場合には、その後、両ロータリー現像ユニット４１、４２は回転移動してホームポジションＨＰに位置決めされる。

以上のように、この実施形態では、カラー印字を行うために４個の現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋを用いているが、２個の現像器４３Ｙ，４３Ｃをロータリー現像ユニット４１に保持してロータリー現像させる一方、残りの２個の現像器４３Ｙ，４３Ｃをロータリー現像ユニット４２に保持してロータリー現像させている。すなわち、両現像ユニット４１，４２のいずれにおいても、２個の現像器が所定の回転軸４４回りに一体的に回転移動されて現像位置に選択的に位置決めされる。そして、両現像ユニット４１，４２のいずれもが回転移動していない期間（非回転移動期間）に露光工程を実行している。このため、現像ユニット４１，４２の回転移動に伴う振動が露光手段６による静電潜像の形成に影響（露光位置の変動）を与えることがない。また、各現像器が現像位置に位置決めされるときの現像ユニット４１，４２に作用する慣性力が静電潜像の形成に影響を与えることもない。これにより、現像ユニット４１，４２の回転移動動作が静電潜像の形成に与える影響を完全に排除することができ、バンディングの発生を防止することができる。その結果、良好な画質でトナー像を形成することができる。

また、この実施形態では、一方のロータリー現像ユニット４１、（または４２）（本発明の「第１ロータリー現像ユニット」に相当）に保持されるアクティブ現像器に対応する静電潜像の形成（露光工程）が完了した後に、他方のロータリー現像ユニット４２、（または４１）（本発明の「第２ロータリー現像ユニット」に相当）に保持される次のアクティブ現像器に対応する静電潜像の形成を開始するまでの間に、一方のロータリー現像ユニット４１、（または４２）とともに他方のロータリー現像ユニット４２、（または４１）が回転移動されるので、ロータリー現像ユニット４１，４２の回転移動動作が静電潜像の形成に与える影響を防止しながらも、次のアクティブ現像器による現像動作を開始するため、該現像器の現像位置への位置決めを可能としている。

また、この実施形態では、ロータリー現像ユニット４１，４２を同時に回転移動させているので、いずれか一方のロータリー現像ユニット４１，４２の回転移動動作が終了するのを必要以上に待機する必要がない。その結果、回転移動期間が短縮され、装置のスループットを向上させることができる。特に、両現像ユニット４１，４２のいずれも１つのロータリー駆動モータ５１からの回転駆動力を受けて回転移動されるので、回転移動を実行するタイミングを精度よく合わせることができる。

また、この実施形態では、回転移動期間に一方のロータリー現像ユニット４１、（または４２）を回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持されるアクティブ現像器を現像位置に位置決めするとともに、他方のロータリー現像ユニット４２、（または４１）を回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される次のアクティブ現像器を現像位置から上流側に１８０°／Ｎ（この実施形態では、Ｎ＝２であるので９０°）の位置（中間位置）に位置決めさせているので、ロータリー現像ユニット４１，４２の回転移動動作が静電潜像の形成に与える影響を防止するとともに、以下の作用効果を得ることができる。すなわち、アクティブ現像器が現像位置に位置決めされるとともに、次のアクティブ現像器が現像位置から上流側に９０°の位置（中間位置）に位置決めされることで、回転移動期間を短縮することができる。というのも、一方のロータリー現像ユニット４１、（または４２）に保持されるアクティブ現像器に対応する静電潜像の形成（露光工程）が完了した後、次の回転移動期間に他方のロータリー現像ユニット４２、（または４１）を中間位置から９０°だけ回転移動させることで次のアクティブ現像器の現像位置への位置決めが可能となるからである。また、このように現像器を中間位置から現像位置へ、そして現像位置から中間位置へ所定の距離（回転角）だけ回転移動させることで連続的に、しかも効率良く現像器を切換えることが可能となる。その結果、回転移動期間が短縮され、装置のスループットを向上させることができる。

また、この実施形態では、４個の現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋを２つのグループ、つまり現像器グループ（４３Ｙ，４３Ｃ）と現像器グループ（４３Ｍ，４３Ｋ）に分けてロータリー現像ユニット４１，４２を構成して、しかも両現像器グループの現像器の位相が互いに９０°ずれる位置に配置しているので、次のような作用効果が得られる。すなわち、両現像器グループを同時に、しかも所定の回転角（９０°）だけ回転移動させる動作を繰り返し実行することで、より具体的には、一方の現像器グループを選択して現像位置に位置決めさせるとともに、他方の現像器グループを現像位置から上流側に９０°の位置（中間位置）に位置決めさせる動作（本発明の「第１位置決め動作」に相当）と、他方の現像器グループを選択して現像位置に位置決めさせるとともに、一方の現像器グループを現像位置から上流側に９０°の位置（中間位置）に位置決めさせる動作（本発明の「第２位置決め動作」に相当）とを交互に行うことで、４個の現像器をかわるがわる迅速に現像位置に位置決めすることができる。これにより、回転移動期間を短縮させつつ、４色のトナー像を重ね合わせてカラー印字を行うことができる。したがって、このような構成を採用した実施形態では、必要かつ最小限の装置構成でバンディングの発生を防止しながらも、装置のスループットを向上させることが可能となっている。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、回転移動期間にロータリー現像ユニット４１，４２の回転移動動作が完全に重なるように回転移動させているが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、ロータリー現像ユニット４１，４２の回転移動動作が互いに重なることなく全く異なるタイミングで（同図（ａ））、または部分的に重なるタイミングで（同図（ｂ））実行されるようにしてもよい。さらに、ロータリー現像ユニット４１，４２のうちいずれか一方の回転移動動作の間に、他方の回転移動動作を実行するようにしてもよい（同図（ｃ））。要は非回転移動期間において潜像形成動作が実行されるようにすることで、ロータリー現像ユニット４１，４２の回転移動動作が静電潜像の形成に与える影響を完全に排除することができ、上記実施形態と同様にバンディングの発生を防止することができる。

また、上記実施形態では、ホームポジション（ＨＰ）として、感光体２２と対向する現像位置を０°とした場合に、現像ユニット４１では、１３５°上流側にイエロー現像器４３Ｙの現像ローラ４５が存在する位置とし、現像ユニット４２では、１３５°上流側にマゼンタ現像器４３Ｍの現像ローラ４５が存在する位置としているが、これに限らない。例えば、ホームポジション（ＨＰ）として、現像ユニット４２については上記位置とし、現像ユニット４１については４５°上流側にイエロー現像器４３Ｙの現像ローラ４５が存在する位置としてもよい。このようにすることで、初期（待機）状態を含め常時、両現像ユニット４１，４２に保持される現像器の位相が互いに９０°ずれる位置に配置することができる。

また、上記実施形態では、各現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ内に撹拌部材４７を設けているが、撹拌部材４７の配設は必須要件ではなく、任意である。というのも、上記実施形態では現像器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋの各々を回転軸４４回りに回転移動させることで現像器内部でトナーＴを流動撹拌させるように構成しているためである。このように構成することで装置の簡素化および小型化が可能であるとともに、装置コストの低減にも大きく寄与する。

また、上記実施形態では、各現像ユニット４１，４２は２個の現像器を保持するように構成されているが、それぞれ３個以上の現像器を保持するように構成してもよい。このように現像器の保持個数を増大させることによりカラー印字に用いるトナー色の種類を増やしたり、特定色の現像器を他のトナー色の現像器よりも増やすことができ、装置の汎用性を高めることができる。ここで、例えば、上記実施形態において両現像ユニット４１，４２に保持される現像器の個数が３（Ｎ＝３）である場合には、現像器は互いに１２０°づつ隔てて各現像ユニットに装着されるとともに、両現像ユニット４１，４２に保持される現像器の位相は互いに６０°（１８０°／３）ずれる位置に配置されることになる。このため、両現像ユニット４１，４２を同時に回転移動させることで、一方の現像ユニット４１、（または４２）に保持されるアクティブ現像器が現像位置に位置決めされる際には、他方の現像ユニット４２、（または４１）に保持される次のアクティブ現像器は現像位置から上流側に６０°の位置（中間位置）に位置決めされることになる。したがって、両現像ユニット４１，４２を６０°づつ繰り返して回転移動させることで、両現像ユニット４１，４２から交互に現像器を選択して現像位置に位置決めさせることが可能となる。このため、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。なお、両現像ユニット４１，４２の現像器の個数は一致させる必要ははく、それぞれ異なっていてもよい。

また、上記実施形態では、同一構成の現像器を用いているが、複数種類の現像器を用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、現像ユニット４１，４２が同一のロータリー径を有するように各現像ユニット４１，４２が構成されているが、ロータリー径を相違させるように構成してもよい。すなわち、現像ユニット４１，４２は、同一構成を有しても、異なる構成を有してもよく、要は複数の現像器を保持しながら各現像器を現像位置に位置決めできるものであれば、如何なるものを使用してもよい。

また、上記実施形態では、２個のロータリー現像ユニット４１，４２を用いているが、ロータリー現像ユニットの個数は「２」に限定されるものでなく、３個以上設けるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態の構成に限定されず、例えば中間転写ベルト以外の転写媒体（転写ドラム、転写シートなど）を備える装置、さらには複写機、ファクシミリ装置など他の画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。

この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 この発明にかかる画像形成装置のロータリー駆動機構の構成を示す図。 現像ユニットの停止位置を示す模式図。 画像形成装置の動作を表すタイミングチャート。 画像形成装置の他の動作を表すタイミングチャート。

符号の説明

１…画像形成装置、 ４…現像手段、 ６…露光手段、 １０…エンジンコントローラ（制御手段）、 ２２…感光体（潜像担持体）、 ４１，４２…ロータリー現像ユニット、 ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ…現像器、 ４４…回転軸、 ５１…ロータリー駆動モータ（ロータリー駆動部）

Claims (9)

1. 潜像担持体と、
   前記潜像担持体上に潜像を形成する露光手段と、
   複数の現像器を一体的に保持しつつ所定の回転軸回りに回転移動させて各現像器を前記潜像担持体と対向する現像位置に選択的に位置決めする、ロータリー現像ユニットを複数個有する現像手段と、
   各ロータリー現像ユニットの回転移動動作と、前記露光手段による潜像形成動作とを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記複数のロータリー現像ユニットの少なくとも１つ以上が回転移動する回転移動期間を繰り返して前記現像器の切換を行う一方、前記複数の回転移動期間に挟まれた非回転移動期間において前記潜像形成動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、
   前記露光手段が全現像器のうちの一をアクティブ現像器として該アクティブ現像器により現像されるべき潜像の形成を完了した後、前記アクティブ現像器を保持する第１ロータリー現像ユニット以外のロータリー現像ユニットのうちの一を第２ロータリー現像ユニットとして該ロータリー現像ユニットに保持される複数の現像器のうちの一を次のアクティブ現像器として該アクティブ現像器により現像されるべき潜像の形成を開始するまでの間に、
   前記複数のロータリー現像ユニットのうち前記第２ロータリー現像ユニットを含む少なくとも１以上のロータリー現像ユニットを前記回転移動期間に回転移動させることで、前記次のアクティブ現像器を前記現像位置に位置決めする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記回転移動期間に前記複数のロータリー現像ユニットの全部を同時に回転移動させる請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 回転駆動力を発生するロータリー駆動部をさらに備え、前記回転駆動力が前記複数のロータリー現像ユニットに伝達されて各ロータリー現像ユニットが回転移動される請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記複数のロータリー現像ユニットの各々について、各ロータリー現像ユニットごとに保持される前記複数の現像器は同一構成を有しており、該複数の現像器の個数をＮとした場合に、
   前記制御手段は、
   前記第１ロータリー現像ユニットを回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される前記アクティブ現像器を前記現像位置に位置決めするとともに、前記第２ロータリー現像ユニットを回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される前記次のアクティブ現像器を前記現像位置から上流側に１８０°／Ｎの位置に位置決めする請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記複数の現像器は全て同一構成を有している請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記複数のロータリー現像ユニットはともに同一個数の前記現像器を保持可能となっている請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記現像手段に設けられるロータリー現像ユニットの個数は２であり、
   前記制御手段は、
   前記２個のロータリー現像ユニットの一方を前記第１ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される前記アクティブ現像器を前記現像位置に位置決めするとともに、他方のロータリー現像ユニットを前記第２ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される前記次のアクティブ現像器を前記現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めする第１位置決め動作と、
   前記他方のロータリー現像ユニットを前記第１ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される前記アクティブ現像器を前記現像位置に位置決めするとともに、前記一方のロータリー現像ユニットを前記第２ロータリー現像ユニットとして回転移動させて該ロータリー現像ユニットに保持される前記次のアクティブ現像器を前記現像位置から上流側に９０°の位置に位置決めする第２位置決め動作と
   を交互に行う請求項２ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 潜像担持体と、前記潜像担持体上に潜像を形成する露光手段と、複数の現像器を一体的に保持しつつ所定の回転軸回りに回転移動させて各現像器を前記潜像担持体と対向する現像位置に選択的に位置決めする、ロータリー現像ユニットを複数個有する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記潜像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法であって、
   前記複数のロータリー現像ユニットの少なくとも１つ以上を回転移動させる切換動作を繰り返して行うことで前記複数の現像器を所定順序で前記現像位置に位置決めする工程と、
   前記切換動作に挟まれた非回転移動期間に、前記現像位置に位置決めされるアクティブ現像器に対応する潜像を前記潜像担持体上に形成する工程と、
   前記潜像担持体上に形成された潜像を前記アクティブ現像器により現像してトナー像を形成する工程と
   を備えたことを特徴とする画像形成方法。

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