JP2006235558A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ショックジターを低減して高品質の画像形成を行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー画像を担持する感光体ベルト１１と、感光体ベルト１１の表面を均一に帯電する帯電手段と、帯電手段が均一に帯電した感光体ベルト１１の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像形成手段が形成した潜像を顕像化する現像ユニット０と、現像ユニット０が顕像化したトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、を備え、現像ユニット０は、感光体ベルト１１に当接または微小間隔を保持しながら作像時に回転してトナーを供給する現像ローラ１と、現像ローラ１と同軸で従動回転する従動ギア２ａと、従動ギア２ａと噛み合って回転する駆動ギア３ａと、駆動ギア３ａを回転駆動する駆動モータ３ｆと、駆動モータ３ｆの回転方向を切り替え制御し、かつ、回転数を無段階に制御する制御部５ａとを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真複写装置などの画像形成装置に関し、特に、本体側駆動ギアと噛み合う現像ユニット側の従動ギアの駆動接線力により、作像時に現像ユニットを像担持体たる感光体側に移動させ、画像形成を行う画像形成装置および画像形成方法に関する。

従来の画像形成装置においては、複数の現像ユニットのうちから適宜選択した現像ユニットで現像を行うために、各現像ユニットを適宜選択して移動し、現像ユニット内の現像ローラを感光体に当接し、または、微小間隔を保持して離間可能にして、画像形成装置本体側に備える駆動ギアを、現像ユニット側に備える従動ギアに噛み合わせ、駆動ギアの回転駆動力で現像ユニットを移動して従動ギアと同軸に備える現像ローラを画像形成装置本体内の固定位置に備える感光体に当接し、または、微小間隔を保持して離間するとともに、現像ローラに回転駆動力を伝達して回転して、電子写真方法でトナーを供給して潜像を顕像化してトナー画像を形成している（例えば、特許文献１）。

このような画像形成装置において、画像形成装置本体側に備える駆動ギアを、現像ユニット側に備える従動ギアに噛み合わせ、クラッチを介して駆動ギアの回転駆動力で現像ユニットを移動して従動ギアと同軸に備える現像ローラを画像形成装置本体内の固定位置に備える感光体に当接し、または、微小間隔を保持して離間するとともに、現像ローラに回転駆動力を伝達して回転して、電子写真方法でトナーを供給して潜像を顕像化してトナー画像を形成する方法も提案されている。

図１４は、このような画像形成装置における回転駆動制御の動作を説明するタイミングチャートである。同図に示すように、クラッチを使用した画像形成装置は、感光体に形成された潜像に現像トナーを供給する前の非作像域において、現像ローラを回転駆動する現像モータの回転数を低速モードの回転数まで立ち上げ、クラッチのオン（ＯＮ）信号からβ時間（現像ローラが感光体に当接するのに必要な時間）後、現像モータの回転数を全速まで立ち上げ、回転が安定した後、感光体に形成された潜像に現像トナーを供給する作像域において作像が開始されるようになっている。

現像ローラを備える現像ユニットは、クラッチのオン（ＯＮ）信号から移動を開始して、β時間の間に、感光体に当接し、または、微小間隔を保持して離間する位置に到達するようになっている。

そして、感光体に形成された潜像に現像トナーを供給する作像域が終了すると同時に、クラッチをオフ（ＯＦＦ）して切断し、その後、クラッチのオン（ＯＮ）信号からβ時間後以降の回転が安定した後、感光体に形成された潜像に現像トナーを供給する作像域において次の作像が開始されるようになっている。

このように、クラッチを使用した画像形成装置は、現像ユニットを感光体に当接、または離間させるために、クラッチのオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）による回転駆動力の断続の動作により、駆動ギアから従動ギアへの回転駆動力の切断と接続を行っている。

特開２００１−８３８０１公報

しかしながら、特許文献１の方法では、クラッチのオン（ＯＮ）の動作により、回転駆動力が急激に従動ギアに伝わり、現像ローラが感光体に急激に当接することになり、その当接の衝撃のショックにより、感光体が振動して、一次転写部等でジターが発生し、書込系に振動が伝わり、ＬＤ、ミラー、レンズ等も振動することで、感光体に書き込んだレーザが振動し、形成画像にショックジターが表れて異常画像が発生するという問題があった。

また、そのような当接時の衝撃のショックを和らげるために、ダンパ等の弾性部材を備える技術も提案されているが、感光体と現像ローラの微妙な食い込み量を維持することや衝撃のショックを充分に吸収することが非常に難しく、形成画像にショックジターが表れる異常画像の発生を解消することは困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、現像手段の移動速度を無段階で可変にすることにより、回転駆動力を緩やかに伝達するような理想的な移動動作を行い、ショックジターを低減して高品質のトナー画像の画像形成を行う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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、被写体にトナー画像を形成する画像形成装置において、回動可能に保持されて形成されるトナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面を均一に帯電する帯電手段と、前記帯電手段が均一に帯電した前記像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段が形成した潜像を顕像化する現像手段と、前記現像手段が顕像化したトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、を備え、前記現像手段は、前記像担持体に当接または微小間隔を保持しながら作像時に回転してトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラと同軸で従動回転する従動ギアと、前記従動ギアと噛み合って回転する駆動ギアと、前記駆動ギアを回転駆動する回転駆動手段と、前記回転駆動手段の回転方向を切り替え制御し、かつ、回転数を無段階に制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記駆動制御手段は、前記現像手段内のトナーの残量が多いほど、前記回転駆動手段の回転数を小さくすることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記駆動制御手段は、画像形成時の画像データに基づいてトナーの残量を算出することを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記現像手段は、トナーの残量を記憶する残量記憶手段をさらに備え、前記駆動制御手段は、画像形成時の画像データから画素数を求め、該画素数をトナーの消費量に換算し、該消費量と前記残量記憶手段に記憶されたトナーの残量とから、画像形成後のトナーの残量を算出することを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記駆動制御手段は、トナーの補給を行うセットアップ動作における現像位置への移動時に、前記回転駆動手段の回転数を最大にすることを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記回転駆動手段は、回転数を無段階に変更可能なモータと、前記駆動ギアに前記モータの回転駆動力を伝達するクラッチと、を備えたことを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、前記駆動制御手段は、前記クラッチに供給する電圧を無段階に変更可能とすることにより、前記回転駆動手段の回転数を無段階に制御することを特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、色空間に対応した複数の前記現像手段を備え、前記回転駆動手段は、回転数を無段階に変更可能なモータと、複数の前記現像手段ごとに、前記現像手段の前記駆動ギアに前記モータの回転駆動力を伝達するクラッチと、を備えたことを特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、色空間に対応した複数の前記現像手段を備え、前記回転駆動手段は、回転方向を切替え可能で、かつ、回転数を無段階に変更可能なモータと、複数の前記現像手段ごとに、前記現像手段の前記駆動ギアに前記モータの回転駆動力を伝達するクラッチと、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、色空間に対応した複数の前記現像手段を備え、前記回転駆動手段は、回転方向を切替え可能で、かつ、回転数を無段階に変更可能な複数のモータと、複数の前記現像手段ごとに、前記現像手段の前記駆動ギアに前記複数のモータのうちの１つのモータの回転駆動力を伝達するクラッチと、を備え、前記駆動制御手段は、前記複数のモータをそれぞれ独立して制御することを特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記モータは、回転方向を切替え可能で、かつ、回転数を無段階に変更可能なステッピングモータであることを特徴とする。

また、請求項１２にかかる発明は、回動可能に保持されて形成されるトナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面を均一に帯電する帯電手段と、前記帯電手段で均一に帯電された前記像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段で形成された潜像を顕像化する現像手段と、前記現像手段で顕像化されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段とを備え、前記現像手段は、前記像担持体に当接または微小間隔を保持しながら作像時に回転してトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラと同軸で従動回転する従動ギアと、前記従動ギアと噛み合って回転する駆動ギアと、前記駆動ギアを回転駆動する回転駆動手段とを備えた画像形成装置における画像形成方法において、前記回転駆動手段の回転方向を切り替え制御し、かつ、回転数を無段階に制御することを特徴とする。

請求項１にかかる発明によれば、現像手段の回転方向の切り替え、回転数の無段階の制御が可能なため、現像手段の現像位置への当接速度、離間速度を無段階で可変にすることができ、現像手段の移動時のエネルギーを調整することができる。このため、回転駆動力を緩やかに伝達するような理想的な移動動作を行い、ショックジターを低減して高品質のトナー画像の画像形成を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項２にかかる発明によれば、現像手段の重量に応じて、現像手段の現像位置への当接速度、離間速度を無段階で可変にすることができ、現像手段の移動時のエネルギーを調整することができる。このため、ショックジター発生のエネルギーをトナー残量によらないようにすることができ、ダンパによるショック量低減を安定化させることができるという効果を奏する。

また、請求項３にかかる発明によれば、現像手段内のトナー残量を精度良く検出し、現像手段の重さに応じた移動速度を設定することができるようになるため、高精度にショックジターの低減を図ることができるという効果を奏する。

また、請求項４にかかる発明によれば、現像手段内のトナー残量を現像手段内の記憶手段に記憶することにより、現像手段を交換しても現像手段固有の情報として情報を蓄積しておくことができ、現像手段の重さに応じた移動速度を設定することができるようになるため、高精度にショックジターの低減を図ることができるという効果を奏する。

また、請求項５にかかる発明によれば、セットアップ動作時の現像位置への当接時に、トナー補給口近傍のトナーに働く慣性力を大きくすることによりトナー移動量を大きくし、トナー補給時間を短縮することをできるという効果を奏する。

また、請求項６にかかる発明によれば、複数の現像手段について、その数より少ない数の回転駆動手段によって、それぞれの現像手段の回転方向の制御および回転数の無段階な制御が可能なため、低コストで、ショックジターを低減した高品質のトナー画像の画像形成を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項７にかかる発明によれば、駆動源を伝達するクラッチに供給する電圧を可変にし、電圧を下げることによるトルク低下、およびトルク低下に伴うクラッチのすべりを利用し、ショックジターを少なくすることができるという効果を奏する。

また、請求項８にかかる発明によれば、駆動系の回転力をギアによって伝達し、ギアの噛み合い時の接線力による移動と、移動後の固定位置における回転動作により現像を行う現像手段の駆動方式において、ギアの噛み合い時の接線力による移動する移動速度を無段階で可変にすることができる。このため、回転駆動力を緩やかに伝達するような理想的な移動動作を行い、ショックジターを低減して高品質のトナー画像の画像形成を行うカラー画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。

また、請求項９にかかる発明によれば、駆動系の回転力をギアによって伝達し、ギアの噛み合い時の接線力による移動と、移動後の固定位置における回転動作により現像を行う複数の回転駆動手段を有する現像手段の駆動方式において、回転駆動手段の回転方向を切り替え制御し、ギアの噛み合い時の接線力による移動する移動速度を可変にすることができる。このため、画像形成中も現像動作中でない現像手段のリフレッシュ動作を同時に行うことに加え、回転駆動力を緩やかに伝達するような理想的な移動動作を行い、ショックジターを低減して高品質のトナー画像の画像形成を行うカラー画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。

また、請求項１０にかかる発明によれば、駆動系の回転力をギアによって伝達し、ギアの噛み合い時の接線力による移動と、移動後の固定位置における回転動作により現像を行う複数の回転駆動手段を有する現像手段の駆動方式において、回転駆動手段の回転方向を切り替え制御し、ギアの噛み合い時の接線力による移動する移動速度を可変にすることができる。また、他の色の現像手段の動作とタイミング的に重なったタイミングでも、現像グループごとに独立して現像手段を動作させることができる。このため、連続作像動作時においても、現像ユニットのリフレッシュ動作を同時に行うことに加え、回転駆動力を緩やかに伝達するような理想的な移動動作を行い、ショックジターを低減して高品質のトナー画像の画像形成を行うカラー画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。

また、請求項１１にかかる発明によれば、回転駆動手段に安価なステッピングモータを用いていることから、ショックジターを低減して高品質のトナー画像の画像形成を行うことができる画像形成装置を低コストで実現することができるという効果を奏する。

また、請求項１２にかかる発明によれば、現像手段の回転方向の切り替え、回転数の無段階の制御が可能なため、現像手段の現像位置への当接速度、離間速度を無段階で可変にすることができ、現像手段の移動時のエネルギーを調整することができる。このため、回転駆動力を緩やかに伝達するような理想的な移動動作を行い、ショックジターを低減して高品質のトナー画像の画像形成を行うことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
従来のように、現像ユニットの現像位置への当接／離間動作を同じ速度で行う方法によると、現像ユニット内のトナー残量が多い場合、慣性力が大きくなるためショックジターも大きくなる。

すなわち、力：Ｆ、質量：ｍ、加速度：ａとすると、Ｆ＝ｍａが成り立ち、ａが一定の場合、トナー残量が多い（質量：ｍが大きい）ほど、ショックジター発生の力：Ｆが大きくなる。ショックを吸収するダンパを選択する場合、力：Ｆが一定である方が好ましい。

したがって、トナー残量が多い場合、当接／離間動作時の移動速度を低速にして加速度を小さくし、トナー残量が少ない場合、当接／離間動作時の移動速度を高速にして加速度を大きくすることができれば、ショック吸収のダンパを適切に選択することが可能となる。

また、駆動ギアへの駆動を伝える駆動源の回転数制御は、トナーの残量に応じて無段階に可変できることが好ましい。外部からクロックを供給し、入力されたクロックに応じて制御回転数を可変にする外部クロックタイプのＤＣサーボモータか、ステッピングモータを駆動源とすることでこれを実現することができる。

第１の実施の形態にかかる画像形成装置は、無段階に回転数を制御できるステッピングモータにより現像ユニットの回転を制御するものである。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す説明図である。同図に示すように、画像形成装置１０は、感光体ベルト１１と、帯電手段１２と、潜像形成手段１３と、現像ユニット０と、転写手段１４と、クリーニング手段１５と、中間転写ベルト１６と、搬送ローラ１７と、定着手段１８と、排紙ローラ１９と、排紙トレイ２０と、を備えている。感光体ベルト１１が本発明における像担持体に、現像ユニット０が本発明における現像手段に相当する。

感光体ベルト１１は、回動可能に保持されて形成されるトナー画像を担持するものである。感光体ベルト１１の表面１１ａには、有機感光層が形成されている。感光体ベルト１１の周辺には、後述する帯電手段１２、現像ユニット０、クリーニング手段１５の感光体ベルトクリーニングユニット１５ａ等が配置されている。

帯電手段１２は、感光体ベルト１１の表面１１ａに高電圧を印加して一様な電位を付与するものである。

潜像形成手段１３は、帯電手段１２で均一に帯電された感光体ベルト１１の表面１１ａに潜像を形成するものである。潜像形成手段１３は、図示しないレーザと、ポリゴンミラー１３ａと、ｆ／θレンズ１３ｂと、反射ミラー１３ｃとを備えている。潜像形成手段１３は、例えば、図示しないコンピュータから出力される各色に変換された画像信号に応じてレーザを作動させる。

すなわち、図示しないレーザからは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各画像信号に対応したレーザ光が出射され、このレーザ光がポリゴンミラー１３ａと、ｆ／θレンズ１３ｂと、反射ミラー１３ｃを介して感光体ベルト１１の表面１１ａに入射して光書き込みが行われ、各色の静電潜像が形成される。

現像ユニット０は、潜像形成手段１３で形成された潜像を顕像化するものである。なお、現像ユニット０は４つの色ごとに存在し、それぞれ感光体ベルト１１の表面１１ａに帯電手段１２で付与された電位とは逆性の電荷が付与されて帯電された各色のトナーを収容するトナーカートリッジ０ａの黒（Ｋ）トナーカートリッジ０ａ1、シアン（Ｃ）トナーカートリッジ０ａ2、マゼンタ（Ｍ）トナーカートリッジ０ａ3、イエロー（Ｙ）トナーカートリッジ０ａ4を備えている。

現像ユニット０は、感光体ベルト１１に当接、または、微小間隔を保持しながら作像時に回転してトナーを供給する現像ローラ１を備えている。現像ローラ１が感光体ベルト１１の表面１１ａに当接、または、微小間隔を保持する際の衝撃のショックを和らげて、ショックジター等を低減して高品質のトナー画像の画像形成が高速度で行われる。

トナーカートリッジ０ａの黒（Ｋ）トナーカートリッジ０ａ1、シアン（Ｃ）トナーカ
ートリッジ０ａ2、マゼンタ（Ｍ）トナーカートリッジ０ａ3、イエロー（Ｙ）トナーカートリッジ０ａ4には、現像ローラ１の黒（Ｋ）現像ローラ１ａ、シアン（Ｃ）現像ローラ
１ｂ、マゼンタ（Ｍ）現像ローラ１ｃ、イエロー（Ｙ）現像ローラ１ｄが設けてあり、これらの各現像ローラ１ａ〜１ｄを介して各色のトナーを静電潜像に静電吸着させ顕像化して、トナー像を形成する。

転写手段１４は、現像ユニット０で顕像化されたトナー画像を中間転写ベルト１６に一次転写する一次転写器１４ａと、被転写体（Ｐ）の転写用紙に二次転写する二次転写器１４ｂとを備えている。

クリーニング手段１５は、後述する中間転写ベルト１６上にトナー像を転写した感光体ベルト１１の表面１１ａに付着して残留する残留トナーを感光体ベルトクリーニングユニット１５ａによって掻き取って次工程の画像形成に備えるものである。

中間転写ベルト１６は、感光体ベルト１１の表面１１ａの一部に当接して使用される。中間転写ベルト１６は、各色トナーと逆性の電荷を転写手段１４の一次転写器１４ａで印加することにより、中間転写ベルト１６上にトナー像を転写させる動作を色ごとに行い、トナー像を４色重ねた４色重画像を形成する。

搬送ローラ１７は、被転写体（Ｐ）を搬送するものである。転写手段１４の二次転写器１４ｂでは、搬送ローラ１７によって搬送された被転写体（Ｐ）の転写用紙にトナーと逆性の電荷を付与することにより、中間転写ベルト１６上に形成された４色重画像の各トナーを、この被転写体（Ｐ）の転写用紙に転写する。

定着手段１８は、加熱ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｂによる加熱と加圧により、被転写体（Ｐ）の転写用紙上に担持された各色からなるトナーを溶融定着する。

排紙ローラ１９は、定着手段１８によりトナー画像が溶融定着された被転写体（Ｐ）である転写用紙を、排紙トレイ２０に搬送するものである。

図２は、現像ユニット０の構成の詳細を示す説明図である。同図に示すように、現像ユニット０は、感光体ベルト１１に当接、または、微小間隔を保持しながら作像時に回転してトナーを供給する現像ローラ１と、現像ローラ１の両端から突出した軸２ｂに同軸で取り付けられて従動回転する従動手段２の従動ギア２ａと、従動ギア２ａと噛み合って回転駆動して移動させると共に回転させる駆動ギア３ａと、駆動ギア３ａを回転駆動する駆動モータ３ｆと、駆動モータ３ｆにより回転駆動される駆動軸３ｄと、装置本体側の筺体０ｃに取り付けられた軸受３ｅとを備えている。また、駆動モータ３ｆは、制御部５ａにより回転駆動が制御されている。駆動モータ３ｆおよび駆動軸３ｄおよび軸受３ｅが、本発明における回転駆動手段に相当する。また、制御部５ａが本発明における駆動制御手段に相当する。

このように、現像ユニット０は、ギア列を使用しているため耐久性に優れ小型で低コストであり、現像ローラ１等の低速移動により現像ローラ１が感光体ベルト１１に当接、または、微小間隔を保持しながら回転してトナーを供給する際の衝撃のショックを和らげて、ショックジター等を低減して高品質のトナー画像の形成を行うことができる。

図３および図４は、トナーカートリッジ０ａが感光体ベルト１１に当接または離間する状態を示す説明図である。同図に示すように、トナーを収納するトナーカートリッジ０ａは、感光体ベルト１１の表面１１ａに進退するようになっている。トナーカートリッジ０ａは、図３に図示するように、突起部０ｂと装置本体側の筺体０ｃとの間に設けた圧縮バネ０ｄによって感光体ベルト１１の表面１１ａから離間する矢印（Ａ）方向に弾性力が常時付与されている。

これによりトナーカートリッジ０ａは、普段、現像動作を行わない場合には、圧縮バネ０ｄの弾性力で装置本体側の筺体０ｃに設けた係止部０ｅに後方で突き当たった状態に後退している。尚、トナーカートリッジ０ａは、装置本体側の筺体０ｃに対して着脱自在である。

トナーカートリッジ０ａには、感光体ベルト１１の表面１１ａにトナーを供給する現像ローラ１が組み込まれており、現像ローラ１は、従動手段２の従動ギア２ａと軸２ｂを介して、制御部５ａによって制御される駆動モータ３ｆによって回転駆動される。

現像ユニット０は、感光体ベルト１１の表面１１ａにトナーを供給する現像動作の際に、トナーを収容するトナーカートリッジ０ａに組み込まれている現像ローラ１を矢印（Ｂ）方向に移動して感光体ベルト１１の表面１１ａに対して当接、または、微小間隔を保持させると（図４を参照）共に、現像動作を行なわない時には、感光体ベルト１１の表面１１ａからトナーカートリッジ０ａに組み込まれている現像ローラ１を矢印（Ａ）方向に移動して離間させる（図３を参照）。

図５は、現像ユニット０において、感光体ベルト１１に当接または離間する部分の構成の詳細を示す説明図である。図５および上述した図２に示すように、現像ユニット０のトナーカートリッジ０ａに組み込まれている現像ローラ１の接離動作に関連する機構は、装置本体側の筺体０ｃに取り付けた駆動モータ３ｆと、駆動モータ３ｆにより回転駆動される駆動軸３ｄと、駆動軸３ｄに固着した駆動ギア３ａと、駆動ギア３ａと噛み合う従動手段２の従動ギア２ａと、従動ギア２ａと同軸上に現像ローラ１を取り付けている軸２ｂと、軸２ｂの両端に設けたキャップ２ｃと、キャップ２ｃの移動動作を案内する案内部材２ｄとから構成されている。

駆動ギア３ａは、駆動軸３ｄの左右両端側に一対が固着するように構成されており、駆動軸３ｄは装置本体側の筺体０ｃに軸受３ｅを介して回転自在に取り付けられている。

他方、従動ギア２ａは、トナーカートリッジ０ａの両側に取り付けられており、装置本体側の筺体０ｃに対して移動自在であるが、案内部材２ｄによって、その移動方向が規制されている。

図５に示すように、キャップ２ｃは、従動ギア２ａと現像ローラ１と同軸の軸２ｂの両端に設けた略円盤状の形状により構成されている。他方、案内部材２ｄは、感光体ベルト１１の表面１１ａに向けて案内する溝の幅を狭めた狭部２ｄ1を有する形状により構成さ
れており、キャップ２ｃが狭部２ｄ1に突き当たったところで、トナーカートリッジ０ａ
とトナーカートリッジ０ａの両端に取り付けられている現像ローラ１の移動動作が停止するようになっている。

これにより、トナーカートリッジ０ａとトナーカートリッジ０ａの両端に取り付けられている現像ローラ１は、感光体ベルト１１の表面１１ａに所定距離以上に近すぎないように近接動作を規制するようになっている。

キャップ２ｃが最接近したときのトナーカートリッジ０ａとトナーカートリッジ０ａの両端に取り付けられている現像ローラ１の位置が、感光体ベルト１１の表面１１ａに対する現像動作時における正規の現像位置となる。

図６は、第１の実施の形態における制御部５ａの構成の詳細を示す説明図である。同図においては、制御部５ａは、駆動モータ３ｆとして、各色空間（黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））に対応したステッピングモータ６２０ａ〜６２０ｄを介して現像ユニット０Ｋ、０Ｃ、０Ｙ、０Ｍを制御するように構成されている。なお、現像ユニット０Ｋ、０Ｃ、０Ｙ、０Ｍは、現像ユニット０を４つの色ごとに表したものである。

制御部５ａは、制御部５ａの制御を行うＣＰＵ６０１と、制御部５ａの制御プログラムを格納するＲＯＭ６０２と、制御時にワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ６０３と、制御処理における情報の保管を行う不揮発メモリ６０４と、現像ユニット０との通信を行う通信デバイス６０５と、制御信号を転送するＣＰＵバス６０６と、ステッピングモータドライバ６１０ａ〜６１０ｄの制御信号を出力するパラレルＩ／Ｏ６０７と、各ステッピングモータのクロックを生成するＡＳＩＣ６０８と、各ステッピングモータを励磁駆動するステッピングモータドライバ６１０ａ〜６１０ｄとを備えている。また、制御部５ａは、ステッピングモータ６２０ａ〜６２０ｄを介して現像ユニット０Ｋ、０Ｃ、０Ｙ、０Ｍを駆動制御する。

第１の実施の形態においては、現像ユニット０Ｋ、０Ｃ、０Ｙ、０Ｍ内にそれぞれ不揮発メモリ６３０Ｋ、６３０Ｃ、６３０Ｙ、６３０Ｍを備え、この不揮発メモリ６３０Ｋ、６３０Ｃ、６３０Ｙ、６３０Ｍが、通信デバイス６０５を介して制御部５ａと接続されている。すなわち、通信デバイス６０５と不揮発メモリ６３０Ｋ、６３０Ｃ、６３０Ｙ、６３０Ｍとは着脱可能であり、これにより、現像ユニット０Ｋ、０Ｃ、０Ｙ、０Ｍごとに算出したトナー残量を保存しておくことが可能となる。

また、第１の実施の形態においては、ステッピングモータドライバ６１０ａ〜６１０ｄとして、外部クロックタイプのステッピングモータドライバを用いている。ステッピングモータクロック生成部として機能を有するＡＳＩＣ６０８が、無段階に回転数を決めるクロックを生成し、ステッピングモータドライバ６１０ａ〜６１０ｄへ供給する。ＡＳＩＣ６０８は、回転方向、フルステップ／ハーフステップ等の励磁パターン生成用の制御信号、リセット信号等のＩ／Ｏ制御信号もステッピングモータドライバ６１０ａ〜６１０ｄへ供給する。それぞれの設定に応じた励磁信号のパターンにより、ステッピングモータドライバ６１０ａ〜６１０ｄが、ステッピングモータ６２０ａ〜６２０ｄを励磁駆動する。また、ステッピングモータ６２０ａ〜６２０ｄへの電源供給は、制御部５ａが行う。

図７および図８は、接触動作からリフレッシュ動作までの駆動モータ３ｆの回転数（ＰＰＳ）の変化の一例を示す説明図である。図７は、トナー残量が多い場合、図８は、トナー残量が少ない場合の回転数の変化を示している。

図７、図８に示すように、制御部５ａは、現像位置までの当接時（図中の接触動作）には、現像時（図中の作像動作）の回転数に比べ、駆動モータ３ｆを低速で駆動する。制御部５ａは、離間時（図中の離間動作）も回転を減速し、逆方向に回転させ離間位置まで来ると逆回転を行い、リフレッシュ動作を行う。離間時に励磁信号を急激に切ると離間時のエネルギーが大きくなってしまうため、制御部５ａは、このような逆転動作により現像ユニット０を離間させている。

トナー残量が多い場合、現像ユニット０の慣性力が大きくなってしまうため、制御部５ａは、図７のように低速で現像ユニット０を移動させる。トナーを消費し、残量が少なくなってきた場合、制御部５ａは、図８のように高速で現像ユニット０を移動させる。移動速度は２つの例で示したが、ステッピングモータ６２０ａ〜６２０ｄは、理論的に無段階に変えられるため、トナー残量による現像ユニット０の重量に応じて移動速度を変えることで効果を大きくすることができる。

トナーの残量は、有り／無しの２値的な検出では、本発明の効果を十分引き出すことができないため、ＦＵＬＬ（満杯）からＥＮＤ（空）までリニアに検出できることが好ましい。しかし、重量測定を実際に行うことが難しいため、制御部５ａは、トナー残量の算出方法として、画像形成時の画像データから画素数をカウントしトナー消費量に換算する方式を取る。この際、制御部５ａは、高精度にトナーの消費量を算出するため、最終的に感光体に潜像を形成するＬＤ駆動用の画像データからカウントした画素数の値を用いる。また、潜像に対して１００％忠実に現像することは非常に難しいため、ある程度丸めた値でカウントするように構成してもよい。トナーの残量は、新品のトナーカートリッジ０ａの充填量から画素数をカウントして得られるトナー消費量を減算することにより算出することができる。算出されたトナー残量は、現像ユニット０Ｋ、０Ｃ、０Ｙ、０Ｍ内の不揮発メモリ６３０Ｋ、６３０Ｃ、６３０Ｙ、６３０Ｍ内に記憶する。

次に、セットアップ動作時のトナー補給動作について説明する。図９は、トナーカートリッジ０ａの構成の詳細を示す説明図である。

同図は、現像ユニット０内の一つの色に対応する部分であるユニット９０１と、ユニット９０１に含まれるトナーカートリッジ０ａの内部構造を示している。ユニット９０１は、感光体ベルト１１の表面１１ａの静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像ローラ１と、トナーを汲み上げて撹拌するために回転するトナーパドル９１１とを含む第１ユニット９１０と、トナーを収容するトナーカートリッジ０ａの２つのユニットを備えている。

トナーカートリッジ０ａは、トナー補給口９２１と、トナー補給部材９２２と、突き出し部９２３とを備えている。トナー補給部材９２２は、その先端がトナーカートリッジ０ａ本体の内壁に摺接しており、トナー補給部材９２２が回転することによりトナーを汲み上げ、突き出し部９２３と協働してトナー補給口９２１から第１ユニット９１０にトナーを補給する。

図１０は、セットアップ動作時の現像ユニット０の当接動作を示す説明図である。セットアップ動作時には、現像ローラ１付近の第１ユニット９１０（図１０には図示せず）までトナーを補給しなければならない。トナーの補給は、トナーの慣性力を利用する。すなわち、現像位置で現像ユニット０全体の移動が停止し、トナーカートリッジ０ａのトナー補給口９２１では、トナーだけが慣性力を持って第１ユニット９１０内に移動するため、トナーを第１ユニット９１０に補給することができる。

第１の実施の形態においては、制御部５ａは、セットアップ動作時の現像位置への当接移動を最大速度で行う。したがって、トナーの慣性力が増大し、トナー補給量が多くなることにより、トナーの補給時間を短縮することができる。

このように、第１の実施の形態にかかる画像形成装置においては、現像ユニットの回転方向の切り替え制御、回転数の無段階の制御を行うことにより、現像ユニットの当接速度および離間速度を無段階で可変にすることができる。また、トナー残量に応じた当接速度・離間速度の調整、セットアップ動作時の当接速度の最大化を行うことができる。このため、トナー残量に応じてショックジターを低減した高品質のトナー画像の形成、セットアップ動作時のトナー補給の効率化を実現することができる。

（第２の実施の形態）
カラー画像形成装置の場合、各色の現像ユニットの駆動に対し、ステッピングモータをそれぞれ１つずつ駆動源として持つと、コストの増加を招いてしまう。したがって、コストを低減させるためには、例えば、外部クロックタイプの１つのＤＣサーボモータと、ＤＣサーボモータから各色の現像ユニットに回転駆動力を断続するクラッチで構成させたほうがよい。

第２の実施の形態にかかる画像形成装置は、ＤＣサーボモータと、無段階に回転数を制御できるクラッチとにより現像ユニットを移動するように制御するものである。

図１１は、第２の実施の形態における制御部５ｂの構成の詳細を示す説明図である。同図に示すように、制御部５ｂは、ＣＰＵ６０１と、ＲＯＭ６０２と、ＲＡＭ６０３と、不揮発メモリ６０４と、通信デバイス６０５と、ＣＰＵバス６０６と、パラレルＩ／Ｏ６０７と、ＡＳＩＣ６０８と、電圧発生回路１１０１と、ドライバ１１０２と、ＲＣフィルタ１１０３ａと、バッファ１１０４とを備えている。

第２の実施の形態においては、制御部５ｂに、電圧発生回路１１０１と、ドライバ１１０２と、ＲＣフィルタ１１０３ａと、バッファ１１０４とを追加したことが第１の実施の形態と異なっている。また、第２の実施の形態における現像ユニット１１１０Ｋ、１１１０Ｃ、１１１０Ｙ、１１１０Ｍは、ステッピングモータ６２０ａ〜６２０ｄに代え、現像クラッチ１１１１ａ〜１１１１ｄを介して、ＤＣサーボモータ１１１２と接続されたことが第１の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施の形態にかかる制御部５ａの構成を示す説明図である図６と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。なお、以下では現像ユニット１１１０Ｋ、１１１０Ｃ、１１１０Ｙ、１１１０Ｍに共通の内容を説明する際には単に現像ユニット１１１０と記載する。

電圧発生回路１１０１は、パラレルＩ／Ｏ６０７からＰＷＭ信号の入力を受付け、ＰＷＭ信号のＤｕｔｙに応じた電圧を発生させるものである。これにより、制御部５ｂは、無段階で現像クラッチ１１１１ａ〜１１１１ｄに供給する電圧を制御可能とし、電圧の変動に伴うトルクの変動、その結果としてのクラッチのすべりの変動により、回転駆動手段の回転数を無段階に可変とすることができる。

ドライバ１１０２は、現像クラッチ１１１１ａ〜１１１１ｄの動作の制御を行うものである。ＲＣフィルタ１１０３ａは、ＤＣサーボモータ１１１２から転送されたロック検知信号のノイズ除去などのフィルタ処理を行うものである。バッファ１１０４は、ＤＣサーボモータ１１１２への回転／停止の制御信号や、回転数を決めるクロックを格納し、ＤＣサーボモータ１１１２へ出力するものである。

図１２は、現像ユニット１１１０の構成の詳細を示す説明図である。同図に示すように、現像ユニット１１１０は、駆動ギア３ａを回転駆動するＤＣサーボモータ１１１２と、ＤＣサーボモータ１１１２の回転駆動力で回転する駆動ギア列３ｃと、駆動ギア３ａにＤＣサーボモータ１１１２の回転駆動力を伝達する現像クラッチ１１１１とを備えた点が、第１の実施の形態における現像ユニット０と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施の形態にかかる現像ユニット０の構成を示す説明図である図２と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。

第２の実施の形態においては、上述のようなＤＣサーボモータ１１１２と現像クラッチ１１１１とを利用し、現像クラッチ１１１１の電圧を制御することにより回転駆動手段の回転数を無段階に制御することができるが、安定した回転数を得るためには出力軸で５００ｒｐｍ程度の回転数は必要であり、あまり大きな回転数では駆動できないため、低速駆動は、定格回転数の１／３程度までであることが望ましい。

ＤＣサーボモータ１１１２としては、外部から供給する外部クロックタイプのモータを使用する。この場合、ＤＣサーボモータ１１１２自体に基準となる水晶振動子を必要としないため、画像形成装置の製造コストを低減させることができる。

なお、第２の実施の形態においては、駆動モータ３ｆとして１つのＤＣサーボモータ１１１２を使用するように構成しているが、駆動モータ３ｆとして１つのステッピングモータを使用し、これと現像クラッチ１１１１とにより回転数を無段階に制御できる回転駆動手段を低コストで実現するように構成してもよい。

このように、第２の実施の形態にかかる画像形成装置においては、１つの駆動モータと現像クラッチとにより各色の現像ユニットを回転駆動するように構成するため、画像形成装置の製造コストを低減させることができる。

（第３の実施の形態）
カラー画像形成装置の画像形成処理速度を向上させるため、複数のモータにより１つの色の現像ユニットの回転（作像動作）と、他の色の現像ユニットの逆転（リフレッシュ動作）を同時に行う技術が提案されている。このような画像形成装置においても、現像ユニットの当接・離間速度を無段階に可変することができれば、ショックジターを低減させ、高品質のトナー画像の形成を行うことができる。

第３の実施の形態にかかる画像形成装置は、複数のＤＣサーボモータを有し、各色の現像ユニットのうち複数の現像ユニットの正回転と逆転とを同時に行うことにより画像処理を高速に行い、その際、無段階に回転数を制御できるＤＣサーボモータにより現像ユニットを移動するように制御するものである。

図１３は、第３の実施の形態における制御部５ｃの構成の詳細を示す説明図である。同図に示すように、制御部５ｃは、ＣＰＵ６０１と、ＲＯＭ６０２と、ＲＡＭ６０３と、不揮発メモリ６０４と、通信デバイス６０５と、ＣＰＵバス６０６と、パラレルＩ／Ｏ６０７と、ＡＳＩＣ６０８と、電圧発生回路１１０１と、ドライバ１１０２と、ＲＣフィルタ１１０３ａ、１１０３ｂと、バッファ１３０１ａ、１３０１ｂとを備えている。

第３の実施の形態においては、制御部５ｃに、ＲＣフィルタ１１０３ｂと、バッファ１３０１ａと、バッファ１３０１ｂとを追加したことが第２の実施の形態と異なっている。また、第３の実施の形態においては、２つのＤＣサーボモータ１３１２ａ、１３１２ｂを備えたことが第２の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第２の実施の形態にかかる制御部５ｂの構成を示す説明図である図１１と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。

ＲＣフィルタ１１０３ｂは、第２の実施の形態におけるＲＣフィルタ１１０３ａと同様に、ＤＣサーボモータ１３１２ｂから転送されたロック検知信号のノイズ除去などのフィルタ処理を行うものである。バッファ１３０１ａ、１３０１ｂは、ＤＣサーボモータ１３１２ａ、１３１２ｂへの回転／停止、正転／逆転の制御信号や、回転数を決めるクロックを格納し、ＤＣサーボモータ１３１２ａ、１３１２ｂへ出力するものである。

外部クロックタイプのＤＣサーボモータであるＤＣサーボモータ１３１２ａ、１３１２ｂは、現像ユニット１１１０内の各色に対応した４つの現像クラッチ１１１１ａ〜１１１１ｄを用い、作像順序が奇数番目である色のクラッチの駆動源にＤＣサーボモータ１３１２ａを使用し、作像順序が偶数番目である色のクラッチの駆動源にＤＣサーボモータ１３１２ｂを使用するように構成されている。

第３の実施の形態にかかる画像形成装置においては、上述のような構成により、一のモータの正転と、他のモータの逆転を同時に行い、各色に対応する現像ユニット１１１０Ｋ、１１１０Ｃ、１１１０Ｙ、１１１０Ｍの当接、離間を並行して実行する。すなわち、ある色の現像ユニットにおいて画像形成中に、現像動作中でない他の色の現像ユニットのリフレッシュ動作を実行することにより、画像形成の処理速度の向上を図っている。

このような場合においても、ＤＣサーボモータ１３１２ａ、１３１２ｂと現像クラッチ１１１１ａ〜１１１１ｄとを利用し、当接動作および離間動作における現像ユニット１１１０の移動速度を無段階で制御することができる。したがって、ショックジターの発生を抑止し、トナー画像形成の精度を高めることができる。

このように、第３の実施の形態にかかる画像形成装置においては、複数のモータにより複数の現像ユニットの当接・離間を並行して行う際に、各現像ユニットの回転方向の切り替え制御、回転数の無段階の制御を実行することにより、各現像ユニットの当接速度および離間速度を無段階で可変にすることができ、ショックジターを低減した高品質のトナー画像の形成を実現することができる。

（第４の実施の形態）

第４の実施の形態にかかる画像形成装置は、複数のステッピングモータを有し、各色の現像ユニットのうち複数の現像ユニットの正回転と逆転とを同時に行うことにより画像処理を高速に行い、その際、無段階に回転数を制御できるステッピングモータにより現像ユニットを移動するように制御するものである。また、現像ユニットを複数の現像グループに分け、現像グループごとに独立して現像ユニットを動作させるものである。

図１５は、第４の実施の形態における制御部５ｄの構成の詳細を示す説明図である。同図に示すように、制御部５ｄは、ＣＰＵ６０１と、ＲＯＭ６０２と、ＲＡＭ６０３と、不揮発メモリ６０４と、通信デバイス６０５と、ＣＰＵバス６０６と、パラレルＩ／Ｏ６０７と、ＡＳＩＣ６０８と、ドライバ１１０２と、ステッピングモータドライバ１５１０ａ、１５１０ｂとを備えている。

第４の実施の形態においては、ＲＣフィルタ１１０３ａ、１１０３ｂ、バッファ１３０１ａ、１３０１ｂに代えて、制御部５ｄにステッピングモータドライバ１５１０ａ、１５１０ｂを追加したことが第３の実施の形態と異なっている。また、第４の実施の形態においては、２つのＤＣサーボモータ１３１２ａ、１３１２ｂに代えて、２つのステッピングモータ１５２０ａ、１５２０ｂを追加したことが第３の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第３の実施の形態にかかる制御部５ｃの構成を示す説明図である図１３と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。

図１６は、現像ユニットの接続状態の一例を示した説明図である。作像順序の奇数番目の現像ユニットを含む第１の現像グループと、偶数番目の現像ユニットを含む第２の現像グループに分け、第１の現像グループの駆動源にステッピングモータ１５２０ａを使用し、第２の現像グループの駆動源にステッピングモータ１５２０ｂを使用する。

ステッピングモータドライバ１５１０ａ、１５１０ｂは、ステッピングモータドライバ６１０ａ〜６１０ｄと同様に、各ステッピングモータを励磁駆動するものである。第４の実施の形態では、外部クロックタイプのステッピングモータドライバを用いている。回転数を決めるクロックがステッピングモータを生成するＡＳＩＣ６０８からステッピングモータドライバへ供給される。回転方向、フルステップ／ハーフステップ等の励磁パターン生成用の制御信号、リセット信号等のＩ／Ｏ制御信号もステッピングモータドライバ１５１０ａ、１５１０ｂへ供給する。それぞれの設定に応じた励磁パターンにより、ステッピングモータドライバ１５１０ａ、１５１０ｂが、ステッピングモータ１５２０ａ、１５２０ｂを励磁駆動する。

図１７は、ステッピングモータへの励磁開始・停止、クラッチのオン／オフのタイミングを示した説明図である。同図に示すように、ステッピングモータ１５２０ａ、１５２０ｂの回転時に移動させる現像ユニットへ駆動を伝達する現像クラッチを動作させるようにタイミングを制御している。すなわち、現像クラッチのオン／オフに応じて実際に断続するまでのメイク時間、ブレイク時間を考慮し、ステッピングモータ１５２０ａ、１５２０ｂへの励磁開始、励磁停止のタイミングで現像クラッチ１１１１ａ〜１１１１ｄをオン／オフさせる。

図１８は、４色のトナーを用いた時の励磁開始・停止、クラッチのオン／オフのタイミングの一例を示した説明図である。同図に示すように、他の色の現像ユニットの動作とタイミング的に重なったタイミングでも、現像グループごとに独立して現像ユニットを動作させることができる。

このように、第４の実施の形態にかかる画像形成装置においては、無段階に回転数を制御できるステッピングモータによりショックジターを低減した高品質のトナー画像の形成を実現することができる。また、他の色の現像手段の動作とタイミングが重なった場合でも、現像グループごとに独立して現像手段を動作させることができるため、連続作像動作時においても、現像ユニットのリフレッシュ動作を同時に行うことのできるカラー画像形成装置を提供することができる。また、ステッピングモータを用いているため、低コストで上記機能を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置、画像形成方法は、プリンタ、カラープリンタ、複写機、カラー複写機や拡張機能により複合機能を有する印刷機器、ファクシミリ装置に適している。

第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す説明図である。 現像ユニットの構成の詳細を示す説明図である。 トナーカートリッジが感光体ベルトに当接または離間する状態を示す説明図である。 トナーカートリッジが感光体ベルトに当接または離間する状態を示す説明図である。 現像ユニットの感光体ベルトに当接または離間する部分の構成の詳細を示す説明図である。 第１の実施の形態における制御部の構成の詳細を示す説明図である。 接触動作からリフレッシュ動作までの駆動モータの回転数の変化の一例を示す説明図である。 接触動作からリフレッシュ動作までの駆動モータの回転数の変化の一例を示す説明図である。 トナーカートリッジの構成の詳細を示す説明図である。 セットアップ動作時の現像ユニットの当接動作を示す説明図である。 第２の実施の形態における制御部の構成の詳細を示す説明図である。 現像ユニットの構成の詳細を示す説明図である。 第３の実施の形態における制御部の構成の詳細を示す説明図である。 従来の画像形成装置における回転駆動制御の動作を説明するタイミングチャートである。 第４の実施の形態における制御部の構成の詳細を示す説明図である。 現像ユニットの接続状態の一例を示した説明図である。 ステッピングモータへの励磁開始・停止、クラッチのオン／オフのタイミングを示した説明図である。 ４色のトナーを用いた時の励磁開始・停止、クラッチのオン／オフのタイミングの一例を示した説明図である。

符号の説明

０、０Ｋ、０Ｃ、０Ｙ、０Ｍ 現像ユニット
１１１０、１１１０Ｋ、１１１０Ｃ、１１１０Ｙ、１１１０Ｍ 現像ユニット
０ａ、０ａ1、０ａ2、０ａ3、０ａ4 トナーカートリッジ
０ｂ 突起部
０ｃ 筺体
０ｄ 圧縮バネ
０ｅ 係止部
１ 現像ローラ
１ａ 黒現像ローラ
１ｂ シアン現像ローラ
１ｃ マゼンダ幻像ローラ
１ｄ イエロー現像ローラ
２ 従動手段
２ａ 従動ギア
２ｂ 軸
２ｃ キャップ
２ｄ 案内部材
２ｄ1 狭部
３ａ 駆動ギア
３ｃ 駆動ギア列
３ｄ 駆動軸
３ｅ 軸受
３ｆ 駆動モータ
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 制御部
１０ 画像形成装置
１１ 感光体ベルト
１１ａ 表面
１２ 帯電手段
１３ 潜像形成手段
１３ａ ポリゴンミラー
１３ｂ ｆ／θレンズ
１３ｃ 反射ミラー
１４ａ 一次転写器
１４ｂ 二次転写器
１５ クリーニング手段
１５ａ 感光体ベルトクリーニングユニット
１６ 中間転写ベルト
１７ 搬送ローラ
１８ 定着手段
１８ａ 加熱ローラ
１８ｂ 加圧ローラ
１９ 排紙ローラ
２０ 排紙トレイ
６０１ ＣＰＵ
６０２ ＲＯＭ
６０３ ＲＡＭ
６０４ 不揮発メモリ
６０５ 通信デバイス
６０６ ＣＰＵバス
６０７ パラレルＩ／Ｏ
６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄ ステッピングモータドライバ
６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ、６２０ｄ ステッピングモータ
６３０Ｋ、６３０Ｃ、６３０Ｙ、６３０Ｍ 不揮発メモリ
９０１ ユニット
９１０ 第１ユニット
９１１ トナーパドル
９２１ トナー補給口
９２２ トナー補給部材
９２３ 突き出し部
１１０１ 電圧発生回路
１１０２ ドライバ
１１０３ａ、１１０３ｂ ＲＣフィルタ
１１０４ バッファ
１１１１ａ、１１１１ｂ、１１１１ｃ、１１１１ｄ 現像クラッチ
１１１２ ＤＣサーボモータ
１３０１ａ、１３０１ｂ バッファ
１３１２ａ、１３１２ｂ ＤＣサーボモータ
１５１０ａ、１５１０ｂ ステッピングモータドライバ
１５２０ａ、１５２０ｂ ステッピングモータ

Claims (12)

1. 被写体にトナー画像を形成する画像形成装置において、
   回動可能に保持されて形成されるトナー画像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の表面を均一に帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段が均一に帯電した前記像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記潜像形成手段が形成した潜像を顕像化する現像手段と、
   前記現像手段が顕像化したトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、
   を備え、
   前記現像手段は、
   前記像担持体に当接または微小間隔を保持しながら作像時に回転してトナーを供給する現像ローラと、
   前記現像ローラと同軸で従動回転する従動ギアと、
   前記従動ギアと噛み合って回転する駆動ギアと、
   前記駆動ギアを回転駆動する回転駆動手段と、
   前記回転駆動手段の回転方向を切り替え制御し、かつ、回転数を無段階に制御する駆動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動制御手段は、前記現像手段内のトナーの残量が多いほど、前記回転駆動手段の回転数を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動制御手段は、画像形成時の画像データに基づいてトナーの残量を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像手段は、
   トナーの残量を記憶する残量記憶手段をさらに備え、
   前記駆動制御手段は、画像形成時の画像データから画素数を求め、該画素数をトナーの消費量に換算し、該消費量と前記残量記憶手段に記憶されたトナーの残量とから、画像形成後のトナーの残量を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記駆動制御手段は、トナーの補給を行うセットアップ動作における現像位置への移動時に、前記回転駆動手段の回転数を最大にすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記回転駆動手段は、
   回転数を無段階に変更可能なモータと、
   前記駆動ギアに前記モータの回転駆動力を伝達するクラッチと、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記駆動制御手段は、
   前記クラッチに供給する電圧を無段階に変更可能とすることにより、前記回転駆動手段の回転数を無段階に制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 色空間に対応した複数の前記現像手段を備え、
   前記回転駆動手段は、
   回転数を無段階に変更可能なモータと、
   複数の前記現像手段ごとに、前記現像手段の前記駆動ギアに前記モータの回転駆動力を伝達するクラッチと、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 色空間に対応した複数の前記現像手段を備え、
   前記回転駆動手段は、
   回転方向を切替え可能で、かつ、回転数を無段階に変更可能なモータと、
   複数の前記現像手段ごとに、前記現像手段の前記駆動ギアに前記モータの回転駆動力を伝達するクラッチと、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 色空間に対応した複数の前記現像手段を備え、
    前記回転駆動手段は、
    回転方向を切替え可能で、かつ、回転数を無段階に変更可能な複数のモータと、
    複数の前記現像手段ごとに、前記現像手段の前記駆動ギアに前記複数のモータのうちの１つのモータの回転駆動力を伝達するクラッチと、を備え、
    前記駆動制御手段は、
    前記複数のモータをそれぞれ独立して制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記モータは、回転方向を切替え可能で、かつ、回転数を無段階に変更可能なステッピングモータであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 回動可能に保持されて形成されるトナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面を均一に帯電する帯電手段と、前記帯電手段で均一に帯電された前記像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段で形成された潜像を顕像化する現像手段と、前記現像手段で顕像化されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段とを備え、
    前記現像手段は、前記像担持体に当接または微小間隔を保持しながら作像時に回転してトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラと同軸で従動回転する従動ギアと、前記従動ギアと噛み合って回転する駆動ギアと、前記駆動ギアを回転駆動する回転駆動手段とを備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
    前記回転駆動手段の回転方向を切り替え制御し、かつ、回転数を無段階に制御することを特徴とする画像形成方法。

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