JP2011123441A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光ドラムと現像ローラの当接時間の検知を、感光ドラム又は現像ローラが交換された直後に行っていたため、交換後には当接時間の検知時間がユーザにとってはダウンタイムとなりえてしまう。
【解決手段】 感光ドラムと現像ローラの当接時間の検知タイミングを印字枚数に応じて制御することで、感光ドラムの寿命に合わせたタイミングで、当接及び離間のタイミング補正を行うことができる。よって、従来のようにＣＲＧが交換された直後の初期動作におけるダウンタイムの抑制を行うことができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、像担持体と像担持体に形成された潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置として、画像形成のための感光ドラムが複数設置されており、複数の感光ドラムに対向して配置された中間転写ベルトや搬送される転写材に画像を順次転写するインライン方式が用いられているものがあった。このような画像形成装置に使用される現像方式は、現像剤担持体としての現像ローラを感光ドラムに対して接触させた状態で、感光ドラムと現像ローラを回転して現像を行う接触現像方式が知られている。

接触現像方式を用いて現像を行う際は、感光ドラムと現像ローラが接触した状態での回転駆動を行う為、感光ドラムと現像ローラとの間の摩擦により感光ドラムと現像ローラの夫々が磨耗する。その為、必要以上に当接状態を続けると、感光ドラムと現像ローラの寿命到達を早めてしまっていた。そこで、特許文献１のように、感光ドラムと現像ローラを当接及び離間可能にし、現像しないときは現像ローラを離間する構成が提案されている。

特開２００６−２９２８６８

しかしながら、感光ドラムと現像ローラを当接及び離間させるときは、取り付け誤差等により、当接時間にばらつきが発生するため、確実に感光ドラムと現像ローラが当接してから画像形成を行うために当接時間にマージンを持たせていた。このマージンを持って当接するため、感光ドラムと現像ローラの当接時間は延びてしまう。そのため、正確な当接時間の検知することにより、マージンをなくして感光ドラムの寿命をできるだけ長くするために当接時間を短くしたいという要求があるが、当接時間を検知するためには画像形成を行う前に特殊な検知シーケンスを用いる必要がある。画像形成を行う前に検知シーケンスを行ってしまうと、すぐに画像形成を行いたいユーザにとっては、検知シーケンスにかかる時間がダウンタイムとなりえてしまうという課題があった。

本出願にかかる発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、感光ドラムと現像ローラの当接時間の検知タイミングを制御することで、検知時間として発生するダウンタイムの抑制を行うことを目的とする。

上記目的を達成するために、画像形成を行う画像形成手段と、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像手段とを有し、前記像担持体と前記現像手段とが当接及び離間可能であり、前記像担持体に前記現像手段が当接している状態で前記潜像を現像する画像形成装置であって、前記像担持体と前記現像手段の当接時間を検知する検知手段と、前記画像形成手段が行う画像形成の枚数と、前記像担持体と前記現像手段との当接及び離間回数に基づく値を算出する算出手段と、を備え、前記算出手段により算出された前記値に応じて、前記検知手段による検知のタイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする。

本発明の構成によれば、感光ドラムと現像ローラの当接時間の検知タイミングを制御することで、検知時間として発生するダウンタイムの抑制を行うことができる。

画像形成装置の概略図 画像形成装置の構成を示す図 現像ローラ３と感光ドラム１の当接と離間を切り替える機構図 カムギア３４の構成図 現像ローラ３と感光ドラム１の当接離間の状態を示すカム線図 当接のタイミングを検知するタイミングチャート 離間のタイミングを検知するタイミングチャート トナーパターンと色ずれ検知センサ２７を示した図 当接及び離間の検知タイミングを示したフローチャート 画像形成の要求に応じた当接及び離間の検知タイミングを示したフローチャート ステーションＫを優先した当接及び離間の検知タイミングを示したフローチャート

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る画像形成装置について説明する。ここでは、画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用した画像形成装置のうち中間転写ベルトを用いた４ドラムフルカラー画像形成装置を例示している。

図１に本実施形態における、中間転写体である中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置を示す。図中のプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、画像形成装置に対して着脱可能となっている。これら複数のプロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは同一構造であり、夫々トナー容器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを有する。さらに、像担持体としての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像剤担持体としての現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを有する。さらに、ドラムクリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、廃トナー容器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを有する。夫々のトナー容器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋの中には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーが収容されている。また、プロセスカートリッジは夫々メモリ２８を有しており、カートリッジに関する情報を記憶することが可能である。

感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって所定の負極性の電位に帯電された後、レーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋによって夫々静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、各感光ドラム上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成される。

中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、従動ローラ１０から構成されている。また、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写ベルト８の内側に一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する。また、２７は光学センサである色ずれ検知センサであり、中間転写ベルト８上に形成された色ずれ検知用のトナーパターンを検出するもので、駆動ローラ９の近傍に設置されている。

色ずれ検知センサ２７は、ＬＥＤ等の赤外発光素子、フォトダイオード等の受光素子、受光データを処理するＩＣ等と、これらを収容するホルダーで構成される。トナーパターンの検出原理としては、発光素子によって発光した赤外光がトナーパターンによって反射され、その反射光の強度を受光素子で検出することによって各色のトナーパターンの有無を検出する。反射光は、正反射光を検出する構成でも、乱反射光を検出する構成でも良い。

感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成されたトナー像は、各感光ドラムが矢印方向に回転し、中間転写ベルト８が矢印Ａ方向に回転し、一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム１Ｙのトナー像から順次、中間転写ベルト８上に一次転写される。そして、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のトナー像が重畳された画像が二次転写ローラ１１まで搬送される。

給搬送装置１２は、転写材Ｐを収納する給紙カセット１３内から転写材Ｐを給紙する給紙ローラ１４と、給紙された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ対１５とを有している。そして、給搬送装置１２から搬送された転写材Ｐはレジストローラ対１６によって二次転写ローラ１１に搬送される。二次転写ローラ１１に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された転写材Ｐに中間転写ベルト８上に形成された画像を二次転写する。画像を二次転写された転写材Ｐは、定着装置１７に搬送され、定着フィルム１８と加圧ローラ１９とによって加熱、加圧されて定着される。定着された転写材Ｐは排紙ローラ対２０によって排出される。

一方、一次転写後に感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に残ったトナーは、クリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって除去される。また、転写材Ｐへの二次転写後に中間転写ベルト８上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニングブレード２１によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収容器２２へと回収される。

また、図１における２５は、画像形成装置の制御を行うための電気回路が搭載された制御基板であり、制御基板２５にはＣＰＵ２６が搭載されている。ＣＰＵ２６は転写材Ｐの搬送に係る、例えば不図示のモータ等の駆動源や、プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫに係る、例えば不図示のモータ等の駆動源の制御、画像形成に関する制御、故障検知に関する制御等、画像形成装置の動作を一括して制御する。制御基板２５には、後述する当接離間モータ３１等の駆動を制御するモータドライブＩＣが備えられている。ＣＰＵ２６はモータドライブＩＣへパルス信号（本実施形態では、励磁方式を２相励磁としている）を送信することにより、当接離間モータ３１の励磁切り替えを行う。パルス信号を受信したモータドライブＩＣは、パルス信号に対応して当接離間モータ３１のコイルに流れる電流の方向を制御しており、その際に当接離間モータ３１内の界磁極が反転してロータマグネットが回転する仕組みになっている。なお、当接離間モータ３１の回転速度は、ＣＰＵ２６から送られるパルス信号の周波数（以下、駆動周波数と定義する）に依存しており、駆動周波数が高い程、当接離間モータ３１内における界磁極の反転周期が短くなり当接離間モータ３１の回転速度も速くなる。

（画像形成装置の制御部）
図２は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ２６の内部には、トナーパターンの形成を行うパターン形成制御部５５と、トナーパターンの検知結果に基づき現像ローラ３の当接離間を制御する当接及び離間タイミング制御部５６がある。

パターン形成制御部５５として、露光制御部５１はレーザユニット７内の不図示であるポリゴンミラーを回転駆動するスキャナ駆動部６０とレーザを発光させるレーザ発光部６１を制御している。また、レーザユニット７は、ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を検出する同期センサ６２を備えており、同期センサ６２の検知信号は、パターン形成制御部５５内の露光タイミング制御部５２に送られる。露光タイミング制御部５２では、入力された同期センサ６２の検知信号を基準としたタイミングを生成し、露光制御部５１は生成したタイミングに基づきレーザ発光部６１を駆動する。レーザ発光部６１からのレーザにより感光ドラム１上に静電潜像が形成され、形成された静電潜像を現像ローラ３により現像することでトナーパターンを形成している。同期センサ６２を基準にレーザ発光のタイミングを調整することで、後述する図８に示すような、色ずれ検知センサ２７に検知される範囲にトナーパターンを形成することが可能となる。

高圧制御部５３は、画像形成に必要な電圧を生成する帯電バイアス生成部６３、現像バイアス生成部６４、転写バイアス生成部６５を制御する。駆動制御部５４は、画像形成時の駆動制御として、感光ドラム駆動部６６、中間転写ベルト駆動部６７、一次転写機構駆動部６８を制御している。

当接離間タイミング制御部５９として、当接離間制御部５６は当接離間モータ３１を駆動するためパルス生成部６９を制御し、パルス生成部６９で生成したパルス信号はモータ駆動部（モータドライブＩＣ）３６へ送られる。また、後述する位置検知センサであるフォトインタラプタ４２の信号は、駆動タイミング制御部５７に送られ、当接離間制御に用いられる。パターン検知部５８は、色ずれ検知センサ２７からのトナーパターンの検知結果が送られ、検知結果を画像形成時の当接離間制御に反映する。

（感光ドラム１と現像ローラ３の当接及び離間の切り替え動作）
図３を用いて、現像ローラ３と感光ドラム１の当接と離間を切り替える機構について説明する。現像ローラ３と感光ドラム１の当接と離間を切り替えるための駆動源である当接離間モータ３１はステッピングモータを使用しており、ピニオンギアを介して駆動切り替えシャフト３２と接続されている。なお、本実施形態では当接離間モータ３１の一例としてステッピングモータを挙げているが、それに限るものではなく、同様の駆動源として使用可能なＤＣブラシモータやＤＣブラシレスモータ等を用いてもよい。駆動切り替えシャフト３２には各色のカムギア３４を駆動するためのウォームギア３３が設けられており、駆動切り替えシャフト３２が回転する。すると、カムギア３４のカム３５の位相が変化し、プロセスカートリッジＰの側面を押圧又は押圧を解除することで、ひとつの当接離間モータ３１によって感光ドラム１と現像ローラ３の当接と離間を切り替えることができる。

図３（ａ）は、カム３５（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）が最大半径でプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）の側面を押圧し、全ての現像ローラ３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）と全ての感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）とが離間する待機状態（全離間状態）である。図３（ｂ）は、すべてのカム３５（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）がプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）の側面の押圧を解除し、全ての現像ローラ３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）と全ての感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）とが当接するフルカラーでの当接状態である。図３（ｃ）は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のカム３５（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ）が最大半径でイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のプロセスカートリッジＰの（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ）の側面を押圧している。そして、ブラック（Ｋ）のカム３５ＫのみプロセスカートリッジＰＫの側面の押圧を解除し、ブラックの現像ローラ３Ｋのみが感光ドラム１Ｋと当接するモノカラーでの当接状態である。

次に図３（ａ）の待機状態から図３（ｂ）のフルカラーでの当接状態への状態変化と、図３（ａ）の待機状態から図３（ｃ）のモノカラーでの当接状態への状態変化について説明する。図３（ａ）の待機状態において、当接離間モータ３１を正回転させると、カム３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは夫々時計回りの方向に回転する。カム３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、カム３５Ｙを基準に、カム３５Ｍ、カム３５Ｃ、カム３５Ｋの順番で反時計回りの方向に位相がずれている。

この位相のずれにより、カム３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは夫々時計回りの方向に回転すると、まずカム３５ＹがプロセスカートリッジＰＹの側面の押圧を解除する。続いて、位相のズレにしたがって、カム３５Ｍ、カム３５Ｃ、カム３５Ｋの順番でプロセスカートリッジの側面の押圧を解除する。これにより、図３（ａ）の待機状態から当接離間モータ３１を正回転させることにより、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋの順番で現像ローラ３と感光ドラム１が当接し、図３（ｂ）のフルカラーでの当接状態へと移行する。フルカラーでの当接状態から待機状態へと状態変化するときは、さらに当接離間モータ３１を正回転させることにより、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋの順番で現像ローラ３と感光ドラム１が離間する。

図３（ａ）の待機状態において、当接離間モータ３１を逆回転させると、カム３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは夫々反時計回りの方向に回転する。当接離間モータ３１を逆回転させると、まずカム３５ＫがプロセスカートリッジＰＫの側面の押圧を解除する。この状態で当接離間モータ３１の駆動を停止することにより、図３（ｃ）のモノカラーでの当接状態となる。モノカラーでの当接状態から待機状態へと状態変化するときは、当接離間モータ３１を正回転させることにより、再びカム３５ＫがプロセスカートリッジＰＫの側面の押圧し、待機状態となる。このように当接離間モータ３１の回転駆動の向きと回転量を制御することによって、この図３（ａ）乃至（ｃ）の３つの状態として、現像ローラ３と感光ドラム１の当接及び離間状態を制御できる。

なお、このような制御を行うことが可能であるのは、図４に示すようにＹ（イエロー）のカムギア３４Ｙに部分的にリブ４１が設けられているからである。カムギア３４Ｙの回転によりリブ４１も回転し、フォトインタラプタ４２を遮光する構成となっている。これにより、フォトインタラプタ４２の出力信号に基づきカムギア３４と共に回転するカム３５Ｙの位相を検出することができる。フォトインタラプタ４２が遮光される位置を基準位置とし、その位置から当接離間モータ３１の駆動ステップ数を管理することによって、カム３５の位相（待機状態、フルカラーでの当接状態、モノカラーでの当接状態）を制御している。

カムギア３４の位相変化と制御可能な３つの状態の関係を図５のカム線図に示す。図５のカム線図に示すように、カム３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋの位相をずらして駆動を制御することで、当接離間状態の切り替えが可能となる。なお、図５に示すカム線図は、設計中心値を示したものであり、図３に示す構成部品の寸法ばらつき等によって、カム線図にもばらつきが発生する。

現像ローラ３の当接離間は、通常の印字動作を行う場合、画像形成を開始するタイミングに合わせて待機状態からフルカラーでの当接状態、又は待機状態からモノカラーでの当接状態へ切り替えられる。

まず、フルカラープリントを行う場合の当接離間状態の切り替えについて説明する。なお、以降は現像ローラ３と感光ドラム１から成る構成を画像形成ステーションと定義し、イエローのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション１（１ｓｔとも表記する）と定義する。同様に、マゼンタのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション２（２ｓｔ）、シアンのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション３（３ｓｔ）、ブラックのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション４（４ｓｔ）とする。

フルカラープリントを行う場合は、画像形成を開始するタイミングに合わせて当接離間モータ３１を所定ステップだけ正回転させる。当接離間モータ３１を正回転で駆動を開始すると、各画像形成ステーションの現像ローラ３と感光ドラム１は、当接及び離間のどちらの状態もあり得る不定期間を経由して、図３で説明したように、画像形成ステーション１（イエロー）⇒画像形成ステーション２（マゼンタ）⇒画像形成ステーション３（シアン）⇒画像形成ステーション４（ブラック）の順に当接する。そして、当接が完了した画像形成ステーションから画像形成を開始する。当接離間モータ３１の駆動ステップ数は、全ての画像形成ステーションの当接が完了すると停止するような駆動ステップ数とする。画像形成が終了すると、再び当接離間モータ３１を所定ステップだけ正回転駆動する。当接離間モータ３１を正回転で駆動を開始すると、現像ローラ３と感光ドラム１は、不定期間を経由して画像形成ステーション１（イエロー）⇒画像形成ステーション２（マゼンタ）⇒画像形成ステーション３（シアン）⇒画像形成ステーション４（ブラック）の順に離間し、印字を終了する。当接離間モータ３１の駆動ステップ数は、全ての画像形成ステーションの離間が完了すると停止するような駆動ステップ数とする。

次に、モノカラープリントを行う場合の当接離間状態の切り替え制御について説明する。モノカラープリントを行う場合は、画像形成を開始するタイミングに合わせて当接離間モータ３１を所定の駆動ステップ数だけ逆回転で駆動する。当接離間モータ３１を逆回転で駆動を開始すると、不定期間を経由して先の図３で説明したように画像形成ステーション４（ブラック）のみ現像ローラ３Ｋを感光ドラム１Ｋに当接し、画像形成ステーション４（ブラック）の画像形成を開始する。当接離間モータ３１の駆動ステップ数は、画像形成ステーション４（ブラック）のみ当接が完了すると停止するような駆動ステップ数とする。画像形成が終了すると、当接離間モータ３１を所定の駆動ステップ数だけ正回転で駆動する。当接離間モータ３１を正回転で駆動を開始すると、ステーション４（ブラック）の現像ローラ３Ｋと感光ドラム１Ｋは、離間して印字を終了する。当接離間モータ３１の駆動ステップ数は、全ての画像形成ステーションの離間が完了すると停止するような駆動ステップ数とする。

（現像ローラの当接及び離間タイミング補正制御）
図６の当接のタイミングを検知するタイミングチャートを用いて、当接マージンの検知方法について説明する。一例としてイエロー（Ｙ）の画像形成ステーションにおける当接時間マージンの検知方法について説明する。その他の画像形成ステーションについても、同じ検知方法で検知可能なため説明は省略する。ここで、当接マージンとは、当接開始のタイミングと、不定期間において現像ローラ３と感光ドラム１が当接し、トナーパターンの形成が開始されたタイミングとの差とする。また、図中の不定期間とは、先にも述べたように当接状態と離間状態の閾値が存在する期間である。

＜１＞で、画像形成ステーションが離間状態から当接状態になるために当接離間モータ３１の駆動を開始する。＜２＞で、イエロー（Ｙ）の画像形成ステーション１の当接離間状態が不定期間に変化する前に、レーザユニット７Ｙからの露光により感光ドラム１の表面上にイエロー（Ｙ）のトナーパターンの静電潜像の形成を開始する。静電潜像の形成は、当接状態となるまで継続する。＜３＞で、当接離間状態が不定期間となる。＜４＞で、当接離間モータ３１の駆動により、現像ローラ３が感光ドラム１に当接すると感光ドラム１上にトナーパターンが形成される。形成されたトナーパターンは、中間転写ベルト８に転写される。

＜５＞で、色ずれ検知センサ２７により、中間転写ベルト８上のトナーパターンの検知が開始される。＜６＞で、現像ローラ３と感光ドラム１の当接が完了したため、トナーパターンの形成を終了する。＜７＞で、色ずれ検知センサ２７により、中間転写ベルト８上のトナーパターンが検知される。＜８＞で、トナーパターンの検知を終了する。

このように当接マージンは、中間転写ベルト８上に転写されたトナーパターンを色ずれ検知センサ２７で検知することで測定でき、色ずれ検知センサ２７でトナーパターンを検知した＜７＞から検知を終了する＜８＞までの時間が、当接マージンとなる。

図７の離間のタイミングを検知するタイミングチャートを用いて、離間マージンの検知方法について説明する。当接の場合と同様に、一例としてイエロー（Ｙ）の画像形成ステーションにおける離間マージンの検知方法について説明する。その他の画像形成ステーションについても、同じ検知方法で検知可能なため説明は省略する。ここで、離間マージンとは、離間開始のタイミングから不定期間において現像ローラ３と感光ドラム１が離間し、トナーパターンの形成が終了したタイミングとの差とする。

＜１＞で、画像形成ステーションが当接状態から離間状態になるために当接離間モータ３１の駆動を開始する。＜２＞で、トナーパターンの形成を開始する。＜３＞で、現像ローラ３と感光ドラム１の状態が不定期間となる。＜４＞で、現像ローラ３と感光ドラム１は離間され、感光ドラム１上への現像を終了する。感光ドラム１上に形成されたトナーパターンは、中間転写ベルト８上に転写される。

＜５＞で、色ずれ検知センサ２７により、中間転写ベルト８上のトナーパターンの検知が開始される。＜６＞で、現像ローラ３と感光ドラム１の離間が完了したため、感光ドラム１上への静電潜像の形成を終了する。＜７＞で、中間転写ベルト８上に形成されたトナーパターンが検知できなくなる。＜８＞で、トナーパターンの検知を終了する。

このように離間マージンは、中間転写ベルト８上に転写されたトナーパターンを色ずれ検知センサ２７で検知することで測定でき、色ずれ検知センサ２７でトナーパターンを検知した＜５＞からトナーパターンが検知されなくなる＜７＞までの時間が、離間マージンとなる。

図８は、中間転写ベルト８上にＹ（イエロー）のトナーパターンを形成している様子を示している。図８（ａ）におけるトナーパターンは、色ずれ検知センサ２７の検知領域（光学的な検出エリア）よりも幅の広いパターンとしている。中間転写ベルト８上のトナーパターンが色ずれ検知センサ２７の検知位置を通過すると、色ずれ検知センサ２７の受信信号は図８（ｂ）のように変化し、色ずれ検知センサ２７内のＩＣで２値化されてＣＰＵ２６に送られている。これにより、中間転写ベルト８上に形成されたトナーパターンを検知することが可能となる。なお、ここでは中間転写ベルト８を例に説明を行ったが、トナーパターンを形成するのは中間転写ベルト８に限られたものではなく、例えば記録媒体搬送ベルト上などに形成しても同様の検知を行うことが可能である。

（当接及び離間の検知タイミングの制御）
図９のフローチャートを用いて、当接及び離間の検知タイミングについて説明する。Ｓ１０１において、ＣＰＵ２６は画像形成が開始されたかどうかを判断する。画像形成が開始されるとＳ１０２において、ＣＰＵ２６はプロセスカートリッジに取り付けられたメモリ２８の情報から、当接及び離間のタイミング補正がすでに行われているか否かの判断をする。すでに当接及び離間のタイミング補正が行われている場合は、Ｓ１１０において、画像形成を行う。

当接及び離間のタイミング補正が行われていない場合は、Ｓ１０３において、メモリから感光ドラム１と当接した状態における現像ローラ３の回転距離Ａと、現像ローラ３の当接及び離間回数Ｂと、当接離間動作中の現像ローラ３の回転距離Ｃとを読み出す。ここで、当接離間動作中の現像ローラ３の回転距離Ｃとは、現像ローラ３が離間から当接に変化するまでの不定状態の距離と、現像ローラ３が当接から離間に変化するまでの不定状態の距離との合計であり、予め設定されている時間となる。

Ｓ１０４において、先ほど読み出した回転距離Ａと当接及び離間回数Ｂと当接離間動作中の現像ローラ３の回転距離Ｃから感光ドラムの使用値である比率Ｄを算出する。

比率Ｄ＝（現像ローラ３の当接及び離間回数Ｂ×当接離間動作中の現像ローラ３の回転距離Ｃ）÷感光ドラム１と当接した状態における現像ローラ３の回転距離Ａ （１）
Ｓ１０５において、比率Ｄが所定の閾値Ｄｔｈ（ここでは一例として０．１とする）よりも大きいか否かを判断する。なお、比率Ｄが大きいほど、１回のジョブにおける連続して行うプリント枚数が少ないことを示す。つまり、先の式（１）では、（現像ローラ３の当接及び離間回数Ｂ×当接離間動作中の現像ローラ３の回転距離Ｃ）は、１回のジョブ毎に回数が増えていくものであり、感光ドラム１と当接した状態における現像ローラ３の回転距離Ａは、１回のジョブにおけるプリント枚数に応じて増えていくものである。よって、１回のジョブにおいて、プリント枚数が多い状態が続けば、先の式（１）の分母が増えることになり、比率Ｄは小さくなり、感光ドラム１と現像ローラ３が当接及び離間する際の感光ドラム１に対する削れの影響は小さくなる。また、１回のジョブにおいて、プリント枚数が少ない状態が続けば、先の式（１）の分子が増えることになり、比率Ｄは大きくなり、感光ドラム１と現像ローラ３の当接及び離間動作が頻繁になり、感光ドラム１に対する削れの影響は大きくなる。

つまり、具体的な一例を挙げて説明すると、画像形成を１０枚行う場合に、連続プリントで画像形成を行えば、感光ドラム１と現像ローラ３の当接離間を行うのは１枚目の画像形成の開始時と１０枚目の画像形成の終了時の２回となる。一方、画像形成を１０枚行う場合に、間欠プリントで１枚ずつ１０枚の画像形成を行えば、１枚毎に感光ドラム１と現像ローラ３の当接離間を行わなければならないため、２０回の当接離間を行うことになる。画像形成を行っているときの当接時間はどちらも同じため、間欠プリントを行うときのほうが連続プリントを行うときより、当接離間１８回分感光ドラム１の削れが発生してしまうことになり、寿命を縮めることになってしまう。つまり、連続プリントにおいては単位枚数の画像形成を行った場合の当接離間は０．２回に対して、間欠プリントにおいて単位枚数の画像形成を行った場合の当接離間は２回となり、間欠プリントを行う方が先の比率Ｄが大きくなってしまう。

よって、同じ１０枚を画像形成する場合においても、プリントの状態において感光ドラム１の削れ具合は変わってくるため、比率Ｄを計算することにより削れ量に応じて当接時間を検知し、検知した当接時間に応じて感光ドラム１と現像ローラ３の当接タイミングを制御することにより、感光ドラム１の寿命を適切に制御することができる。

比率Ｄが閾値Ｄｔｈ＝０．１を下回るとＳ１０６において、画像形成を行う。そして、Ｓ１０７において、画像形成した後の感光ドラム１と当接した状態における現像ローラ３の回転距離Ａと、現像ローラ３の当接及び離間回数Ｂをメモリに書き込む。

比率Ｄが閾値Ｄｔｈ＝０．１を上回ると、１回のジョブにおけるプリント枚数が少なく、頻繁に現像ローラ３の当接及び離間が発生していると判断する。よって、Ｓ１０８において、上述した当接及び離間のタイミング補正を行う。Ｓ１０９において、当接及び離間のタイミング補正の結果をメモリ２８に書き込む。

なお、平均枚数をより正確に判断するため、比率Ｄと閾値Ｄｔｈとの比較を、所定枚数の画像形成後に判断するようにしてもよい。印字枚数に応じて閾値Ｄｔｈを徐々に小さくしていってもよい。また、ここではカートリッジのメモリ２８に比率Ｄ等の情報が記憶される例を説明したが、この情報はカートリッジのメモリ２８に保存されずとも、カートリッジごとに関連つけて本体側のメモリに記憶することも可能である。

このように、感光ドラムと現像ローラの当接時間の検知タイミングを１回のジョブにおけるプリント枚数に応じて制御することで、感光ドラム１の寿命に合わせたタイミングで、当接及び離間のタイミング補正を行うことができる。よって、従来のようにカートリッジが交換された直後の初期動作におけるダウンタイムの抑制を行うことができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、当接時間の検知タイミングを印字枚数に応じて制御する方法について説明した。本実施形態では、画像形成の予約情報が受信されているか否かで検知タイミングを制御する方法について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。

図１０のフローチャートを用いて、画像形成の予約情報に応じた当接及び離間の検知タイミングについて説明する。ＣＰＵ２６は、Ｓ２０１において、当接及び離間のタイミング補正の実行要求を受け付けると、Ｓ２０２において画像形成の予約情報の有無を判断する。ここでいう画像形成の予約情報とは、画像形成を行う前に画像形成装置に送られてくる情報のことをいう。予約情報には、１回のジョブで行うプリント枚数や、画像サイズや画像形成モード等の情報が含まれており、画像形成装置は予約情報を受け取ることによって画像形成の準備を開始する。

画像形成の予約情報がある場合は、画像形成を優先するために当接及び離間の検知は行わない。画像形成の予約情報が無い場合は、Ｓ２０３において、当接及び離間のタイミング補正を実行する。Ｓ２０４において、当接及び離間のタイミング補正を開始した後、画像形成の予約情報があるか否かを判断する。画像形成の予約情報がある場合は、Ｓ２０５において、画像形成を優先するために当接及び離間のタイミング補正を中止する。中止したタイミング補正は、画像形成終了後に再開する。画像形成の予約情報がない場合は、Ｓ２０６において、当接及び離間のタイミング補正を継続する。

このように、画像形成の予約情報の有無に応じて、当接及び離間のタイミング補正を行うことによって、当接及び離間のタイミング補正にかかる時間が画像形成を行う前のダウンタイムとなってしまうことを抑制することができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態においては、当接時間の検知タイミングを制御する方法について説明した。本実施形態では、第１の実施形態及び第２の実施形態で当接時間の検知タイミングを制御した後、当接時間の検知を行う際にどのプロセスカートリッジから検知を行うかを制御する方法について説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。

カラー画像形成装置においては、当接及び離間タイミングの補正は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの夫々の感光ドラム１と現像ローラ３で行う必要がある。ここでは、各色の現像剤のうち、どの色から当接及び離間タイミングを行うかについて説明する。

図３で説明したように、カラー画像形成装置においては、フルカラーでの当接状態、モノカラーでの当接状態を切り替えることができる。その際、どちらのモードにおいても、画像形成ステーション４（ブラック）の感光ドラムと現像ローラは当接状態にある。つまり、カラーモードとモノクロモードを切り替えながら画像形成を行ったとき、画像形成ステーション４（ブラック）の感光ドラムの磨耗速度が他のステーションより速くなる。よって、当接及び離間のタイミング補正の要求がされた際に画像形成ステーション４（ブラック）の補正が含まれている場合は、画像形成ステーション４（ブラック）の補正を優先する。

図１１のフローチャートを用いて、画像形成ステーション４（ブラック）を優先した当接及び離間の検知タイミングについて説明する。ＣＰＵ２６は、Ｓ３０１において、当接及び離間のタイミング補正の実行要求を受け付けると、Ｓ３０２において、当接及び離間のタイミング補正の要求に画像形成ステーション４（ブラック）が含まれているかどうかを判断する。画像形成ステーション４（ブラック）が含まれている場合は、Ｓ３０３で画像形成ステーション４（ブラック）を補正対象に設定する。画像形成ステーション４（ブラック）が含まれていない場合は、Ｓ３０４において、要求に含まれている画像形成ステーション１（イエロー）、画像形成ステーション２（マゼンタ）、画像形成ステーション３（シアン）のいずれかの画像形成ステーションを補正対象に設定する。

Ｓ３０５において、当接及び離間のタイミング補正を開始した後、画像形成の予約情報があるか否かを判断する。画像形成の予約情報がない場合は、Ｓ３０６において、当接及び離間のタイミング補正を継続する。そして、Ｓ３０７において、すべての画像形成ステーションで当接及び離間のタイミング補正が行われたかいを判断する。すべての画像形成ステーションで補正が行われていない場合は、Ｓ３０２に戻る。また、画像形成の予約情報がある場合は、Ｓ３０８において、画像形成を優先するために当接及び離間のタイミング補正を中止する。中止したタイミング補正は、画像形成終了後に再開する。なお、当接及び離間のタイミング補正の実行を判断する閾値Ｄｔｈは画像形成ステーション毎に異なって設定することも可能である。

このように、当接及び離間のタイミング補正を行う画像形成ステーションの順番を制御することにより、使用頻度の高い画像形成ステーションにおける感光ドラム１の寿命の低下を抑制することができる。

Ｐ プロセスカートリッジ
１ 感光ドラム
３ 現像ローラ
８ 中間転写ベルト
２６ ＣＰＵ
２７ 色ずれ検知センサ

Claims (6)

1. 画像形成を行う画像形成手段と、
   像担持体と、
   前記像担持体に形成された潜像を現像する現像手段とを有し、
   前記像担持体と前記現像剤担持体が離間した状態と、前記潜像を現像することが可能な前記像担持体と前記現像手段が当接した状態とを切り替えることが可能であり、前記像担持体に前記現像手段が当接している状態で前記潜像を現像する画像形成装置であって、
   前記像担持体と前記現像手段が当接している状態である当接時間を検知する検知手段と、
   前記画像形成手段が行う画像形成の枚数と、前記像担持体と前記現像手段との当接及び離間回数に基づく像担持体の使用値を算出する算出手段と、を備え、
   前記算出手段により算出された前記像担持体の使用値に応じて、前記検知手段による検知のタイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記使用値とは、単位枚数の画像形成を行った場合の当接離間の回数の比率を示す値であり、前記使用値が閾値を超えると前記検知手段による検知を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成を行う画像形成手段と、
   前記画像形成を行うための予約情報を受信する受信手段と、
   像担持体と、
   前記像担持体に形成された潜像を現像する現像手段とを有し、
   前記像担持体と前記現像剤担持体が離間した状態と、前記潜像を現像することが可能な前記像担持体と前記現像手段が当接した状態とを切り替えることが可能であり、前記像担持体に前記現像手段が当接している状態で前記潜像を現像する画像形成装置であって、
   前記像担持体と前記現像手段が当接している状態である当接時間を検知する検知手段を備え、
   前記受信手段により予約情報を受信しているときに、前記画像形成手段により画像形成を行い、前記受信手段により予約情報を受信していないときに、前記検知手段により前記像担持体と前記現像手段との当接時間の検知を行うように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体に対応する複数の現像手段とを有し、
   前記制御手段は、前記検知手段による複数の像担持体と複数の現像手段との当接時間のすべての検知が終了していないときに、前記受信手段により予約情報を受信した場合は、前記検知手段による検知を中止し、前記画像形成手段による画像形成が終了した後、前記当接時間の検知を再開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. 前記検知手段は、前記像担持体と前記現像手段との当接時間を検知するときに、ブラックの現像剤を有する現像手段の当接時間を優先して検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記検知手段により検知された前記当接時間に応じて、前記像担持体と前記現像手段の当接及び離間タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。