JP2012220733A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 最短当接時間よりも現像時間の短い画像を形成する場合でも、記録材の大きさによって当接時間が制御されるため、画像形成に不要な当接時間が感光ドラムと現像ローラを摩耗させてしまっていた。
【解決手段】 記録材の大きさに応じた当接時間よりも現像時間の短い画像を形成する場合は、画像の大きさに応じて当接離間モータを駆動するタイミングと時間を制御することにより、不要な当接時間を削減する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式の複写機、プリンタなどの画像形成システムに関する。

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、又は転写ベルトに担持されて搬送される記録材に、感光ドラム上に形成された画像を順次転写する画像形成装置がある。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。

接触現像方式では、現像ローラと感光ドラムが接触した状態で回転駆動を行う為、現像ローラと感光ドラムとの間の摩擦により感光ドラムと現像ローラの夫々が摩耗する。その為、常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、現像ローラと感光ドラムを当接及び離間可能にする構成が提案されている。

特開２００６−２９２８６８

従来の当接離間の構成における制御により、常に当接している状態に比べると感光ドラムと現像ローラの摩耗を低減することが可能となる。しかしながら、従来の制御は当接する期間が画像形成される記録材の大きさによって決められていた。よって、記録材の大きさによって定められる当接時間より画像を現像するためにかかる時間の方が短い場合は、その差分の時間が不要な当接時間となってしまい感光ドラムと現像ローラを摩耗させてしまうという課題があった。

本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、形成する画像の大きさに応じて感光ドラムと現像ローラの当接時間を制御し、感光ドラムと現像ローラの摩耗を低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、複数の像担持体と、前記複数の像担持体の夫々に形成された潜像を現像するために前記複数の像担持体の夫々と当接する複数の現像手段と、前記複数の像担持体と前記複数の現像手段とを当接及び離間するための当接離間手段と、前記当接離間手段を駆動する駆動手段と、前記複数の像担持体に形成される画像の大きさに応じて、前記駆動手段を駆動させるタイミング又は駆動速度を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明の構成によれば、形成する画像の大きさに応じて感光ドラムと現像ローラの当接時間を制御し、感光ドラムと現像ローラの寿命の低下を抑制することが可能となる。

画像形成装置の概略構成図 画像形成装置の構成を示すブロック図 現像ローラ３と感光ドラム１の当接と離間を切り替えを示した図 当接離間機構の概略構成図 当接離間モータ３１と当接離間の状態の関係について示したタイミングチャート 第１の実施形態における当接離間モータ３１と現像ローラ３と感光ドラム１の当接離間の関係及び用紙の長さとの関係について示したタイミングチャート 第１の実施形態における現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間を示したタイミングチャート 第１の実施形態における現像ローラ３と感光ドラム１の当接タイミングの制御について示したフローチャート 第２の実施形態における当接離間モータ３１と現像ローラ３と感光ドラム１の当接離間の関係及び用紙の長さとの関係について示したタイミングチャート 第２の実施形態における現像ローラ３と感光ドラム１の当接タイミングの制御について示したフローチャート 第２の実施形態における現像ローラ３と感光ドラム１の離間タイミングの制御について示したフローチャート 第３の実施形態における当接離間モータ３１と現像ローラ３と感光ドラム１の当接離間の関係及び用紙の長さとの関係について示したタイミングチャート 第３の実施形態における現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間を示したタイミングチャート 第３の実施形態における現像ローラ３と感光ドラム１の当接タイミングの制御について示したフローチャート

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施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）
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の概略構成図を示す。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、像担持体である感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、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。

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知するもので、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知原理としては、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知することによって各色のトナーパターンの有無を検知する。反射光は、正反射光を検知する構成でも、乱反射光を検知する構成でも良い。

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、記録材Ｔを収納する給紙カセット１３内から記録材Ｔを給紙する給紙ローラ１４と、給紙された記録材Ｔ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から搬送された記録材Ｔ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、搬送された記録材Ｔ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記録材Ｔ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、加圧されてトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材Ｔ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、記録材Ｔ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は記録材Ｔ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。

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離間タイミング制御部５９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知する同期センサ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確認結果が送られ、検知結果を画像形成時の当接離間制御に反映する。

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、当接離間手段としてのカムギア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、一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の位相を検知することができる。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。なお、カムギア３４Ｙとカム３５は軸４０によって同一軸上に取り付けられている。

感光ドラム１と現像ローラ３の当接離間動作は、当接離間モータ３１を駆動することによって行われる。図５に、当接離間モータ３１と当接離間の状態の関係について示す。プロセス速度１／１速で印字する際に、当接離間モータ３１のステップ数が０ステップでホームポジション位置（ＨＰ位置ともいう）となる場合に、ステップ数が６００ステップとなると、イエローの感光ドラム１と現像ローラ３が当接する。以降、順次１０００ステップ、１４００ステップ、１８００ステップにおいて、マゼンタ、シアン、ブラックと当接する。すべての色が当接した後、２２００ステップとなるとイエローの感光ドラム１と現像ローラ３が離間する。以降、順次２６００ステップ、３０００ステップ、３４００ステップにおいて、マゼンタ、シアン、ブラックと離間する。そして、３８００ステップにおいて、ＨＰ位置に戻る。

なお、図で示す太線（１１０１、１１０２、１１０３、１１０４）が各色における当接状態を示している。また、１１０５、１１０６、１１０７は、夫々マゼンタ、シアン、ブラックが当接する前の待機位置となる。１１０８は、全色が当接している全当接位置である。１１０９、１１１０、１１１１は、夫々マゼンタ、シアン、ブラックが離間する前の待機位置となる。なお、本実施形態においては、画像形成を行う速度であるプロセス速度として１／１速を選択可能な構成である。また、当接離間モータ３１の駆動速度は、０からプロセス速度に対して１／１速の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ）まで選択可能な構成である。なお、ここで挙げた画像形成装置のプロセス速度及び当接離間モータ３１の駆動速度は一例であり、画像形成装置やモータの条件に応じて、適宜変更されるものである。

図６に、本実施形態における当接離間モータ３１と現像ローラ３と感光ドラム１の当接離間の関係及び用紙の長さとの関係について示す。なお、画像形成装置のエンジンはコントローラから受信した各色の画像位置情報に基づき画像形成を行う。各色の画像位置情報には各色の画像の先端位置情報が含まれており、図６では１２００ａ乃至１２００ｄで表されている。なお、第３ステーションのＣに関しては、画像を形成しないケースを示しているため、画像の先端が存在しない。さらに、各色の画像位置情報には各色の画像の後端位置情報が含まれており、図６では１２０１ａ乃至１２０１ｄで表されている。なお、第３ステーションのＣに関しては、画像を形成しないケースを示しているため、画像の後端が存在しない。また、各色の画像の後端位置情報から各色の離間最適タイミングを求めたものが、１２０２ａ乃至１２０２ｄで表されている。なお、第３ステーションのＣに関しては、画像を形成しないケースを示しているため、画像形成が開始可能となるタイミングと、離間最適タイミングが一致する。

各色の現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間を最適化するためには、カム３５を駆動する当接離間モータ３１を可能な限り高速で駆動し、カム３５を可能な限り短時間で回転させることが必要である。以下にその方法を説明する。図６の１２１２は、コントローラから受信した各色の画像位置情報から最適と判断される当接離間モータ３１の駆動シーケンスを示したものである。駆動シーケンス１２１２は、当接離間モータ３１の最速の駆動速度（前述の１／１速（８００ｐｐｓ）の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ））を可能な限り用いるように制御させる。また、各色の画像位置情報に基づき、各色の現像を開始するタイミングに可能な限り近づくように現像ローラ３と感光ドラム１が当接するように、駆動速度及び駆動開始タイミングを制御している。また、画像位置情報に基づき、各色の画像形成が終了したタイミング以降は、可能な限り速やかに現像ローラ３と感光ドラム１が離間するようにカム３５を駆動させるように制御する。

なお、第４ステーションにおいては現像ローラ３と感光ドラム１の当接タイミングが画像形成の開始タイミングよりも早くなっている。本実施形態においては、他の色を含めて、トータルの現像当接時間が短縮できる、又は当接時間を最適化したい特定のステーションにおいて、当接時間が従来の制御に比して短くなる、という条件を満たしていれば、他のステーションの当接タイミングが画像形成の開始タイミングよりも早くなることを許容する。

図７に、従来の制御の当接時間と、本実施形態の制御の当接時間を示す。なお、従来の制御の当接時間を太線、本実施形態の制御の当接時間を点線（１３１３ａ乃至１３１３ｄ）で示す。このチャートからもわかるように、本実施形態の制御を用いることで、各ステーションにおける現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間が短くなっていることがわかる。なお、この当接タイミングの求め方は後述する図８のフローチャートの中で詳しく述べることとする。

図８を用いて、本実施形態における各色の現像ローラ３と感光ドラム１の当接タイミングの制御について説明する。Ｓ１０１において、ＣＰＵ２６はコントローラから受信した各色の画像位置情報に基づきカム３５を駆動するための当接離間モータ３１を最速で駆動させたときの各ステーションにおける駆動開始タイミングを算出する。具体的には、例えば受信した画像位置情報より算出した画像先端位置から、１ｓｔの現像当接タイミングが図７の１３００ａで示されるタイミングであることがわかる。このタイミングは１．２秒であり、そのタイミングに現像ローラ３と感光ドラム１を当接させるためには、１ｓｔの当接位置までの距離である６００ｓｔｅｐ分当接離間モータ３１を回転させる必要がある。よって、
１．２秒−（６００ｓｔｅｐ／１４２４ｐｐｓ）
により１ｓｔの駆動開始タイミングを算出することが可能である。なお、同様の計算を各ステーションで行うことにより、各ステーションにおける駆動開始タイミングが算出できる。

Ｓ１０２において、ＣＰＵ２６は最も早く現像ローラ３と感光ドラム１を当接させるステーションを当接律速ステーションとする。Ｓ１０３において、ＣＰＵ２６は当接律速ステーションが４ｓｔであるか否かを判断する。当接律速ステーションが４ｓｔである場合は、４ｓｔが当接するまで最速で当接離間モータ３１を駆動させる。当接律速ステーションが４ｓｔでない場合は、Ｓ１０４において、ＣＰＵ２６は当接律速ステーション以降のステーションで４ｓｔに至るまでの当接離間モータ３１の駆動速度を再度算出する。

なお、後述のＳ１１２において、ＣＰＵ２６は当接離間モータ３１の駆動速度を再度算出する必要があると判断した場合を除いて、当接律速ステーション以降で４ｓｔに至るまでの当接離間モータ３１の駆動速度は、最速の１４２４ｐｐｓとする。Ｓ１１２において、ＣＰＵ２６は駆動速度を再度算出する必要があると判断した場合は、当接律速ステーション以降で４ｓｔに至るまでの駆動速度は次のように算出する。例えば、図７に示すように、Ｓ１０１で求めた当接律速ステーションが２ｓｔであった場合に、２ｓｔの画像先端位置から３ｓｔの現像当接タイミング、４ｓｔの現像当接タイミングに対して最適な駆動速度は、以下のようになる。２ｓｔの画像先端位置から３ｓｔの現像当接タイミングは３ｓｔで形成する画像がないため律速なしとする。また、２ｓｔの画像先端位置から４ｓｔの現像当接タイミングは、
（１８００ｓｔｅｐ−１０００ｓｔｅｐ）／（２．２５秒−１．３７５秒）＝９１４ｐｐｓ
により、算出することができる。このように、当接律速ステーション以降のステーションにおいての駆動速度を算出し、その中で最速で駆動するステーションの駆動速度を当接離間モータ３１の駆動速度とする。Ｓ１０５において、ＣＰＵ２６は４ｓｔまで駆動速度を算出すると、駆動速度の算出を終了する。

Ｓ１０６において、ＣＰＵ２６は全てのステーションが当接状態でフルカラーの画像形成を行うため、全てのステーションが当接状態となるタイミングを算出する。その際には、４ｓｔが当接位置まで駆動する際の駆動速度は最速の１４２４ｐｐｓとしてタイミングを算出する。Ｓ１０７において、ＣＰＵ２６は全てのステーションが当接状態において、コントローラから受信した各色の画像位置情報に基づき各ステーションにおける離間開始タイミングを算出する。算出した離間開始タイミングからカム３５を駆動する当接離間モータ３１を最速で駆動させたときに律速となる離間律速ステーションを算出する。以下、離間律速ステーションの算出方法について説明する。全てのステーションが当接している状態から各ステーションの離間可能タイミングまでの時間と、距離（ｓｔｅｐ）とにより当接離間モータ３１を最速速度以下で駆動させるステーションを求め、最速速度以下で駆動させるステーションを離間律速ステーションとする。離間律速ステーションが無い場合には最速の１４２４ｐｐｓを離間速度とする。

Ｓ１０８において、ＣＰＵ２６は離間律速ステーションが４ｓｔであるか否かを判断する。離間律速ステーションが４ｓｔである場合は、３ｓｔの離間位置まで最速で当接離間モータ３１を駆動させる。離間律速ステーションが４ｓｔでない場合は、Ｓ１０９において、ＣＰＵ２６は律速ステーション以降のステーション毎に４ｓｔの離間が完了するまでの駆動速度を算出する。Ｓ１１０において、ＣＰＵ２６は４ｓｔまで離間の駆動速度を算出すると、駆動速度の算出を終了する。なお、離間する際の駆動速度の算出方法は、上述したように起点となるステーションの離間タイミングと、次の離間すべきステーションの離間タイミングと、ステーション間の移動ステップから求めることができる。駆動速度は本実施形態においては一例として１／１速の０．８５倍速（６８０ｐｐｓ）から１／１速の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ）まで選択可能な構成とする。

Ｓ１１１において、ＣＰＵ２６はＳ１０１乃至Ｓ１１０において算出した駆動速度より、各ステーションの現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間を算出する。Ｓ１１２において、ＣＰＵ２６は各ステーションで求めた当接時間が当接離間モータ３１を１／１速で駆動した場合の当接時間と比較する。各ステーションで求めた当接時間の方が短い場合は、Ｓ１０１乃至Ｓ１１１で求めた駆動速度、駆動開始タイミングで当接離間モータ３１を制御する。各ステーションで求めた当接時間の方が長い場合は、Ｓ１１３において、ＣＰＵ２６は当接時間が長いと判断されたステーションを当接させる際の駆動速度を１／１速以下に減速させるようにＳ１０４に戻り駆動速度を再度算出する。

このように、形成する画像の大きさに応じて、当接離間モータ３１の駆動タイミング及び駆動速度を制御することにより、感光ドラムと現像ローラの当接時間を制御し、感光ドラムと現像ローラの寿命の低下を抑制することが可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態においては、例えば複数のトナー像を連続して形成するような場合など、現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間が最短の当接時間よりも長くなるような際に可能な限り当接時間を短くする方法について説明する。なお、画像形成装置の構成等、先の第１の実施形態で説明したものと同様のものは説明を省略する。また、先の第１の実施形態と同様にプロセス速度として１／１速を選択可能な構成である。また、当接離間モータ３１の駆動速度は、１／１速の０．８５倍速（６８０ｐｐｓ）から１／１速の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ）まで選択可能な構成である。

図９に、本実施形態における当接離間モータ３１と現像ローラ３と感光ドラム１の当接離間の関係及び用紙の長さ、画像形成枚数との関係について示す。なお、画像形成装置のエンジンはコントローラから受信した各色の画像位置情報に基づき画像形成を行う。各色の画像位置情報には各色の１枚目の画像の先端位置情報が含まれており、図９では８００ａ乃至８００ｄで表されている。なお、第３ステーションのＣに関しては、１枚目の画像を形成しないケースを示しているため、画像の先端及び後端が１枚目に存在しない。さらに、各色の画像位置情報には最後に画像形成を行う各色の画像の後端位置情報が含まれており、図９では、８０１ａ乃至８０１ｄで表されている。さらに、最後に画像形成を行う各色の画像の後端位置情報から、各色の最適な離間タイミングを求めたものが、８０２ａ乃至８０２ｄで表されている。

現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間を最適にするためには、カム３５を駆動する当接離間モータ３１を可能な限り高速で駆動させ、カム３５を可能な限り短時間で回転させることが必要である。当接離間モータ３１の駆動速度を制御する方法について、以下に説明する。

図９の８１２は、コントローラから受信した複数の連続した画像の各ページの各色の画像位置情報と画像形成枚数から最適と判断される当接離間モータ３１の駆動シーケンスを示したものである。駆動シーケンス８１２は、当接離間モータ３１の最速の駆動速度（前述の１／１速（８００ｐｐｓ）の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ））を可能な限り用いるように制御される。また、各色の画像位置情報に基づき、各色の現像を開始するタイミングに可能な限り近づくように現像ローラ３と感光ドラム１が当接するように、駆動速度及び駆動開始タイミングを制御している。また、画像位置情報に基づき、各色の画像形成が終了したタイミング以降は、可能な限り速やかに現像ローラ３と感光ドラム１が離間するようにカム３５を駆動させるように制御する。

図１０を用いて、本実施形態における各色の現像ローラ３と感光ドラム１の当接タイミングの制御について説明する。Ｓ２０１において、ＣＰＵ２６はコントローラから受信した各色の画像位置情報に基づきカム３５を駆動するための当接離間モータ３１を最速で駆動させたときの各ステーションにおける駆動開始タイミングを算出する。具体的には、例えば受信した画像位置情報より算出した画像先端位置から、１ｓｔの現像当接タイミングが図９の８００ａで示されるタイミングであることがわかる。このタイミングは１．２秒であり、そのタイミングに現像ローラ３と感光ドラム１を当接させるためには、１ｓｔの現像当接までの距離である６００ｓｔｅｐ分当接離間モータ３１を回転させる必要がある。よって、
１．２−（６００ｓｔｅｐ／１４２４ｐｐｓ）
により１ｓｔの駆動開始タイミングを算出することが可能である。なお、同様の計算を全ステーションに対して行うことにより、各ステーションにおける駆動開始タイミングが算出できる。Ｓ２０２において、ＣＰＵ２６は最も早く現像ローラ３と感光ドラム１を当接させるステーションを当接律速ステーションとする。Ｓ２０３において、ＣＰＵ２６は当接律速ステーションが４ｓｔであるか否かを判断する。当接律速ステーションが４ｓｔである場合は、４ｓｔが当接するまで最速で当接離間モータ３１を駆動させる。当接律速ステーションが４ｓｔでない場合は、Ｓ２０４において、ＣＰＵ２６は当接律速ステーション以降のステーションで４ｓｔに至るまでの当接離間モータ３１の駆動速度を再度算出する。

なお、当接律速ステーション以降で４ｓｔの当接が完了するまでの駆動速度は次のように計算する。例えば、図９に示すように（９０１）で求めた当接律速ステーションが２ｓｔであった場合に、２ｓｔの画像先端位置から３ｓｔの現像当接が必要なタイミング、４ｓｔの現像当接が必要なタイミング、に対して最適に動作する速度を次のように求める。
２ｓｔの画像先端位置から３ｓｔの現像当接が必要なタイミング：律速なし（３ｓｔ画像がないため）
２ｓｔの画像先端位置から４ｓｔの現像当接が必要なタイミング：（１８００ｓｔｅｐ−１０００ｓｔｅｐ）／（２．２５秒−１．３７５秒）＝９１４ｐｐｓ

上記のように、当接律速ステーション以降で動作するべき駆動速度を求めて、その中で最速で動作すべき速度を駆動速度として選択するものである。
Ｓ２０５において、ＣＰＵ２６は４ｓｔまで駆動速度を算出すると、Ｓ２０６において、ＣＰＵ２６は各色の当接印字位置到達のタイミングを算出する。

上述した算出結果に基づき当接離間モータ３１の駆動の制御を行うことで、当接時に不要な当接時間を削減し、感光ドラム１と現像ローラ３の摩耗を抑制することができる。なお、４ｓｔまで当接した後は、現像当接離間機構の最短当接時間よりも長い現像時間の画像を印字するために全色当接印字位置で当接離間モータ３１を停止させる。

次に図１１を用いて、本実施形態における各色の現像ローラ３と感光ドラム１の離間タイミングの制御について説明する。Ｓ３０１において、ＣＰＵ２６は全てのステーションが当接状態において、コントローラから受信した各色の画像位置情報に基づきステーションにおける離間開始タイミングを算出する。算出した離間開始タイミングからカム３５を駆動する当接離間モータ３１を最速で駆動させたときに律速となる離間律速ステーションを算出する。以下、離間律速ステーションの算出方法について説明する。全色当接印字位置からモータを再起動するタイミングは、１ｓｔの離間可能タイミングとして決定する。決定したタイミングから各ステーションの現像離間可能タイミングまでの時間と、距離（ｓｔｅｐ）とにより当接離間モータ３１を最速速度以下で駆動させるステーションを求め、最速速度以下で駆動させるステーションを離間律速ステーションとする。離間律速ステーションが無い場合には最速の１４２４ｐｐｓを離間速度とする。

Ｓ３０２において、ＣＰＵ２６は離間律速ステーションが４ｓｔであるか否かを判断する。離間律速ステーションが４ｓｔである場合は、３ｓｔの離間位置まで最速で当接離間モータ３１を駆動させる。離間律速ステーションが４ｓｔでない場合は、Ｓ３０３において、ＣＰＵ２６は律速ステーション以降のステーション毎に４ｓｔの離間が完了するまでの駆動速度を算出する。Ｓ３０４において、ＣＰＵ２６は４ｓｔまで離間の駆動速度を算出すると、駆動速度の算出を終了する。なお、離間する際の駆動速度の算出方法は、上述したように起点となるステーションの離間タイミングと、次の離間すべきステーションの離間タイミングと、ステーション間の移動ステップから求めることができる。駆動速度は本実施形態においては一例として１／１速の０．８５倍速（６８０ｐｐｓ）から１／１速の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ）まで選択可能な構成とする。

このように、形成する画像の大きさに応じて、当接離間モータ３１の駆動タイミング及び駆動速度を制御することにより、感光ドラムと現像ローラの当接時間を制御し、感光ドラムと現像ローラの寿命の低下を抑制することが可能となる。

（第３の実施形態）
本実施形態においては、現像ローラ３と感光ドラム１が当接している時間よりも短い画像を形成する際に、各色の現像ローラ３の残寿命を鑑み、カム３５の駆動速度を制御する。そして、可能な限り現像当接時間を短くすることで、感光ドラム１と現像ローラ３の摩耗を抑制する方法について説明する。なお、画像形成装置の構成等、先の第１の実施形態で説明したものと同様のものは説明を省略する。なお、本実施形態で説明する画像形成装置はプロセス速度として１／１速を選択可能な構成である。また、当接離間モータ３１の駆動速度は、１／１速の０．８５倍速（６８０ｐｐｓ）から１／１速（８００ｐｐｓ）の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ）まで選択可能な構成である。また、本実施形態においては一例として各ステーションは以下の条件が成立しているものとする。
第１ステーション：現像剤残寿命割合 ＜ 現像剤担持体残寿命割合
第２ステーション：現像剤残寿命割合 ＜ 現像剤担持体残寿命割合
第３ステーション：現像剤残寿命割合 ＜ 現像剤担持体残寿命割合
第４ステーション：現像剤残寿命割合 ＞ 現像剤担持体残寿命割合
上記の条件は、説明のための一例であり、本実施形態の制御はこの条件に限定されるものではない。例えば、「現像剤残寿命割合」と「像担持体残寿命割合」を比較して上記条件としてもよい。

図１２に、本実施形態における当接離間モータ３１と現像ローラ３と感光ドラム１の当接離間の関係及び用紙の長さの関係について示す。なお、画像形成装置のエンジンはコントローラから受信した各色の画像位置情報に基づき画像形成を行う。各色の画像位置情報には各色の画像の先端位置情報が含まれており、図１２では、５００ａ乃至５００ｄで表されている。さらに、各色の画像位置情報には各色の画像の後端位置情報が含まれており、図１２では、５０１ａ乃至５０１ｄで表されている。また、各色の画像の後端位置情報から各色の離間最適タイミングを求めたものが、５０２ａ乃至５０２ｄで表されている。

各色の現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間を最適化するためには、カム３５を駆動する当接離間モータ３１を可能な限り高速で駆動し、カム３５を可能な限り短時間で回転させることが必要である。また、画像形成のタイミングに合わせて現像ローラ３と感光ドラム１を当接させるために、当接離間モータ３１を停止させる制御を行うことも必要である。以下にその方法を説明する図１２の５１２は、コントローラから受信した各色の画像位置情報と画像形成枚数から最適と判断される当接離間モータ３１の駆動シーケンスを示したものである。駆動シーケンス５１２は、当接離間モータ３１の最速の駆動速度（前述の１／１速（８００ｐｐｓ）の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ））を可能な限り用いるように制御される。また、各色の画像位置情報に基づき、各色の現像を開始するタイミングに可能な限り近づくように現像ローラ３と感光ドラム１が当接するように、駆動速度及び駆動開始タイミングを制御している。また、第４ステーションの現像ローラ３と感光ドラム１が当接する前のタイミングで当接離間モータ３１を停止させ、当接のタイミングを遅らせている。さらに、画像位置情報に基づき各色の画像形成が終了したタイミング以降は、可能な限り速やかに現像ローラ３と感光ドラム１が離間するようにカム３５を駆動させるように制御する。

なお、第１ステーション、第２ステーションにおいては、１／１速で通常駆動した際の当接時間より長く現像ローラ３が当接している。本実施形態においては、次の条件を満たす場合に、本来の当接時間よりも長く当接するような駆動シーケンスを用いる。
（１）特定のステーションの当接時間を最短にすることが可能である（図５の４ｓｔ）
（２）当接時間を最短にしたステーションにおいて、現像剤残寿命割合 ＞ 現像剤担持体残寿命割合が成り立つ。
（３）１／１速で通常駆動した際の当接時間より長く現像ローラ３が当接しているステーションにおいて、現像剤残寿命割合 ＜ 現像剤担持体残寿命割合が成り立つ。図１３に従来の制御の当接時間を太線で、本実施形態における当接時間を太線の点線（６１３ａから６１３ｄ）で示す。このチャートからもわかるように、本実施形態の制御を用いることで、４ｓｔの当接時間が従来と比較して短くなっていることがわかる。なお、この制御方法については、後述する図１４のフローチャートの中で詳しく述べることとする。

図１４を用いて、本実施形態における各色の現像ローラ３と感光ドラム１の当接タイミングの制御について説明する。Ｓ４０１において、ＣＰＵ２６はコントローラから受信した各色の画像位置情報に基づきカム３５を駆動するための当接離間モータ３１を最速で駆動させたときいの各ステーションにおける駆動開始タイミングを算出する。具体的には、例えば受信した画像位置情報より算出した画像先端位置から、１ｓｔの現像当接タイミングが図１３の６００ａであることがわかる。このタイミングは１．２秒のタイミングであり、そのタイミングに現像ローラ３と感光ドラム１を当接させるためには、１ｓｔの当接位置までの距離である６００ｓｔｅｐ分当接離間モータ３１を回転させる必要がある。よって、
１．２−（６００ｓｔｅｐ／１４２４ｐｐｓ）
により１ｓｔの駆動開始タイミングを算出することが可能である。なお、同様の計算を各ステーションで行うことにより、各ステーションにおける駆動開始タイミングが算出できる。

Ｓ４０２において、ＣＰＵ２６は最も早く現像ローラ３と感光ドラム１を当接させるステーションを当接律速ステーションとする。Ｓ４０３において、ＣＰＵ２６は当接律速ステーションが４ｓｔであるか否かを判断する。当接律速ステーションが４ｓｔである場合は、４ｓｔが当接するまで最速で当接離間モータ３１を駆動させる。当接律速ステーションが４ｓｔでない場合は、Ｓ４０４において、ＣＰＵ２６は当接律速ステーション以降のステーションで４ｓｔに至るまでの当接離間モータ３１の駆動速度を再度算出する。

なお、律速ステーション以降で４ｓｔの当接が完了するまでの駆動速度は次のように計算する。例えば、図１２に示すように、Ｓ４０１で求めた当接律速ステーションが２ｓｔであった場合に、２ｓｔの画像先端位置から３ｓｔの現像当接タイミング、４ｓｔの現像当接タイミングに対して最適な駆動速度は以下のようになる。２ｓｔの画像先端位置から３ｓｔの現像当接タイミングは、
（１４００ｓｔｅｐ−１０００ｓｔｅｐ）／（１．９秒−１．３７５秒）＝７６１ｐｐｓ
により、算出することができる。また、２ｓｔの画像先端位置から４ｓｔの現像当接タイミングは、
（１８００ｓｔｅｐ−１０００ｓｔｅｐ）／（３．０秒−１．３７５秒）＝ ４９２ｐｐｓ
により、算出することができる。このように、当接律速ステーション以降のステーションにおいての駆動速度を算出し、その中で最速で動作するステーションの駆動速度を当接離間モータ３１の駆動速度とする。なお、駆動速度が４ｓｔに対する当接速度ではない場合には、Ｓ４０５において、ＣＰＵ２６は４ｓｔまでの駆動速度を算出すると、駆動速度の算出を終了する。ただし、駆動速度が最低駆動速度である０．８５倍速（６８０ｐｐｓ）以下の速度である場合には、次ステーションの当接前待機位置まで任意の速度で駆動し、次ステーションの現像当接が必要なタイミングに間に合うタイミングで再起動することとする。

Ｓ４０６において、ＣＰＵ２６は全てのステーションが当接状態でフルカラーの画像形成を行うため、全てのステーションが当接状態となるタイミングを算出する。その際には、４ｓｔが当接前待機位置から全色当接印字位置までの動作速度を最速の１４２４ｐｐｓとして計算するものである。次に、Ｓ４０７において、ＣＰＵ２６はＳ４０６で算出された全色当接印字位置まで到達するタイミングにおいて、コントローラから受信した各色の画像位置情報に基づき各ステーションにおける離間開始タイミングを算出する。算出した離間開始タイミングからカム３５を駆動する当接離間モータ３１を最速で駆動させたときに律速となる離間律速ステーションを算出る。以下、離間律速ステーションの算出方法について説明する。全色当接印字位置まで到達するタイミングから各ステーションの離間可能タイミングまでの時間と、距離（ｓｔｅｐ）とにより当接離間モータ３１を最速速度以下で駆動させるステーションを求める。そして、最速速度以下で駆動させるステーションを離間律速ステーションとする。離間律速ステーションが無い場合には最速の１４２４ｐｐｓを離間速度とする。

Ｓ４０８において、ＣＰＵ２６は離間律速ステーションが４ｓｔのみであるか否かを判断する。離間律速ステーションが４ｓｔである場合は、４ｓｔの離間前待機位置まで最速で当接離間モータ３１を駆動させる。そして、当接離間モータ３１を一時停止させ４ｓｔ離間タイミングに合わせて再び駆動させる。離間律速ステーションが４ｓｔでない場合は、Ｓ４０９において、ＣＰＵ２６は律速ステーション以降のステーション毎に４ｓｔの離間が完了するまでの駆動速度を算出する。Ｓ１１０において、ＣＰＵ２６は４ｓｔまで離間の駆動速度を算出すると離間の駆動速度の算出を終了する。なお、離間する際の駆動速度の算出方法は、上述したように起点となるステーションの離間タイミングと、次の離間すべきステーションの離間タイミングと、ステーション間の移動ステップから求めることができる。駆動速度は本実施形態においては一例として１／１速の０．８５倍速（６８０ｐｐｓ）から１／１速の１．７８倍速（１４２４ｐｐｓ）まで選択可能な構成とする。Ｓ４１１において、ＣＰＵ２６はＳ４０１乃至Ｓ４１０において算出した駆動速度より、各ステーションの現像ローラ３と感光ドラム１の当接時間を算出する。Ｓ４１２において、ＣＰＵ２６は各ステーションで求めた当接時間が当接離間モータ３１を１／１速で駆動した場合の当接時間と比較する。各ステーションで求めた当接時間の方が短い場合には、Ｓ４０１乃至Ｓ４１１で求めた駆動速度、駆動開始タイミングで当接離間モータ３１を制御する。各ステーションで求めた当接時間の方が長い場合は、Ｓ４１３において、ＣＰＵ２６は現像ローラ３の寿命情報を判断条件として当接離間モータ３１の一時停止を実行するべきか否かを判定する。当接時間が長いと判断されたステーションの次のステーションを当接させる際の駆動速度を再び算出するためにＳ４０４に戻り、駆動速度を再度算出する。

このように、現像ローラ３の残寿命に応じて、当接離間モータ３１の駆動タイミング及び駆動速度を制御することにより、感光ドラムと現像ローラの当接時間を制御し、感光ドラムと現像ローラの寿命の低下を抑制することが可能となる。

１ 感光ドラム
３ 現像ローラ
２６ ＣＰＵ
３１ 当接離間モータ
３５ カム

Claims (9)

1. 複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体の夫々に形成された潜像を現像するために前記複数の像担持体の夫々と当接する複数の現像手段と、
   前記複数の像担持体と前記複数の現像手段とを当接又は離間するための当接離間手段と、
   前記複数の像担持体に形成される画像の位置情報に応じて、前記当接離間手段による前記複数の像担持体と前記複数の現像手段とを当接又は離間させるタイミングを制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記当接離間手段を駆動する駆動手段を有し、
   前記制御手段は、前記複数の像担持体に形成される画像の位置情報に応じて、前記駆動手段を駆動させるタイミング又は駆動速度を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。
3. 前記複数の像担持体に形成される画像の位置情報とは、記録材が搬送される方向の大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記複数の像担持体と前記複数の現像手段を当接させる際に、前記当接離間手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記複数の像担持体と前記複数の現像手段を離間させる際に、前記当接離間手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３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、前記複数の現像手段のうち最も早く前記像担持体と当接又は離間する現像手段を選択し、選択した現像手段を当接又は離間させるタイミングに基づき、前記当接離間手段を駆動させるタイミング又は駆動速度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。
7. 前記制御手段は、前記選択した現像手段を当接又は離間させると、以降の現像手段を当接又は離間させるために、前記当接離間手段を駆動させるタイミング又は駆動速度を再び算出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. 前記制御手段は、現像剤の残寿命と前記現像手段の残寿命とに基づき、前記当接離間手段を駆動させるタイミング又は駆動速度を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、現像剤の残寿命と前記像担持体の残寿命とに基づき、前記当接離間手段を駆動させるタイミング又は駆動速度を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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