本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
潜像を現像剤にて現像するための現像装置と、該現像装置が装着され回転可能な回転体と、該回転体を回転させ、かつ、該回転体が停止しているときに該回転体を停止位置に保持するためのモータと、該モータが前記回転体を前記停止位置に保持する際の該モータによる保持トルク、を変化させるためのコントローラと、を有することを特徴とする画像形成装置。
かかる場合には、消費電力を適切に抑えることができる画像形成装置を実現することが可能となる。
また、前記コントローラは、前記モータの電流値を制御することにより、前記保持トルクを変化させることとしてもよい。
また、前記現像装置が潜像を現像する際に、前記回転体は所定の現像位置で停止し、かつ、前記モータは前記回転体を前記現像位置に保持し、前記コントローラは、前記モータが前記回転体を前記現像位置に保持する際の前記モータによる保持トルク、を変化させることとしてもよい。
また、前記モータは、ステッピングモータであり、前記コントローラが前記ステッピングモータによる保持トルクを増加させてから、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を終了し前記回転体を回転させることとしてもよい。
かかる場合には、ステッピングモータが誤動作してしまう不都合が適切に防止される。
また、前記回転体には、互いに異なる色の現像剤を収容する複数の現像装置、が装着可能であり、前記画像形成装置は、前記互いに異なる色の現像剤によりカラー画像を媒体に形成するカラー画像形成モードと、ブラック色の現像剤によりモノクロ画像を媒体に形成するモノクロ画像形成モードと、を備え、前記カラー画像形成モードが実行される際に前記コントローラが設定する保持トルクのうち、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を開始してから終了するまでの期間で最小となる保持トルクを値Aとしたときに、前記コントローラは、前記モノクロ画像形成モードで複数枚数の媒体に画像を連続形成するモノクロ画像連続形成モード、が実行される際に、値Aよりも小さな値Bとなるように前記保持トルクを減少させることとしてもよい。
かかる場合には、消費電力をより適切に抑えることができる。
また、前記カラー画像形成モードが実行される際には、前記コントローラが前記ステッピングモータによる保持トルクを値Cに増加させてから、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を終了し前記回転体を回転させ、前記モノクロ画像連続形成モードが実行される際には、前記コントローラが前記ステッピングモータによる保持トルクを値Cよりも大きな値Dに増加させてから、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を終了し前記回転体を回転させることとしてもよい。
かかる場合には、ステッピングモータが誤動作してしまう不都合が適切に防止される。
また、前記現像装置は、前記現像剤を収容するための収容体と、該収容体に収容された現像剤を担持するための現像剤担持ローラと、を有し、前記現像剤担持ローラを駆動するための駆動部材が、画像形成装置本体に設けられており、前記駆動部材が前記現像剤担持ローラを駆動し始めてから所定期間経過後に、前記コントローラは、前記保持トルクを減少させることとしてもよい。
かかる場合には、回転体が回転し易い状況下で、回転体が確実に停止位置に保持される。
また、前記現像装置は、前記現像剤担持ローラに当接して該現像剤担持ローラに現像剤を供給するための、弾性を有する現像剤供給ローラ、を備えたこととしてもよい。
かかる場合には、コントローラが、モータが回転体を現像位置に保持する際のモータによる保持トルク、を変化させることにより生ずる効果が、より有効に発揮される。
また、前記回転体が停止しているときに該回転体の嵌合部に嵌合して該回転体を停止位置に保持するための保持部材、を有することとしてもよい。
かかる場合には、回転体を停止位置に、より確実に保持することが可能となる。
また、前記保持部材は、樹脂製であることとしてもよい。
かかる場合には、コントローラが、モータが回転体を現像位置に保持する際のモータによる保持トルク、を変化させることにより生ずる効果が、より有効に発揮され、かつ、保持部材が回転体の嵌合部に嵌合するときの騒音がより少なくなる。
また、潜像を現像剤にて現像するための現像装置と、該現像装置が装着され回転可能な回転体と、該回転体を回転させ、かつ、該回転体が停止しているときに該回転体を停止位置に保持するためのモータと、該モータが前記回転体を前記停止位置に保持する際の該モータによる保持トルク、を変化させるためのコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記モータの電流値を制御することにより、前記保持トルクを変化させ、前記現像装置が潜像を現像する際に、前記回転体は所定の現像位置で停止し、かつ、前記モータは前記回転体を前記現像位置に保持し、前記コントローラは、前記モータが前記回転体を前記現像位置に保持する際の前記モータによる保持トルク、を変化させ、前記モータは、ステッピングモータであり、前記コントローラが前記ステッピングモータによる保持トルクを増加させてから、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を終了し前記回転体を回転させ、前記回転体には、互いに異なる色の現像剤を収容する複数の現像装置、が装着可能であり、前記画像形成装置は、前記互いに異なる色の現像剤によりカラー画像を媒体に形成するカラー画像形成モードと、ブラック色の現像剤によりモノクロ画像を媒体に形成するモノクロ画像形成モードと、を備え、前記カラー画像形成モードが実行される際に前記コントローラが設定する保持トルクのうち、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を開始してから終了するまでの期間で最小となる保持トルクを値Aとしたときに、前記コントローラは、前記モノクロ画像形成モードで複数枚数の媒体に画像を連続形成するモノクロ画像連続形成モード、が実行される際に、値Aよりも小さな値Bとなるように前記保持トルクを減少させ、前記カラー画像形成モードが実行される際には、前記コントローラが前記ステッピングモータによる保持トルクを値Cに増加させてから、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を終了し前記回転体を回転させ、前記モノクロ画像連続形成モードが実行される際には、前記コントローラが前記ステッピングモータによる保持トルクを値Cよりも大きな値Dに増加させてから、前記ステッピングモータが前記回転体の保持を終了し前記回転体を回転させ、前記現像装置は、前記現像剤を収容するための収容体と、該収容体に収容された現像剤を担持するための現像剤担持ローラと、を有し、前記現像剤担持ローラを駆動するための駆動部材が、画像形成装置本体に設けられており、前記駆動部材が前記現像剤担持ローラを駆動し始めてから所定期間経過後に、前記コントローラは、前記保持トルクを減少させ、前記現像装置は、前記現像剤担持ローラに当接して該現像剤担持ローラに現像剤を供給するための、弾性を有する現像剤供給ローラ、を備え、前記回転体が停止しているときに該回転体の嵌合部に嵌合して該回転体を停止位置に保持するための保持部材、を有し、前記保持部材は、樹脂製であることを特徴とする画像形成装置も実現可能である。
このようにすれば、既述の総ての効果を奏するため、本発明の目的がより有効に達成される。
また、コンピュータ、及び、このコンピュータに接続可能な画像形成装置であって、潜像を現像剤にて現像するための現像装置と、該現像装置が装着され回転可能な回転体と、該回転体を回転させ、かつ、該回転体が停止しているときに該回転体を停止位置に保持するためのモータと、該モータが前記回転体を前記停止位置に保持する際の該モータによる保持トルク、を変化させるためのコントローラと、を有する画像形成装置、を備えたことを特徴とする画像形成システムも実現可能である。
かかる場合には、消費電力を適切に抑えることができる画像形成システムを実現することが可能となる。
===画像形成装置の全体構成例===
次に、図1及び図2を用いて、画像形成装置としてプリンタ10を例にとって、その概要について説明する。図1及び図2は、プリンタ10を構成する主要構成要素を示した図であり、図1は、プリンタ10がカラープリンタとして使用される際の主要構成要素を示した図、図2は、プリンタ10がモノクロプリンタとして使用される際の主要構成要素を示した図である。プリンタ10のカラープリンタ又はモノクロプリンタとしての使用については、後に詳しく説明する。なお、図1及び図2には、矢印にて上下方向を示しており、例えば、給紙トレイ92は、プリンタ10の下部に配置されており、定着ユニット90は、プリンタ10の上部に配置されている。
プリンタ10は、図1及び図2に示すように、潜像を担持するための像担持体としての感光体20の回転方向に沿って、帯電ユニット30、露光ユニット40、現像器保持ユニット48、一次転写ユニット60、中間転写体70、クリーニングユニット75を有し、さらに、二次転写ユニット80、定着ユニット90、液晶パネルにて構成されユーザ等への表示部としての表示ユニット95、プリンタ10全体を制御するためのコントローラの一例としての制御ユニット100を有している。
感光体20は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図1及び図2中の矢印で示すように時計回りに回転する。
帯電ユニット30は、感光体20を帯電するための装置であり、露光ユニット40は、レーザを照射することによって帯電された感光体20上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット40は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、F−θレンズ等を有しており、外部のコンピュータ(図示せず)から入力された画像情報に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体20に向けて照射する。
現像器保持ユニット48は、回転体の一例としてのロータリー50を有し、当該ロータリー50には、現像剤を収容し感光体20上に形成された潜像を現像するための現像装置、の一例としての現像器が装着可能な複数の装着部50a、50b、50c、50dが設けられている。これら装着部に装着された現像器に収容された現像剤の一例としてのトナーTを用いて感光体20上に形成された潜像が現像される。
ところで、本実施の形態に係るプリンタ10は、カラー画像を形成するカラープリンタ(カラー画像形成装置)として使用可能である。また、プリンタ10は、単色画像を形成する単色プリンタ(単色画像形成装置)として使用可能である。
プリンタ10がカラープリンタとして使用される場合には、図1に示すように、互いに異なる色のトナーを収容する複数の現像器、すなわち、ブラック現像器51、シアン現像器52、マゼンタ現像器53、および、イエロー現像器54が、ロータリー50の4つの装着部50a、50b、50c、50dに挿入されることにより、装着部50a、50b、50c、50dに装着される。そして、感光体20上に形成された潜像は各現像器51、52、53、54に収容されたトナーTにより現像される。
また、ロータリー50は、回転することにより、前記4つの現像器51、52、53、54を移動させることが可能である。すなわち、ロータリー50は、回転軸50eを中心として回転可能に設けられており、当該ロータリー50には、回転軸50eを取り囲むように4つの装着部50a、50b、50c、50dが設けられている。このため、各装着部に4つの現像器51、52、53、54がそれぞれ装着された状態で、回転軸50eを中心としてロータリー50が回転すると、装着されている4つの現像器51、52、53、54は、互いの相対位置を維持したまま移動することになる。そして、各現像器51、52、53、54は、感光体20上に形成された潜像を、各現像器51、52、53、54に収容されたトナーTにて現像する際に、感光体20と対向する位置に移動する。そして、ある現像器にて1ページ分の潜像が現像されると、ロータリー50が90°回転し、隣接する現像器が感光体20と対向する位置に順次移動する。
一方、プリンタ10が単色プリンタとして使用される場合には、図2に示すように、同色の現像剤が収容された現像器が、ロータリー50の4つの装着部50a、50b、50c、50dに挿入されることにより、装着部50a、50b、50c、50dに装着される。そして、感光体20上に形成された潜像は、装着された同色の現像剤が収容されている現像器に収容されたトナーTにより現像される。本実施形態では、4つの装着部50a、50b、50c、50dにブラック現像器51が装着されることにより、プリンタ10がモノクロプリンタとして使用可能となっている。そして、ロータリー50を回転させることにより、装着された4つのブラック現像器51のいずれかを感光体20と対向する位置に移動させる。そして、感光体20上に形成された潜像は、装着された4つのブラック現像器51の中で感光体20と対向する位置に移動したブラック現像器51、に収容されたブラックトナーTにて現像される。
なお、現像器と現像器保持ユニット48については、後に詳述する。
一次転写ユニット60は、感光体20に形成されたトナー像を中間転写体70に転写するための装置である。
この中間転写体70は、PETフィルムの表面に錫蒸着層を設けさらにその表層に半導電塗料を形成、積層したエンドレスのベルトであり、感光体20とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。
二次転写ユニット80は、中間転写体70上に形成されたトナー像を紙、フィルム、布等の媒体に転写するための装置である。
定着ユニット90は、媒体上に転写されたトナー像を媒体に融着させて永久像とするための装置である。
クリーニングユニット75は、一次転写ユニット60と帯電ユニット30との間に設けられ、感光体20の表面に当接されたゴム製のクリーニングブレード76を有している。このクリーニングユニット75は、一次転写ユニット60により中間転写体70上にトナー像が転写された後に、感光体20上に残存するトナーTをクリーニングブレード76により掻き落として除去するためのユニットである。
制御ユニット100は、メイン制御部101と、ユニット制御部102とを有している(図8)。メイン制御部101は外部のコンピュータと通信し、ユニット制御部102は各ユニット等を制御して画像を形成する。メイン制御部101とユニット制御部102とはインターフェースを介して接続されている。
===現像器の構成例===
次に、図3及び図4を用いて、現像器の構成例について説明する。図3は、現像器を示した斜視図である。図4は、現像器の主要構成要素を示した断面図である。なお、図4に示す断面図は、図3に示す現像器をその長手方向に垂直な面で切り取った断面を表したものである。また、図4においては、図1同様、矢印にて上下方向を示しており、さらに、図4は、イエロー現像器54が、感光体20と対向する現像位置に位置している状態を示している。
また、ロータリー50に装着可能な現像器としては、ブラック(K)トナーを収容したブラック現像器51、シアン(C)トナーを収容したシアン現像器52、マゼンタ(M)トナーを収容したマゼンタ現像器53、及び、イエロー(Y)トナーを収容したイエロー現像器54があるが、その構成については同様であるので、以下、イエロー現像器54について説明する。
イエロー現像器54は、現像剤担持ローラの一例としての現像ローラ510、シール部材520、収容体の一例としてのトナー収容部530、ハウジング540、現像剤供給ローラの一例としてのトナー供給ローラ550、規制ブレード560等を有している。
現像ローラ510は、トナーTを担持して感光体20と対向する現像位置に搬送する。この現像ローラ510は、図3に示すとおり、その長手方向両端部で支持されており、中心軸を中心として回転可能である。図4に示すように、現像ローラ510は、感光体20の回転方向(図4において時計方向)と逆の方向(図4において反時計方向)に回転する。なお、図3に示すとおり、現像ローラ510の端部(軸方向一端部)には、当該現像ローラ510を駆動するための現像ローラ駆動歯車510aが設けられている。
また、図4に示すように、イエロー現像器54の現像ローラ510と感光体20とは間隔を隔てて対向している。すなわち、イエロー現像器54は、感光体20上に形成された潜像を非接触状態で現像する。なお、感光体20上に形成された潜像を現像する際には、現像ローラ510と感光体20との間に交番電界が形成される。
シール部材520は、イエロー現像器54内のトナーTが器外に漏れることを防止するとともに、現像位置を通過した現像ローラ510上のトナーTを、掻き落とすことなく現像器内に回収する。このシール部材520は、ポリエチレンフィルム等からなるシールであり、現像ローラ510側とは逆側に設けられモルトプレーン等からなるシール付勢部材524の弾性力によって、現像ローラ510に押しつけられている。
ハウジング540は、一体成型された複数の樹脂製のハウジング部を溶着して製造されたものであり、その内部に、トナーTを収容するためのトナー収容部530が形成されている。トナー収容部530は、内壁から内方へ(図4の上下方向)突出させたトナーTを仕切るための仕切り壁545により、二つのトナー収容部、すなわち、第一トナー収容部530aと第二トナー収容部530bと、に分けられている。そして、第一トナー収容部530aと第二トナー収容部530bとは、上部が連通され、図4に示す状態で、仕切り壁545によりトナーTの移動が規制されている。しかしながら、ロータリー50が回転する際には、第一トナー収容部530aと第二トナー収容部530bとに収容されていたトナーTが、現像位置における上部側の連通している部位側に一旦集められ、図4に示す状態に戻るときには、それらのトナーTが混合されて第一トナー収容部530a及び第二トナー収容部530bに戻されることになる。すなわち、ロータリー50が回転することにより現像器内のトナーTは適切に撹拌されることになる。このため、本実施の形態では、トナー収容部530に攪拌部材を設けていないが、トナー収容部530に収容されたトナーTを攪拌するための攪拌部材を設けてもよい。
なお、図4に示すように、ハウジング540(すなわち、第一トナー収容部530a)は下部に開口572を有しており、現像ローラ510が、この開口572に臨ませて設けられている。
トナー供給ローラ550は、弾性を有する部材であり、前述した第一トナー収容部530aに設けられ当該第一トナー収容部530aに収容されたトナーTを現像ローラ510に供給する。このトナー供給ローラ550は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ510に当接している。トナー供給ローラ550は、第一トナー収容部530aの下部に配置されており、トナー収容部530に収容されたトナーTは、該トナー収容部530の下部にてトナー供給ローラ550によって現像ローラ510に供給される。トナー供給ローラ550は、中心軸を中心として、現像ローラ510の回転方向(図4において反時計方向)と逆の方向(図4において時計方向)に回転する。なお、トナー供給ローラ550は、トナー収容部530に収容されたトナーTを現像ローラ510に供給する機能を有するとともに、現像後に現像ローラ510に残存しているトナーTを、現像ローラ510から剥ぎ取る機能をも有している。なお、図3に示すとおり、トナー供給ローラ550の端部(軸方向一端部)には、当該トナー供給ローラ550を駆動するための供給ローラ駆動歯車550aが設けられている。
規制ブレード560は、現像ローラ510に担持されたトナーTに電荷を付与し、また、現像ローラ510に担持されたトナーTの層厚を規制する。この規制ブレード560は、ゴム部560aと、ゴム支持部560bとを有している。ゴム部560aは、シリコンゴム、ウレタンゴム等からなり、ゴム支持部560bは、リン青銅、ステンレス等のバネ性を有する薄板である。ゴム部560aは、ゴム支持部560bに支持されており、ゴム支持部560bは、その一端部がブレード支持板金562に支持された状態で、ブレード支持板金562を介してハウジング540に取り付けられている。また、規制ブレード560の現像ローラ510側とは逆側には、モルトプレーン等からなるブレード裏部材570が設けられている。
ここで、ゴム支持部560bの撓みによる弾性力によって、ゴム部560aが現像ローラ510に押しつけられている。また、ブレード裏部材570は、ゴム支持部560bとハウジング540との間にトナーTが入り込むことを防止して、ゴム支持部560bの撓みによる弾性力を安定させるとともに、ゴム部560aの真裏からゴム部560aを現像ローラ510の方向へ付勢することによって、ゴム部560aを現像ローラ510に押しつけている。したがって、ブレード裏部材570は、ゴム部560aの現像ローラ510への均一当接性を向上させている。
また、上記において、現像ローラ駆動歯車510aと供給ローラ駆動歯車550aが、現像ローラ510とトナー供給ローラ550の端部に、それぞれ設けられていることについて説明したが、イエロー現像器54は、図3に示すように、これらの歯車の他に、現像器側歯車574と中間歯車576とを有している。
現像器側歯車574は、イエロー現像器54が装着部に装着されている状態で、画像形成装置本体の一例としてのプリンタ本体から、より具体的には、当該プリンタ本体に設けられている後述する駆動部材の一例としての本体側歯車220cから、駆動力を受けて、現像ローラ駆動歯車510aや供給ローラ駆動歯車550aに駆動力を伝達するための歯車である。
中間歯車576は、現像器側歯車574が現像ローラ駆動歯車510aや供給ローラ駆動歯車550aに駆動力を伝達する際の媒体となる歯車である。すなわち、現像器側歯車574は、イエロー現像器54が装着部に装着されている状態で、プリンタ本体から駆動力を受けて、中間歯車576を介して、現像ローラ駆動歯車510aや供給ローラ駆動歯車550aに駆動力を伝達する。
そして、図3に示すように、現像器側歯車574と中間歯車576とが噛合し、中間歯車576と現像ローラ駆動歯車510aとが噛合し、現像ローラ駆動歯車510aと供給ローラ駆動歯車550aとが噛合している。また、現像器側歯車574は、プリンタ本体に設けられている本体側歯車220cと噛合している(図5)。
このように構成されたイエロー現像器54において、トナー供給ローラ550がトナー収容部530に収容されているトナーTを現像ローラ510に供給する。現像ローラ510に供給されたトナーTは、現像ローラ510の回転に伴って、規制ブレード560の当接位置に至り、該当接位置を通過する際に、電荷が付与されるとともに、層厚が規制される。層厚が規制された現像ローラ510上のトナーTは、現像ローラ510のさらなる回転によって、感光体20に対向する現像位置に至り、該現像位置にて交番電界下で感光体20上に形成された潜像の現像に供される。現像ローラ510のさらなる回転によって現像位置を通過した現像ローラ510上のトナーTは、シール部材520を通過して、シール部材520によって掻き落とされることなく現像器内に回収される。
===現像器保持ユニットの構成例について===
上述したとおり、現像器保持ユニット48は、回転可能なロータリー50を有し、当該ロータリー50には、現像器51、52、53、54が装着可能な複数の装着部50a、50b、50c、50dが設けられている。そして、装着部50aには、ブラック現像器51が、装着部50bには、シアン現像器52及びブラック現像器51が、装着部50cには、マゼンタ現像器53及びブラック現像器51が、装着部50dには、イエロー現像器54及びブラック現像器51が、それぞれ装着可能となっている。現像器保持ユニット48は、これらの現像器を装着部に保持した状態で、回転軸50eを中心として回転可能であり、現像器保持ユニット48が回転することにより、装着部に装着された現像器が移動するようになっている。
ここでは、現像器保持ユニット48の構成例について、図5乃至図7Fを用いて、さらに詳しく説明する。図5は、現像器保持ユニット48を説明するための説明図である。図6は、ロータリー保持ユニット230を説明するための説明図である。図7A乃至図7Fは、ロータリー50の停止位置を示した図である。なお、図を見やすくするために、図5においては、ロータリー保持ユニット230、凸部56a、56b、56c、56d、56e、56f、56g、56h、56i等を、図6においては、支持フレーム50f、現像器等を、省略している。また、図5及び図6は、ロータリー50がブラック現像器51の現像位置に位置しているときの現像器保持ユニット48の様子を示している。
現像器保持ユニット48は、前述したロータリー50と、ロータリー駆動ユニット210と、現像器駆動ユニット220と、ロータリー保持ユニット230と、を有している。
ロータリー50は、図5に示すように、その中心に位置する回転軸50eを有し、当該回転軸50eを中心にして回転可能となっている。この回転軸50eには現像器を保持するための支持フレーム50fが固定され、回転軸50eは、プリンタ10の筐体をなす2枚のフレーム側板(図示せず)の間に架け渡されて、その両端部が支持されている。この支持フレーム50fは、前述した4つの現像器51、52、53、54が装着される4つの装着部50a、50b、50c、50dを周方向に90°間隔で備えている。
ここで、図7A乃至図7Fを用いて、回転するロータリー50の6つの停止位置について説明する。図7Aは、画像形成の実行を待機しているときの待機位置であって、ロータリー50の回転方向の基準位置となる停止位置でもあるホームポジション位置(以下「HP位置」という)を、図7Bは、装着部50aに装着されている現像器の現像位置を、図7Cは、装着部50cに装着されている現像器の現像位置を、図7Dは、装着部50bに装着されている現像器の現像位置を、図7Eは、装着部50dに装着されている現像器の現像位置を、図7Fは、装着部50dに装着されるべき現像器を装着する装着位置を、それぞれ示している。
先ず、図7Aに示すHP位置について説明する。ロータリー50の回転軸50eの一方端側には、HP位置を検出するためのHP検出部31(図8)が設けられている。このHP検出部31は、回転軸50eの一方端に固着された信号生成用の円盤と、発光部、受光部を備えたフォト・インタラプタ等からなるHPセンサとで構成されている。円盤の周縁部は、HPセンサの発光部と受光部との間に位置するように配置され、円盤に形成されたスリット部がHPセンサの検出位置に移動してくると、HPセンサからの出力信号が「L」から「H」に変化する。そして、この信号レベルの変化とパルスモータのパルス数に基づきロータリー50のHP位置が検出され、このHP位置を基準として、各現像器を現像位置等に位置決めすることができるようになっている。
図7Bには、前記HP位置から所定のパルス数分だけ、前記パルスモータを回転させた、装着部50aに装着されている現像器(すなわち、ブラック現像器51)の現像位置が示されている。ロータリー50がブラック現像器51の現像位置に位置する際に、感光体20に対向するブラック現像器51が、感光体20上に形成された潜像を現像する。また、ロータリー50が反時計方向に90°回転すると、図7Cに示すように、ロータリー50が装着部50cに装着されている現像器(例えば、マゼンタ現像器53)の現像位置に位置することとなり、さらに、ロータリー50が反時計方向に90°回転すると、図7Dに示すように、ロータリー50が装着部50bに装着されている現像器(例えば、シアン現像器52)の現像位置に位置することとなり、さらに、ロータリー50が反時計方向に90°回転すると、図7Eに示すように、ロータリー50が装着部50dに装着されている現像器(例えば、イエロー現像器54)の現像位置に位置することとなる。
図7Fには、装着部50dに装着されるべき現像器(例えば、イエロー現像器54)を装着する装着位置が示されている。前述した2枚のフレーム側板の一方には、1つの現像器のみが通過可能な装着専用口37と、装着専用口37を開閉可能に覆う内側カバー(図示せず)とが設けられている。装着専用口37は、図7Fに示すように、ロータリー50が当該装着位置に位置する際に、現像器(例えば、イエロー現像器54)を、回転軸50eに沿う方向に挿入して、装着部50dのみに装着させることが可能な位置に形成されている。そして、ロータリー50が当該装着位置以外に位置する間は、現像器の装着部50dへの装着はフレーム側板によって規制されている。なお、図7Fにおいては、装着位置は、装着部50dを対象として示したが、ロータリー50を90°ずつ回転させた位置が、各装着部50a、50b、50cに対応した装着位置となる。
ロータリー駆動ユニット210は、ロータリー50を回転させるためのものである。このロータリー駆動ユニット210は、図5に示すように、モータの一例としての第一ステッピングモータ210aと、ロータリー駆動用歯車210bと、を有している。
第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50を回転させるためのモータである。この第一ステッピングモータ210aは、モータ軸210cを備え、当該モータ軸210cは、ロータリー駆動用歯車210bに固定されている。そして、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー駆動用歯車210bを介して、ロータリー50を回転させる。
ロータリー駆動用歯車210bは、ロータリー50の外周部に設けられている歯と噛合しており、第一ステッピングモータ210aから駆動力を受けて、ロータリー50を駆動する(回転させる)。
なお、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50を回転させる機能だけではなく、ロータリー50が停止しているときに当該ロータリー50を停止位置に保持する機能をも有している。すなわち、当該第一ステッピングモータ210aは、対象物を回転させる駆動モードの他に、対象物を停止位置に保持する保持モード(ホールドモード)、を備えており、ロータリー50が停止位置に位置した際には、第一ステッピングモータ210aが通電され、かつ、第一ステッピングモータ210aのモードが保持モードに設定され、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50を停止位置に保持する機能を発揮する。
現像器駆動ユニット220は、現像器に設けられている現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を回転させるためのものである。この現像器駆動ユニット220は、図5に示すように、第二ステッピングモータ220aと、中間歯車群220bと、本体側歯車220cと、を有している。
第二ステッピングモータ220aは、現像器に潜像の現像をさせるために、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を回転させるためのモータである。この第二ステッピングモータ220aは、モータ軸220dを備え、当該モータ軸220dは、中間歯車群220bのうちの一の歯車に固定されている。そして、第一ステッピングモータ210aは、中間歯車群220b、本体側歯車220c、現像器に設けられている4つの歯車(現像器側歯車574、中間歯車576、現像ローラ駆動歯車510a、供給ローラ駆動歯車550a)を介して、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を回転させる。
本体側歯車220cは、第二ステッピングモータ220aから駆動力を受けて、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動する(回転させる)。この本体側歯車220cは、ロータリー50が回転して現像器の現像位置に位置した際に、当該現像器に設けられている現像器側歯車574と噛合するようになっている。より具体的には、本体側歯車220cは、ロータリー50が回転して装着部50aに装着されている現像器(すなわち、ブラック現像器51)の現像位置(図7B)に位置した際に、装着部50aに装着されている現像器に設けられている現像器側歯車574と噛合し、ロータリー50が装着部50cに装着されている現像器(例えば、マゼンタ現像器53)の現像位置(図7C)に位置した際に、装着部50cに装着されている現像器に設けられている現像器側歯車574と噛合し、ロータリー50が装着部50bに装着されている現像器(例えば、シアン現像器52)の現像位置(図7D)に位置した際に、が装着部50bに装着されている現像器に設けられている現像器側歯車574と噛合し、ロータリー50が装着部50dに装着されている現像器(例えば、イエロー現像器54)の現像位置(図7E)に位置した際に、装着部50dに装着されている現像器に設けられている現像器側歯車574と噛合する。そして、本体側歯車220cは、第二ステッピングモータ220aから受けた駆動力を、噛合する現像器側歯車574へ伝達する。
ロータリー保持ユニット230は、ロータリー50を図7A乃至図7Fに示した停止位置に保持するためのものである。このロータリー保持ユニット230は、図6に示すように、保持部材の一例としての保持レバー232と、不図示のソレノイドと、を有している。
保持レバー232は、ロータリー50が停止しているときにロータリー50を停止位置に保持する樹脂製のレバーである。この保持レバー232は、回動支点232aと、該保持レバー232の先端部に設けられた凹部232bと、を有している。そして、ロータリー50が図7A乃至図7Fに示す停止位置に位置した際には、当該保持レバー232は、ソレノイドにより駆動されることにより、前記回動支点232aまわりに回動し、前記凹部232bがロータリー50に設けられた嵌合部の一例としての凸部に嵌合する。このことにより、ロータリー50が前記停止位置に保持される。
なお、ロータリー50には、図6に示すように、9つの前記凸部56a、56b、56c、56d、56e、56f、56g、56h、56iが設けられており、ロータリー50が停止する停止位置が変わると、前記凹部232bが嵌合する凸部も変わることとなる。より具体的には、ロータリー50がHP位置に位置した際には、凹部232bは凸部56aに嵌合し、ロータリー50が前記現像位置に位置した際には、凹部232bは凸部56b、56c、56d、56eのうちのいずれかに嵌合し、ロータリー50が前記装着位置に位置した際には、凹部232bは凸部56f、56g、56h、56iのうちのいずれかに嵌合する。
このように、プリンタ10には、ロータリー50が停止した際にロータリー50を停止位置に保持する部材として、第一ステッピングモータ210a及び保持レバー232、が設けられている。
===制御ユニットの概要===
次に、制御ユニット100の構成について図8を参照しつつ説明する。図8は、プリンタ10の制御ユニット100を示すブロック図である。
メイン制御部101は、CPU111と、不図示のコンピュータと接続するためのインターフェース112と、コンピュータから入力された画像信号等を記憶するための画像メモリ113と、電気的に書き換え可能なEEPROM114a、RAM114b、各種制御用のプログラムを備えたプログラムROM等からなるメイン制御部側メモリ114と、を備えている。このメイン制御部101には、プリンタ10に接続されたコンピュータから画像信号等の各種情報が送出される。
メイン制御部101は、コンピュータ等から送出された画像信号としてのレッド、グリーン、ブルーのRGBデータを、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのYMCK画像データに変換し、変換したYMCK画像データを画像メモリ113に記憶する機能を有する。また、プリンタ10が単色プリンタとして使用されている場合には、RGBデータをブラック画像データに変換し、変換したブラック画像データを画像メモリ113に記憶する。さらに、メイン制御部101は、接続されたコンピュータに各種情報を送出する機能を有している。
また、EEPROM114aには、プリンタ10がカラープリンタとして使用されるか、モノクロプリンタとして使用されるかを示す装置情報としての機種情報が格納されている。CPU111は、前述した4つの装着部のどこに現像器が装着されているかを示す現像器の装着情報、及び、各現像器の情報を、所定のタイミングでユニット制御部102から受信する。そして、当該装着情報に基づいて、EEPROM114a内の前記機種情報を必要に応じて書き換える。なお、機種情報は、EEPROM114a内に1ビットの情報として書き込まれており、その値が0のときはプリンタ10がカラープリンタとして使用されていることを、その値が1のときはプリンタ10がモノクロプリンタとして使用されていることを示している。この機種情報は、プリンタ10の電源が投入された際にEEPROM114aに基づいてRAM114bの情報が書き換えられる。
ユニット制御部102は、CPU120と、電気的に書き換え可能なEEPROM116a、RAM、各種制御用のプログラムを備えたプログラムROM等からなるユニット制御部側メモリ116と、装置本体の各ユニット(帯電ユニット30、露光ユニット40、現像器保持ユニット48、一次転写ユニット60、クリーニングユニット75、二次転写ユニット80、定着ユニット90、表示ユニット95)を駆動制御するための各駆動制御回路等を有している。CPU120は、各駆動制御回路と電気的に接続され、メイン制御部101のCPU111からの制御信号に基づいて各駆動制御回路を制御する。すなわち、ユニット制御部102は、各ユニットが備えるセンサ等からの信号を受信することにより、各ユニットの状態を検出しつつ、メイン制御部101から入力される信号に基づいて、各ユニットを制御する。
また、CPU120は、前述した機種情報に基づいて、各駆動制御回路を制御する。すなわち、機種情報の値が0の場合には、カラープリンタとして、当該プリンタ10の各ユニットを制御し、装置情報の値が1の場合には、モノクロプリンタとして、プリンタ10の各ユニットを制御する。
なお、上記において、第一ステッピングモータ210aは、対象物を回転させる駆動モードと、対象物を停止位置に保持する保持モードと、を備えていることについて説明したが、双方のモードの切り替えは、制御ユニット100(より具体的には、ユニット制御部102に設けられている現像器保持ユニット駆動制御回路125)により実行される。すなわち、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を回転させる際には、第一ステッピングモータ210aのモードが、現像器保持ユニット駆動制御回路125により駆動モードに設定され、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を停止位置に保持する際には、第一ステッピングモータ210aのモードが、現像器保持ユニット駆動制御回路125により保持モードに設定される。
また、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を停止位置に保持するときの当該第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを変化させることが可能である。現像器保持ユニット駆動制御回路125は、保持モードに設定された第一ステッピングモータ210aの電流値を制御することにより、前記保持トルクを変化させる。第一ステッピングモータ210aによる保持トルクは、前記電流値が高くなると増加し、前記電流値が低くなると減少する。したがって、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、前記電流値を高く設定したり低く設定したりすることにより、前記保持トルクを増減させる。
また、CPU120は、入出力ポート123を介して後述するHP検出部31とも接続されている。
===画像形成装置の動作例===
本実施の形態に係るプリンタ10は、4色のトナーによりカラー画像を媒体に形成するカラー画像形成モードと、ブラック色のトナーによりモノクロ画像を媒体に形成するモノクロ画像形成モードと、を備えている。
ここでは、プリンタ10の画像形成動作について、カラー画像形成モードが実行される場合のプリンタ10の画像形成動作とモノクロ画像形成モードが実行される場合のプリンタ10の画像形成動作とに分けて、以下に説明する。なお、プリンタ10がカラープリンタとして使用される際には、プリンタ10は、カラー画像形成モードを実行することだけでなく、モノクロ画像形成モードを実行することも可能である。したがって、以下に説明するモノクロ画像形成モードが実行される場合のプリンタ10の画像形成動作は、プリンタ10が前述したカラープリンタとして使用される際にモノクロ画像形成モードが実行される場合と、プリンタ10がモノクロプリンタとして使用される際にモノクロ画像形成モードが実行される場合と、に適用される。
<<<カラー画像形成モードが実行される場合のプリンタ10の動作>>>
先ず、カラー画像形成モードが実行される場合のプリンタ10の画像形成動作について説明する。
コンピュータからの画像データ及び制御信号がインターフェース(I/F)112(図8参照)を介してプリンタ10のメイン制御部101に入力されると、このメイン制御部101からの指令に基づくユニット制御部102の制御により感光体20、及び、中間転写体70が回転する。感光体20は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット30により順次帯電される。
感光体20の帯電された領域は、感光体20の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット40によって、第1色目(本実施の形態においてはブラックK)の画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
ロータリー50は、前記HP位置(図7A)から回転して、ブラック現像器51が感光体20に対向する前記ブラック現像器51の現像位置(図7B)で停止する。感光体20上に形成された潜像は、感光体20の回転に伴って現像可能な位置に至り、ブラック現像器51によってブラックトナーで現像される。これにより、感光体20上にブラックトナー像が形成される。
感光体20上に形成されたブラックトナー像は、感光体20の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット60によって、中間転写体70に転写される。この際、一次転写ユニット60には、トナーTの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。なお、この間、二次転写ユニット80は、中間転写体70から離間している。
上記の処理が、第2色目(本実施の形態においてはマゼンタM)、第3色目(本実施の形態においてはシアンC)、及び、第4色目(本実施の形態においてはイエローY)について、各々の現像器毎に順次実行されることにより、各画像情報に対応した4色のトナー像が、中間転写体70に重なり合って転写される。これにより、中間転写体70上にはフルカラートナー像が形成される。なお、第1色目に係る上記処理から第2色目に係る上記処理の移行時に、ロータリー50は、ブラック現像器51の現像位置(図7B)からマゼンタ現像器53の現像位置(図7C)まで回転する。同様に、ロータリー50は、第2色目に係る上記処理から第3色目に係る上記処理の移行時に、マゼンタ現像器53の現像位置(図7C)からシアン現像器52の現像位置(図7D)まで回転し、第3色目に係る上記処理から第4色目に係る上記処理の移行時に、シアン現像器52の現像位置(図7D)からイエロー現像器54の現像位置(図7E)まで回転する。そして、第4色目に係る現像が終了すると、ロータリー50は、イエロー現像器54の現像位置(図7E)から回転して、HP位置(図7A)に復帰する。
中間転写体70上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体70の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット80によって媒体に転写される。なお、媒体は、給紙トレイ92から、給紙ローラ94、レジローラ96を介して二次転写ユニット80へ搬送される。また、転写動作を行う際、二次転写ユニット80は中間転写体70に押圧されるとともに二次転写電圧が印加される。
媒体に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット90によって加熱加圧されて媒体に融着される。
一方、感光体20は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット75に支持されたクリーニングブレード76によって、その表面に付着しているトナーTが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーTは、クリーニングユニット75が備える残存トナー回収部に回収される。
なお、インターフェース(I/F)112を介してプリンタ10のメイン制御部101に入力される前述した制御信号には、画像形成が行われる媒体の枚数に係る情報が含まれており、当該枚数が複数枚である場合には、前述した処理が枚数分繰り返される。すなわち、かかる際には、カラー画像形成モードで複数枚数の媒体に画像を連続形成するカラー画像連続形成モードが、実行されることとなる。
<<<モノクロ画像形成モードが実行される場合のプリンタ10の動作>>>
次に、モノクロ画像形成モードが実行される場合のプリンタ10の画像形成動作について説明する。
コンピュータからの画像データ及び制御信号がインターフェース(I/F)112(図8参照)を介してプリンタ10のメイン制御部101に入力されると、このメイン制御部101からの指令に基づくユニット制御部102の制御により感光体20、及び、中間転写体70が回転する。感光体20は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット30により順次帯電される。
感光体20の帯電された領域は、感光体20の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット40によって、画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
ロータリー50は、前記HP位置(図7A)から回転して、例えば、装着部50aに装着されたブラック現像器51が感光体20に対向する前記ブラック現像器51の現像位置(図7B)で停止する。感光体20上に形成された潜像は、感光体20の回転に伴って現像可能な位置に至り、ブラック現像器51によってブラックトナーで現像される。これにより、感光体20上にブラックトナー像が形成される。そして、現像が終了すると、ロータリー50は、ブラック現像器51の現像位置(図7B)から回転して、HP位置(図7A)に復帰する。
感光体20上に形成されたブラックトナー像は、感光体20の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット60によって、中間転写体70に転写される。この際、一次転写ユニット60には、トナーTの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。なお、この間、二次転写ユニット80は、中間転写体70から離間している。
中間転写体70上に形成されたトナー像は、中間転写体70の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット80によって媒体に転写される。なお、媒体は、給紙トレイ92から、給紙ローラ94、レジローラ96を介して二次転写ユニット80へ搬送される。また、転写動作を行う際、二次転写ユニット80は中間転写体70に押圧されるとともに二次転写電圧が印加される。
媒体に転写されたトナー像は、定着ユニット90によって加熱加圧されて媒体に融着される。
一方、感光体20は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット75に支持されたクリーニングブレード76によって、その表面に付着しているトナーTが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーTは、クリーニングユニット75が備える残存トナー回収部に回収される。
なお、インターフェース(I/F)112を介してプリンタ10のメイン制御部101に入力される前述した制御信号には、画像形成が行われる媒体の枚数に係る情報が含まれており、当該枚数が複数枚である場合には、前述した処理が枚数分繰り返される。すなわち、かかる際には、モノクロ画像形成モードで複数枚数の媒体に画像を連続形成するモノクロ画像連続形成モードが、実行されることとなる。
===現像器保持ユニット駆動制御回路が、保持トルクを変化させる制御例について===
上述したとおり、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50を回転させる機能だけではなく、ロータリー50が停止しているときに当該ロータリー50を停止位置に保持する機能をも有しており、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を停止位置に保持する際に、第一ステッピングモータ210aのモードが、現像器保持ユニット駆動制御回路125により保持モードに設定される。また、当該現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を停止位置に保持するときの第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを、第一ステッピングモータ210aの電流値を制御することにより変化させることができる。
ここでは、現像器保持ユニット駆動制御回路125が、前記保持トルクを変化させる制御例について、図9及び図10を用いて説明する。なお、本項では、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を、前述した図7A乃至図7Fに示される停止位置のうちの図7Bに示される停止位置(すなわち、ブラック現像器51の現像位置)、に保持する際に、現像器保持ユニット駆動制御回路125が、前記保持トルクを変化させる例について説明する。また、前記カラー画像形成モードが実行されるときと、前記モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの前記制御は異なるため、双方について説明する。
<<<カラー画像形成モードが実行されるときの制御例>>>
先ず、カラー画像形成モードが実行されるときの前記制御について、図9を用いて説明する。図9は、カラー画像形成モードが実行されるときの制御を説明するための説明図である。
上述したとおり、コンピュータからの画像データ及び制御信号がプリンタ10に入力されると、プリンタ10の画像形成動作が開始される。現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aのモードを前記駆動モードに設定し、当該第一ステッピングモータ210aを制御して、ロータリー50を、前記HP位置(図7A)から回転させ前記ブラック現像器51の現像位置(図7B)で停止させる(時間tc1)。そして、ロータリー50がブラック現像器51の現像位置(図7B)で停止した際に、現像器保持ユニット駆動制御回路125の制御により、第一ステッピングモータ210a、第二ステッピングモータ220a、及び、保持レバー232は、以下のように動作する。
すなわち、第一ステッピングモータ210aのモードが、保持モードに切り替えられ、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50を前記現像位置に保持する。かかる際に、第一ステッピングモータ210aの電流値は、1.9Aに設定される(なお、第一ステッピングモータ210aの電流値が1.9Aに設定されたときの、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクの値を値Cとする)。また、保持レバー232が、回動して前記凸部に嵌合し、ロータリー50を前記現像位置に保持する。また、第二ステッピングモータ220aが、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を回転させる。すなわち、第二ステッピングモータ220aが、本体側歯車220cに駆動力を与え、当該駆動力を受けた本体側歯車220cが、現像器側歯車574及び中間歯車576を介して、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動する(回転させる)。そして、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550の回転開始後暫くしてから、現像動作が開始される(時間tc2)。
本体側歯車220cが現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動し始めてから所定期間経過後(時間tc3)に、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、前記保持トルクを減少させる制御を実行する。より具体的には、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、モータの電流値を1.9Aから1.3Aへ減少させることにより、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクの値を値Cから値A(<値C)へ減少させる。
その後、時間tc4で、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを増加させてから、すなわち、モータの電流値を1.3Aから1.9Aへ戻すことにより前記保持トルクの値を値Aから値Cへ増加させてから、第一ステッピングモータ210a等を以下のように制御する(時間tc6)。なお、ブラック現像器51による現像動作は、時間t5で終了する。
現像器保持ユニット駆動制御回路125の制御により、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50の保持を終了する。換言すれば、第一ステッピングモータ210aのモードが、現像器保持ユニット駆動制御回路125により駆動モードに切り替えられる。また、かかる際に、保持レバー232も、回動して前記凸部から離間し、ロータリー50の保持を終了する。さらに、第二ステッピングモータ220aが、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550の回転を停止させる。そして、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50を次の現像位置(すなわち、マゼンタ現像器53の現像位置)へ位置させるために、ロータリー50を回転させる。
その後、ロータリー50は、マゼンタ現像器53の現像位置、シアン現像器52の現像位置、イエロー現像器54の現像位置へと、順に移動し、ロータリー50がこれらの現像位置に位置する状態で現像動作が行われるが、これらの現像位置においても、上述した制御と同様の制御が実行される。
ここで、現像器保持ユニット駆動制御回路125が第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを上記のように変化させる理由について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、第一ステッピングモータ210aがロータリーの保持を開始してから終了するまでの期間(時間tc1からtc6まで)のうち、第一ステッピングモータ210aがロータリーの保持を開始してから現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを減少させる制御を実行するまでの期間(時間tc1から時間tc3まで)を初期、現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを減少させる制御を実行してから前記保持トルクを増加させる制御を実行するまでの期間(時間tc3からtc4まで)を中期、現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを増加させる制御を実行してから第一ステッピングモータ210aがロータリーの保持を終了するまでの期間(時間tc4からtc6まで)を終期、と呼ぶ。
本実施の形態においては、初期と終期における前記保持トルクが中期における前記保持トルクよりも大きくなっている。先ず、初期において前記保持トルクを大きくする理由から説明する。
前述したとおり、ロータリー50が現像位置に位置する際には、本体側歯車220cが、現像器側歯車574及び中間歯車576を介して、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動する。本実施の形態においては、本体側歯車220cが、図5中時計方向に回転し、これと噛合する現像器側歯車574を図5中反時計方向に回転させるが、かかる際に、本体側歯車220cは、現像位置で停止しているロータリー50を図5中反時計方向へ回転させる力をロータリー50へ与えてしまう。
ところで、本体側歯車220cが現像ローラ510等を駆動し始めてから暫くの間は、以下の理由から、本体側歯車220cが現像ローラ510等を駆動する駆動トルクが大きくなる傾向がある。かかる理由について説明すると、先ず、現像ローラ510等が駆動される前には、トナー収容部530に収容されているトナーが重力により沈降している可能性が高く、かかる場合には、トナーが固まっているため現像ローラ510等が回転しにくくなっている。また、現像ローラ510には、弾性を有するトナー供給ローラ550が食い込んだ状態で当接しており、当該状態のまま長い間放置された結果、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550が回転しにくくなっている。これらに起因して、本体側歯車220cが現像ローラ510等を駆動し始めてから暫くの間は、前記駆動トルクが大きくなる傾向がある。そして、当該駆動トルクが大きいと、本体側歯車220cがロータリー50を図5中反時計方向へ回転させる前述した力も大きくなるから、初期においては、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを大きくする必要がある。
これに対し、中期においては、上述した事情は存在しないから、消費電力を抑えること等をより重視して、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを初期に比べて小さくする。すなわち、当該保持トルクを小さくする際には、第一ステッピングモータ210aの電流値を減少させるから、消費電力が適切に抑えられる。また、消費電力が抑えられることにより、第一ステッピングモータ210aの発熱量が抑えられるというメリットも生ずる。
次に、終期において、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを大きくする理由について説明する。中期においては、消費電力を抑えること等をより重視して前記保持トルクを小さくするから、本体側歯車220cが、当該保持トルクが小さい状態で、現像器側歯車574等を介して現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動することとなる。したがって、かかる場合には、ロータリー50が前記保持トルクに抗して図5中反時計方向へ回転する可能性がある。なお、本実施の形態においては、前述したとおり、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を現像位置に保持する際に保持レバー232も前記凸部に嵌合しロータリー50を保持するが、保持レバー232に設けられた凹部232bと該凸部との間には製造上の理由等から若干の隙間が設けられており、また、保持レバー232が樹脂製であるため保持レバー232が微小に伸縮、変形することから、保持レバー232が前記凸部に嵌合していてもロータリー50が図5中反時計方向へ微小に回転し得る。
そして、ロータリー50が図5中反時計方向へ微小に回転すると、以下の不都合が生ずる可能性がある。すなわち、ロータリー50が図5中反時計方向へ微小に回転すると、これに噛合するロータリー駆動用歯車210bと、該ロータリー駆動用歯車210bが固定されているモータ軸210cも回転し、延いては、第一ステッピングモータ210aのローターが微小に回転してしまう。すなわち、第一ステッピングモータ210aのローターが所望の位置(ロータリー50が図5中反時計方向へ回転する前のローターの位置)からずれた位置へ移動してしまうこととなり、かかる状態のまま、第一ステッピングモータ210aのモードが、駆動モードに切り替えられて、現像器保持ユニット駆動制御回路125が第一ステッピングモータ210aに対しロータリー50を回転させる指令を与えた場合には、第一ステッピングモータ210aが誤動作してしまう(例えば、ロータリー50を反時計方向に回転させる指令を与えたのに、ロータリー50が時計方向に回転してしまう等)不都合が生じ得る。
そこで、かかる不都合を回避するために、終期において、第一ステッピングモータ210aの電流値を増加させることにより第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを大きくする。このことにより、第一ステッピングモータ210aに設けられているステーターの電磁石の磁力がより強くなるため、中期において所望の位置からずれた位置へ移動してしまったローターが当該磁力により所望の位置へ引き戻されることとなり、前記誤動作の発生が適切に防止される。すなわち、現像器保持ユニット駆動制御回路125が、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを増加させてから、第一ステッピングモータ210aのモードを駆動モードに切り替えて第一ステッピングモータ210aに対しロータリー50を回転させる指令を与えると、第一ステッピングモータ210aのローターが所望の位置に戻ってから当該ローターが回転し始めることとなるから、第一ステッピングモータ210aが適切に動作することとなる。
上述したとおり、本実施の形態に係るプリンタ10においては、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を現像位置に保持する際の第一ステッピングモータ210aによる保持トルク、を現像器保持ユニット駆動制御回路125が変化させる。このことにより、消費電力を適切に抑えることができるプリンタ10を実現することが可能となる。
例えば、現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを変化させる機能を有さない場合には、上記制御において、初期から終期に亘って保持トルクを大きくする(すなわち、第一ステッピングモータ210aがロータリーの保持を開始してから終了するまでの間、保持トルクの値を値Aではなくて値Cとする)必要がある。かかる場合には、本実施の形態とは異なり、中期においても保持トルクの値が大きくなり、消費電力が増大する。これに対し、本実施の形態においては、中期において、保持トルクの値を小さくすることができるため、消費電力を適切に抑えることが可能となる。また、これにより、第一ステッピングモータ210aの発熱量が抑えられるというメリットも生ずることとなる。
<<<モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの制御例>>>
次に、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの前記制御について、図10を用いて説明する。図10は、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの制御を説明するための説明図である。
上述したとおり、コンピュータからの画像データ及び制御信号がプリンタ10に入力されると、プリンタ10の画像形成動作が開始される。現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aのモードを前記駆動モードに設定し、当該第一ステッピングモータ210aを制御して、ロータリー50を、前記HP位置(図7A)から回転させ前記ブラック現像器51の現像位置(図7B)で停止させる(時間tb1)。そして、ロータリー50がブラック現像器51の現像位置(図7B)で停止した際に、現像器保持ユニット駆動制御回路125の制御により、第一ステッピングモータ210a、第二ステッピングモータ220a、及び、保持レバー232は、以下のように動作する。
すなわち、第一ステッピングモータ210aのモードが、保持モードに切り替えられ、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50を前記現像位置に保持する。かかる際に、第一ステッピングモータ210aの電流値は、1.9Aに設定される(なお、第一ステッピングモータ210aの電流値が1.9Aに設定されたときの、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクの値を値Cとする)。また、保持レバー232が、回動して前記凸部に嵌合し、ロータリー50を前記現像位置に保持する。また、第二ステッピングモータ220aが、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を回転させる。すなわち、第二ステッピングモータ220aが、本体側歯車220cに駆動力を与え、当該駆動力を受けた本体側歯車220cが、現像器側歯車574及び中間歯車576を介して、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動する(回転させる)。そして、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550の回転開始後暫くしてから、現像動作が開始される(時間tb2)。
本体側歯車220cが現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動し始めてから所定期間経過後(時間tb3)に、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、前記保持トルクを減少させる制御を実行する。より具体的には、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、モータの電流値を1.9Aから0.1Aへ減少させることにより、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクの値を値Cから値B(<値C)へ減少させる。
その後、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、時間tb4で、第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを増加させてから、すなわち、モータの電流値を0.1Aから3.0Aへ増やすことにより前記保持トルクの値を値Bから値D(>値C>値B)へ増加させてから、第一ステッピングモータ210a等を以下のように制御する(時間tb6)。なお、ブラック現像器51による現像動作は、時間tb5で終了する。
現像器保持ユニット駆動制御回路125の制御により、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50の保持を終了する。換言すれば、第一ステッピングモータ210aのモードが、現像器保持ユニット駆動制御回路125により駆動モードに切り替えられる。また、かかる際に、保持レバー232も、回動して前記凸部から離間し、ロータリー50の保持を終了する。さらに、第二ステッピングモータ220aが、現像ローラ510及びトナー供給ローラ550の回転を停止させる。そして、第一ステッピングモータ210aは、ロータリー50をHP位置へ位置させるために、ロータリー50を回転させる。ロータリー50がHP位置へ位置するとプリンタ10は待機状態となる。
ここで、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの制御の、前述したカラー画像形成モードが実行されるときの制御との相違点と、相違させる理由について、説明する。なお、モノクロ画像連続形成モードに係る制御においても、便宜上、第一ステッピングモータ210aがロータリーの保持を開始してから終了するまでの期間(時間tb1からtb6まで)のうち、第一ステッピングモータ210aがロータリーの保持を開始してから現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを減少させる制御を実行するまでの期間(時間tb1から時間tb3まで)を初期、現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを減少させる制御を実行してから前記保持トルクを増加させる制御を実行するまでの期間(時間tb3からtb4まで)を中期、現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを増加させる制御を実行してから第一ステッピングモータ210aがロータリーの保持を終了するまでの期間(時間tb4からtb6まで)を終期、と呼ぶ。
先ず、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの中期における保持トルクが、カラー画像形成モードが実行されるときの中期における保持トルクよりも小さくなっている。換言すれば、カラー画像形成モードが実行される際に現像器保持ユニット駆動制御回路125が設定する保持トルクのうち、第一ステッピングモータ210aがロータリー50の保持を開始してから終了するまでの期間で最小となる保持トルクを値A(すなわち、中期における保持トルクの値)としたときに、前記現像器保持ユニット駆動制御回路125は、モノクロ画像連続形成モードが実行される際に、値Aよりも小さな値Bとなるように、時間tb3で前記保持トルクを減少させる。
このように、中期において、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの保持トルクをより小さくする理由は、以下の通りである。すなわち、モノクロ画像連続形成モードが実行される際には、カラー画像形成モードが実行されるときよりも、ブラック現像器51による現像が長い間継続して行われる。そして、現像が長い間継続して行われると、本体側歯車220cによる現像ローラ510等の駆動動作が次第に安定してくる。そのため、モノクロ画像連続形成モードが実行される際には、第一ステッピングモータ210aのローターが所望の位置からずれた位置へ移動したとしても、前記駆動動作が安定することにより、当該ローターが自然に所望の位置へ戻る傾向にある。
したがって、モノクロ画像連続形成モードが実行される際には、消費電力を抑えること等をより一層重視して、中期における保持トルクを、カラー画像形成モードが実行されるときの中期における保持トルクよりも小さくする。
また、次の相違点として、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの終期における保持トルクが、カラー画像形成モードが実行されるときの終期における保持トルクよりも大きくなっていることが挙げられる。換言すれば、カラー画像形成モードが実行される際には、現像器保持ユニット駆動制御回路125が第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを値Cに増加させてから、第一ステッピングモータ210aがロータリー50の保持を終了しロータリー50を回転させるのに対し、モノクロ画像連続形成モードが実行される際には、現像器保持ユニット駆動制御回路125が第一ステッピングモータ210aによる保持トルクを値Cよりも大きな値Dに増加させてから、第一ステッピングモータ210aがロータリー50の保持を終了しロータリー50を回転させる。
このように、終期において、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの保持トルクをより大きくする理由は、以下の通りである。上述したとおり、モノクロ画像連続形成モードが実行される際には、第一ステッピングモータ210aのローターが所望の位置からずれた位置へ移動したとしても、当該ローターが自然に所望の位置へ戻る傾向にある。しかしながら、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの中期における保持トルクをカラー画像形成モードが実行されるときの中期における保持トルクよりも小さくしているから、前記ローターが所望の位置へ戻らない場合に備えて、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの保持トルクをより大きくする。
なお、本項では、モノクロ画像連続形成モードが実行されるときの制御について説明したが、モノクロ画像非連続形成モード(すなわち、モノクロ画像形成モードで一枚の媒体のみに画像を形成するモード)が実行されるときには、カラー画像形成モードが実行されるときの制御と同様の制御が実行されることとなる。
===その他の実施の形態===
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る画像形成装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
上記実施の形態においては、画像形成装置として、カラープリンタ及び単色(モノクロ)プリンタとして使用可能なプリンタ、を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、通常のカラープリンタや単色(モノクロ)プリンタにも適用可能である。また、本発明は、複写機、ファクシミリなど、各種の画像形成装置に適用可能である。
また、感光体についても、円筒状の導電性基材の外周面に感光層を設けて構成した、いわゆる感光ローラに限られず、ベルト状の導電性基材の表面に感光層を設けて構成した、いわゆる感光ベルトであってもよい。
また、上記実施の形態においては、カラー画像形成モードが実行される際に、ブラック色、マゼンタ色、シアン色、イエロー色の順に、潜像の現像が実施されることとしたが、当該現像が実施される順番はこれに限定されるものではない。
また、上記実施の形態において、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aの電流値を制御することにより、前記保持トルクを変化させることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aの電圧値を制御することにより、前記保持トルクを変化させることとしてもよい。
また、上記実施の形態においては、現像器が潜像を現像する際に、ロータリー50は所定の現像位置で停止し、かつ、第一ステッピングモータ210aはロータリー50を前記現像位置に保持し、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を前記現像位置に保持する際の第一ステッピングモータ210aによる保持トルク、を変化させることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、第一ステッピングモータ210aはロータリー50を前記HP位置や前記装着位置に保持し、現像器保持ユニット駆動制御回路125は、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を前記HP位置や前記装着位置に保持する際の第一ステッピングモータ210aによる保持トルク、を変化させることとしてもよい。
また、上記実施の形態において、現像器は、現像ローラ510に当接して該現像ローラ510にトナーを供給するための、弾性を有するトナー供給ローラ550、を備えることとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、現像器は、当該トナー供給ローラ550を備えないこととしてもよい。
現像器がこのようなトナー供給ローラ550を備える場合には、当該トナー供給ローラ550を備えない場合と比較して、初期において本体側歯車220cがロータリー50を図5中反時計方向へ回転させる力が大きくなる。したがって、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を現像位置に保持する際の第一ステッピングモータ210aによる保持トルク、を現像器保持ユニット駆動制御回路125が変化させることにより生ずる効果(すなわち、本体側歯車220cが現像ローラ510及びトナー供給ローラ550を駆動し始めてから所定期間経過後に、現像器保持ユニット駆動制御回路125が前記保持トルクを減少させる制御を実行することにより生ずる効果)が、より有効に発揮されることとなり、かかる点で、上記実施の形態の方がより効果的である。
また、上記実施の形態において、プリンタ10は、ロータリー50が停止しているときに該ロータリー50の凸部に嵌合して該ロータリー50を停止位置に保持するための保持レバー232、を有することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、プリンタ10は、当該保持レバー232を有さないこととしてもよい。
ただし、ロータリー50を停止位置に、より確実に保持することが可能となる点で、上記実施の形態の方が望ましい。
また、上記実施の形態において、前記保持レバー232は、樹脂製であることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、保持レバーは、金属製であることとしてもよい。
保持レバー232が樹脂製である場合には、保持レバーが金属製である場合よりも、保持レバー232がロータリー50の凸部に嵌合するときの騒音が少なくなる。一方、保持レバー232が樹脂製である場合には、保持レバー232が伸縮、変形しやすいから、第一ステッピングモータ210aのローターが所望の位置からずれ易くなる。
したがって、保持レバー232が樹脂製である場合には、第一ステッピングモータ210aがロータリー50を現像位置に保持する際の第一ステッピングモータ210aによる保持トルク、を現像器保持ユニット駆動制御回路125が変化させることにより生ずる効果(すなわち、現像器保持ユニット駆動制御回路125が第一ステッピングモータ210aよる保持トルクを増加させてから、第一ステッピングモータ210aがロータリー50の保持を終了しロータリー50を回転させることにより生ずる効果)が、より有効に発揮され、かつ、前記騒音を少なくすることが可能となる。かかる点で、上記実施の形態の方がより効果的である。
===画像形成システム等の構成===
次に、本発明に係る実施の形態の一例である画像形成システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図11は、画像形成システムの外観構成を示した説明図である。画像形成システム700は、コンピュータ702と、表示装置704と、プリンタ706と、入力装置708と、読取装置710とを備えている。コンピュータ702は、本実施形態ではミニタワー型の筐体に収納されているが、これに限られるものではない。表示装置704は、CRT(Cathode Ray Tube:陰極線管)やプラズマディスプレイや液晶表示装置等が用いられるのが一般的であるが、これに限られるものではない。プリンタ706は、上記に説明されたプリンタが用いられている。入力装置708は、本実施形態ではキーボード708Aとマウス708Bが用いられているが、これに限られるものではない。読取装置710は、本実施形態ではフレキシブルディスクドライブ装置710AとCD−ROMドライブ装置710Bが用いられているが、これに限られるものではなく、例えばMO(Magneto Optical)ディスクドライブ装置やDVD(Digital Versatile Disk)等の他のものであっても良い。
図12は、図11に示した画像形成システムの構成を示すブロック図である。コンピュータ702が収納された筐体内にRAM等の内部メモリ802と、ハードディスクドライブユニット804等の外部メモリがさらに設けられている。
なお、以上の説明においては、プリンタ706が、コンピュータ702、表示装置704、入力装置708、及び、読取装置710と接続されて画像形成システムを構成した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、画像形成システムが、コンピュータ702とプリンタ706から構成されても良く、画像形成システムが表示装置704、入力装置708及び読取装置710のいずれかを備えていなくても良い。
また、例えば、プリンタ706が、コンピュータ702、表示装置704、入力装置708、及び、読取装置710のそれぞれの機能又は機構の一部を持っていても良い。一例として、プリンタ706が、画像処理を行う画像処理部、各種の表示を行う表示部、及び、デジタルカメラ等により撮影された画像データを記録した記録メディアを着脱するための記録メディア着脱部等を有する構成としても良い。
このようにして実現された画像形成システムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。