JP6308762B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式等で画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及び複合機等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置として、感光体とこれに作用するプロセス手段（帯電手段、現像手段、クリーニング手段等）とを複数備え、各感光体に当接可能な１つのベルトを有し、カラー画像を転写材に形成可能なインライン構成の画像形成装置がある。

また、現像ローラを感光体に対して接触させた状態で現像を行う接触現像方式の画像形成装置がある。接触現像方式を用いる場合、現像ローラとの摺擦により感光体表層が削れることによる寿命の低下や、画像形成時以外に現像剤（トナー）が感光体に付着することによる現像剤の浪費や転写材の汚れ、長時間当接して停止した状態が維持されることによる現像ローラの変形など現象が生じる虞がある。

特許文献１には、インライン構成の画像形成装置に接触現像方式を適用した場合に、上述した現象の発生を抑えるための構成が提案されている。具体的には、現像ローラを感光体に対して当接する当接位置と離間した離間位置との間を移動可能にし、感光体の静電潜像を現像する期間にのみ現像ローラを感光体に当接位置に配置し、その他の期間では離間位置に配置するものである。

また、インライン構成でカラーの画像形成を行う場合、ベルト上又はベルトで搬送される転写材上で各感光体から転写したトナー像が重なるよう、ベルトの回転に合わせて時間をずらして順次各感光体で画像形成を開始する。これに対して特許文献１では、なるべく現像を開始する直前まで現像ローラを離間させておけるよう、複数の現像ローラは、時間をずらして順次対応する感光体に当接する構成となっている。

特許第４６６７１０６号

ここで、現像ローラが感光ドラムに当接する際の衝撃によって装置が揺れることにより、画像が乱れないよう、現像ローラは所定時間かけてゆっくり離間位置から当接位置まで移動させる必要がある。

一方で、ユーザビリティを改善すべく、画像形成装置にプリント信号が入力されてから１枚目の転写材にトナー画像形成され装置外に排出されるまでに要する時間（ＦＰＯＴ＝ファーストプリントアウトタイム）を短くすることが近年求められている。このＦＰＯＴを短縮する方法の一つとして、画像形成装置にプリント信号が入力されてから、最初に現像を開始するまでの時間を短縮することが考えられる。このため、最初に現像を開始する現像ローラが離間位置から当接位置まで移動する時間を短縮することによりＦＰＯＴを短縮することが考えられる。

しかしながら、特許文献１では、各現像ローラを離間位置から当接位置まで移動させる時間は全て同じに設定されている。このため、上述した、現像ローラが感光ドラムに当接する際の衝撃を抑えるように、各現像ローラが離間位置から当接位置まで移動させる時間を設定した場合、最初に現像を開始する現像ローラが離間位置から当接位置まで移動する時間が、ＦＰＯＴを短縮する上での障害となってしまう可能性がある。

別の言い方をすれば、特許文献１においてＦＰＯＴを短縮するために、最初に現像を開始する現像ローラが離間位置から当接位置まで移動する時間を短縮するようにした場合、その他の現像ローラが離間位置から当接位置まで移動する時間も短縮される為、他の現像ローラが感光ドラムに当接する際の衝撃によって画像が乱れてしまう可能性がある。

そこで本発明は上記課題に鑑みて、画像の乱れを抑えつつＦＰＯＴを短縮可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、４つの感光体と、前記４つの感光体にそれぞれ対応して設けられ、前記４つの感光体のうちのそれぞれ対応する感光体にトナーを付着させる現像位置と前記現像位置から退避した退避位置とに移動可能な４つの現像部材と、を有し、前記４つの現像部材うち、プリント信号に基づいて記録材に画像形成を行う際、最初に前記現像位置へ到達する現像部材が第１現像部材、２番目に前記現像位置へ到達する現像部材が第２現像部材である画像形成装置において、前記第１現像部材が前記退避位置から前記現像位置への移動を開始してから前記現像位置に到達するまでの期間の方が、前記第２現像部材が前記退避位置から前記現像位置への移動を開始してから前記現像位置に到達するまでの期間よりも短いことを特徴とする。

本発明によれば、画像の乱れを抑えつつＦＰＯＴを短縮可能とすることができる。

画像形成装置の概略断面図。 画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図。 （ａ）現像当接離間機構の斜視図、（ｂ）現像離間時の現像当接離間機構の一部の概略断面図、（ｃ）現像当接時の現像当接離間機構の一部の概略断面図。 （ａ）全離間状態の現像当接離間機構の概略断面図、（ｂ）カラープリント状態の現像当接離間機構の概略断面図、（ｃ）モノクロプリント状態の現像当接離間機構の概略断面図。 従来の当接離間モータの速度制御により待機状態からカラープリント状態へ移行する際の当接離間モータの回転速度を示したグラフ。 （ａ）カムギアをその回転軸方向から見た図、（ｂ）カムギアを駆動切り替えシャフトの回転軸方向から見た図。 従来の現像当接離間制御における、当接離間モータによって回転されるカムギア（カム）の回転と各現像ローラの当接離間との関係を示す図。 現像当接離間機構の４つのカム）による各現像ローラの当接離間を説明するための概略断面図。 現像当接離間制御における、当接離間モータによって回転されるカムギアの回転と各現像ローラの当接離間との関係を示す図。 当接離間モータの速度制御により待機状態からカラープリント状態へ移行する際の当接離間モータの回転速度を示したグラフ。 現像当接離間制御における、当接離間モータによって回転されるカムギア（カム）の回転と各現像ローラの当接離間との関係を示す図。

＜実施例１＞
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

［画像形成装置全体構成］
図１は、画像形成装置（プリンタ１００）の概略断面図である。プリンタ１００の下部には、カセット１１が引き出し可能に収納されている。カセット１１にそれぞれ転写材Ｓを積載収容し転写材Ｓを１枚毎に分離し、給送するようになっている。プリンタ１００は、一列に並設してなる画像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に対応するプロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（プロセスカートリッジ７）を備えている。プロセスカートリッジ７には、像担持体である感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（感光ドラム１）、感光ドラム１の表面を均一にマイナス帯電する帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（現像ユニット４）、感光ドラム１に残っている残留トナーを除去するクリーニングブレード８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、各色のトナーを収容するトナー容器を有するクリーナユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが配置されている。現像ユニット４は、現像ローラ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと現像剤塗布ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを回転可能に支持している。また、現像ローラ２４は感光ドラム１に対して当接離間可能（当接位置と離間位置との間を移動可能）な構成になっている。この構成により、感光ドラム１に形成された静電潜像にトナーを付着させ現像するタイミングに合わせて、現像ローラ２４を感光ドラム１に当接させ、それ以外の期間ではなるべく感光ドラム１から現像ローラ２４を離間させておき、現像ローラ２４や感光ドラム１の寿命を向上させている。プロセスカートリッジ７の下方には画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３が、プロセスカートリッジ７の上方には中間転写ユニット１２が設けられている。

中間転写ユニット１２は、一次転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、無端円筒状の中間転写ベルト１２ｅ、駆動ローラ１２ｆ、テンションローラ１２ｇ、中間転写ベルト１２ｅ上のトナーを除去するクリーニング装置２２を備える。クリーニング装置２２は、中間転写ベルト１２ｅの移動方向（図１の矢印に示すＦ方向）に関して、感光ドラム１ａと一次転写ローラ１２ａとで形成される一次転写部よりも上流で、且つ駆動ローラ１２ｆと二次転写ローラ１６とで形成される二次転写部１５よりも下流に配置されている。さらに、クリーニング装置２２はテンションローラ１２ｇの軸で位置決めされ保持されている。したがって、クリーニング装置２２はテンションローラ１２ｇの位置変動に追従する構成になっている。また、中間転写ベルト１２ｅとクリーニング装置２２は消耗品であるため、クリーニング装置２２と一体となった中間転写ユニット１２は画像形成装置本体に着脱可能となっている。また、クリーニング装置２２で回収された中間転写ベルト１２ｅ上の残留トナーはプリンタ１００内に配置されたトナー回収容器（不図示）に蓄積される。

駆動ローラ１２ｆが、モータ（不図示）などの駆動源により回転駆動することで、中間転写ベルト１２ｅは、図１の矢印に示すＦ方向に所定の速度で回転する。一次転写は、一次転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにプラスのバイアス電圧を印加して、マイナス帯電された感光ドラム１表面との電位差を利用することで中間転写ベルト１２ｅ上へのトナー転写（一次転写）を行っている。一次転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと感光ドラム１とでそれぞれ形成される一次転写部で感光ドラム１のトナー像が重ねて一次転写される。中間転写ベルト１２ｅ上に転写されたトナー像は、駆動ローラ１２ｆと二次転写ローラ１６とで形成される二次転写部１５で転写材Ｓに転写される。その後、転写画像の定着を行う定着装置１４を転写材Ｓが通過し、排出ローラ対２０に搬送され転写材積載部に排出される。

ここで、給送装置１３は、転写材Ｓを収納した給紙カセット１１内から転写材Ｓを給紙する給紙ローラ９と、給紙された転写材Ｓを搬送する搬送ローラ対１０とを有している。給紙カセット１１に収納された転写材Ｓは、給紙ローラ９に圧接され、分離パッド２３によって一枚ずつ分離され（摩擦片分離方式）搬送される。

そして、給送装置１３から搬送された転写材Ｓはレジストローラ対１７によって二次転写部１５に搬送される。

定着装置１４は、転写材Ｓ上に形成した画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。１４ａは円筒状の定着ベルトであり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材１４ｃにガイドされている。１４ｂは弾性加圧ローラであり、定着ベルト１４ａを挟みベルトガイド部材１４ｃと所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成している。

また、プリンタ１００は、プリンタ１００による画像形成動作を制御する制御部２００を有する。

［制御部］
次に、制御部２００について説明する。図２は、画像形成装置の制御部２００の構成を示すブロック図である。

プリンタ１００には装置の制御を行うための電気回路が搭載された制御部２００があり、制御部２００にはＣＰＵ４０が搭載されている。ＣＰＵ４０は、転写材Ｓの搬送や、プロセスカートリッジ７等駆動源の制御を行う駆動制御部５０、画像形成に関する制御を行う高圧制御部４１、及び、現像ローラ２４の当接離間を制御する当接離間制御部４５等を備え、画像形成装置の動作を一括して制御している。
駆動制御部５０は、画像形成時の駆動制御として、感光ドラム駆動部５１、中間転写ベルト駆動部５２、一次転写機構駆動部５３を制御している。高圧制御部４１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４２、現像バイアス生成部４３、転写バイアス生成部４４を制御する。

また、制御部２００は、後述する現像当接離間機構の当接離間モータ９０（図３参照）等の駆動を制御するモータドライブＩＣ４７を備える。そしてＣＰＵ４０がモータドライブＩＣ４７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９０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ＩＣ４７は、パルス信号に対応して当接離間モータ９０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９０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９０の回転速度は、ＣＰＵ４０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９０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９０の回転速度も速くなる。

当接離間のタイミング等を制御する当接離間制御部４５は当接離間モータ９０を駆動するためパルス生成部４６を制御し、パルス生成部４６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）４７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４９の信号は、駆動タイミング制御部４８に送られ、当接離間制御に用いられる。

［現像当接離間機構］
次に現像当接離間機構について説明する。まず、図３を用いて、現像ローラ２４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。図３（ａ）は現像当接離間機構の斜視図である。図３（ｂ）は現像離間時の現像当接離間機構の一部の概略断面図であり、（ｃ）は現像当接時の現像当接離間機構の一部の概略断面図である。感光ドラム１に対する現像ローラ２４の位置（当接位置、離間位置）を切り替えるための駆動源である当接離間モータ９０はステッピングモータを使用しており、ピニオンギア９１を介して駆動切り替えシャフト９２と接続されている。駆動切り替えシャフト９２には各色のカムギア９４を駆動するためのウォームギア９３が設けられており、当接離間モータ９０の回転により駆動切り替えシャフト９２を回転させることで、カムギア９４を回転させ４つのカム８０の回転位相を変化させる。カム８０はプロセスカートリッジ７の現像ユニット４に当接して現像ユニット４及び現像ローラ２４の位置を規制可能で、現像ユニット４の側面を押圧または押圧を解除することで、感光ドラム１と現像ローラ２４の当接と離間を切り替える。

このように、現像ローラ２４を感光ドラム１に対して移動させるための移動部材であるシャフト９２、及び、４つのカム８０を、１つの当接離間モータ９０により回転駆動させ、現像ローラ２４の感光ドラム１に対する位置（当接位置、離間位置）を変更可能となる。

図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、現像ユニット４は、現像ローラ２４を回転可能に支持しつつ、揺動中心２６を中心に回動可能で、時計回り方向（カム８０に当接する方向）に不図示の付勢手段で付勢され。このため、図３（ｂ）に示すように、カム８０に押圧されて、不図示の付勢手段の付勢力に抗して反時計回り方向に回動すると、現像ローラ２４が感光ドラム１から離間する。この離間した離間位置は、現像ローラ２４が現像位置よりも感光ドラム１から退避した退避位置である。一方、図３（ｃ）に示すように逆にカム８０が退避し、押圧が解除されると、不図示の付勢手段の付勢力によって時計回り方向に回動して現像ローラ２４が感光ドラム１に当接する。この当接した当接位置は、感光ドラム１の静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成することが可能な現像位置である。本実施例の現像位置は、現像ローラ２４が感光ドラム１に当接する位置であるが、上述したように、感光ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する為の位置であれば現像ローラ２４が感光ドラム１に当接していなくてもよい。

なお、本実施例ではカム８０やシャフト９２などを含む現像ローラ２４移動させる為の移動部材を駆動源としての当接離間モータ９０により回転させることにより現像ローラ２４を移動させたが、この限りではない。つまり、移動部材を１つのアクチュエータによって駆動して複数の現像ローラ２４を移動させる構成であれば、移動部材やアクチュエータの動作は回転でなくてもよい。

図４は現像当接離間機構の４つのカム８０（８０ａ〜８０ｄ）による各現像ローラ２４（２４ａ〜２４ｄ）の当接離間を説明するための概略断面図であり、（ａ）は全離間状態、（ｂ）はカラープリント状態、（ｃ）はモノクロプリント状態である。

４つのカム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）は全て同じ形状のカムであり、後述するが、互いに異なる回転位相で配置されている。全離間状態では、図４（ａ）に示すように、カム８０（８０ａ〜８０ｄ）が現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）の側面を押圧し、全ての現像ローラ２４（２４ａ〜２４ｄ）と対応する感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）とが離間する待機状態である。カラープリント状態は、図４（ｂ）に示すように、すべてのカム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）が現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）の側面の押圧を解除し、全ての現像ローラ２４（２４ａ〜２４ｄ）と対応する感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）とが当接可能な状態である。モノクロプリント状態は、図４（ｃ）に示すように、イエロー、マゼンタ、シアンの３色に対応するカム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ）がイエロー、マゼンタ、シアンの３色の現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の側面を押圧している。このため、イエロー、マゼンタ、シアンに対応する現像ローラ２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）と対応する感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ）とが離間した状態である。一方、ブラックに対応するカム８０ｄのみ現像ユニット４ｄの側面の押圧を解除し、ブラックに対応する現像ローラ２４ｄのみが感光ドラム１ｄと当接する状態である。

［カム８０の回転位相制御］
このように待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態の切り換えは、当接離間モータ９０を回転駆動して４つのカム８０をそれぞれ回転させ、その回転位相を制御することにより行う。この際、当接離間モータ９０を所望の位置で停止させる必要があるが、当接離間モータ９０の回転量の制御は以下のように行っている。図６（ａ）はカムギア９４ａをその回転軸方向から見た図であり、図６（ｂ）はカムギア９４ａを駆動切り替えシャフト９２の回転軸方向から見た図である。

イエローの現像ユニット４ａに当接するカム８０ａと一体的に回転するカムギア９４ａにはリブ９５が設けられている。そして、カムギア９４ａの回転によりリブ９５が回転し、カムギア９４ａ及びカム８０ａが所定の回転位相にあるフォトインタラプタ４９を遮光する構成となっている。従って、フォトインタラプタ４９の出力信号に基づきカムギア９４ａと共に回転するカム８０ａの回転位相を検出することができる。そして、フォトインタラプタ４９が遮光される位置を基準位置とし、その位置からステッピングモータである当接離間モータ９０の駆動ステップ数をカム８０の回転位相とを関連づけておく。これにより、駆動ステップ数をカウントすることによりカム８０の回転位相（回転量）がわかり、上述した待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態で当接離間モータ９０を停止させることができる。なお、カムギア９４とカム８０は軸９２によって同一軸上に取り付けられている。なお、本実施例ではリブ９５はＹのカムギア９４ａに設けられているが、この限りではなく、他のＭ、Ｃ、Ｋのカムギア９４ｂ、９４ｃ、９４ｄに設けられていてもかまわない。

なお、本実施例では、カムギア９４の回転位相検知は、フォトインタラプタ４９とリブ９５により行っているが、ロータリエンコーダや、その他の周知の方法により検知を行ってもよい。また当接離間モータ９０のとしてステッピングモータを使用しているがこれに限られない。つまり、カム８０を所定の回転位相（待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態）で停止させることができるものであれば、駆動源として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。

［カラープリント状態への移行］
次に図４（ａ）の待機状態から図４（ｂ）のカラープリント時の当接状態（カラープリント状態）への移行について説明する。この状態の切り換えは、感光ドラム１にトナー像の形成を開始するタイミングに合わせて、それに間に合うように行われる。

上述したように、４つのカム８０（８０ａ〜８０ｄ）は同形状のカム面を備える。そして、図４において第２カム部材としてのカム８０ｂ、カム８０ｃ、カム８０ｄは、第１カム部材としてのカム８０ａを基準として時計回り方向に回転位相がずれており、その回転位相のずれ量がカム８０ｂ、カム８０ｃ、カム８０ｄの順番で大きくなっている。なお、第１カム部材（カム８０ｂ）と第２カム部材（カム８０ｂ〜８０ｄ）のカム面はそれぞれ第１カム面、第２カム面である。

図４（ａ）の待機状態において、当接離間モータ９０を所定ステップだけ正回転させると、各カムギア９４及び各カム８０が夫々反時計回りの方向に回転（正回転）する。この際、上述したカム８０間の位相のずれにより、まずカム８０ａが現像ユニット４ａの側面の押圧を解除し、続いて、上述した回転位相のズレにしたがって、カム８０ｂ、カム８０ｃ、カム８０ｄの順番で現像ユニット４ｂ、４ｃ、４ｄの側面の押圧を解除する。すなわち、図４（ａ）の待機状態から当接離間モータ９０を正回転させていくと、イエロー→マゼンタ→シアン→ブラックの順番で現像ローラ２４が感光ドラム１に当接していく。そして、現像ローラ２４の当接が完了した画像形成ステーションから随時画像形成を開始し、感光ドラム１に順次トナー像を形成し、中間転写ベルト１２ｅに順次転写していく。なお、当接離間モータ９０を所定ステップだけ正回転させ終わり、全ての現像ローラ２４の当接が完了したところで、図４（ｂ）に示したカラープリント時での当接状態への移行が完了する。なお、最初に当接位置に移動する現像ローラ２４ａを第１現像部材とし、その他の現像ローラ２４ｂ〜２４ｄを第２現像部材とする。同様に、最初に画像形成を開始する感光ドラム１ａを第１感光体とし、その他の感光ドラム１ｂ〜１ｄを第２感光体とする。

各現像ローラ２４の当接開始、及び、完了タイミングが時間をおいて順にずれている理由について説明する。これは、各画像形成ステーションで感光ドラム１に形成したトナー像を中間転写ベルト１２ｅに転写するタイミングに合わせて画像形成を開始しつつ、なるべく画像形成を開始する直前まで現像ローラ２４を離間させておくためである。つまり、各現像ローラ２４の当接開始、及び、完了タイミングは、中間転写ベルト１２ｅの表面の所定点が各感光ドラム１と当接する一次転写位置間を移動に要する時間と同等の時間だけずれており、各感光ドラム１の一次転写位置間の距離と対応する。

なお、カラープリント状態から待機状態への移行は、トナー像の形成の終了に合わせて行われ、当接離間モータ９０を更に所定ステップだけ正回転させる。これにより、画像形成が終了した画像形成ステーションから順に現像ローラ２４が離間する。つまり、イエロー→マゼンタ→シアン→ブラックの順番で現像ローラ２４が感光ドラム１から離間（退避）する。

［モノクロプリント状態への移行］
次に図４（ａ）の待機状態から図４（ｃ）のモノクロプリント時での当接状態（モノクロプリント状態）への移行について説明する。この状態の切り換えは、感光ドラム１にトナー像の形成を開始するタイミングに合わせて、それに間に合うように行われる。図４（ａ）の待機状態において、当接離間モータ９０を所定ステップだけ逆回転させる。すると、各カムギア９４及び各カム８０は夫々時計回りの方向に回転するが、逆回転した場合、上述したカム８０の回転位相のズレにより、まずカム８０ｄのみが現像ユニット４ｄの側面の押圧を解除し、現像ローラ２４ｄのみが感光ドラム１ｄに当接する。この状態で当接離間モータ９０の駆動は停止するように所定ステップ数が設定されており、現像ローラ２４ｄのみが感光ドラム１ｄに当接した図４（ｃ）のモノクロプリント時の当接状態で維持される。

なお、モノクロプリント状態から待機状態への移行は、当接離間モータ９０を所定ステップだけ正回転させる。これにより、カム８０ｄが現像ローラ２４ｄの側面を押圧して、現像ローラ２４ｄが感光ドラム１ｄから離間し、待機状態へと戻る。

以上説明したように、このように当接離間モータ９０の回転駆動の向き（正回転・逆回転）及び回転量を制御することによって、各現像ローラ２４と対応する感光ドラム１の当接及び離間を、待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態の３つの状態に制御できる。

［本実施例の目的の説明］
次に、本実施例の目的について説明する。ここで、画像形成装置１００に画像形成を指示するプリント信号が入力されてから、１枚目の転写材Ｓにそのプリント信号に基づいたトナー画像が転写・定着され装置の排紙トレイに排出されるまでに要する時間をファーストプリントアウトタイム（以下、ＦＰＯＴと称す）と定義する。このＦＰＯＴに要する時間を大きく２つに分けると、画像形成装置１００にプリント信号が入力されてから画像形成が開始されるまでの時間と、画像形成が開始されてから転写材Ｓにトナー像が転写、定着され排紙トレイに排出が完了するまでの時間に分けられる。前者には、主にスキャナユニット３のポリゴンモータの立ち上げ時間や、定着器１４の加熱時間、現像ローラ２４を感光ドラム１に当接させる等の画像形成ステーションの画像形成可能状態への移行時間が含まれる。後者には、主に画像形成装置１００のプロセススピード（画像形成時の感光ドラム１の回転速度）や給紙カセット１１から排紙トレイまで転写材Ｓを搬送する速度や搬送路の長さに支配される時間になる。

本実施例では、現像ローラ２４が上述した待機状態にある状態からカラープリント状態に移行するまでの時間を短縮することにより、現像ローラ２４を感光ドラム１に当接させるのにかかる時間を短縮し、カラープリントを行う際のＦＰＯＴを短縮することを目的としている。

以降で、本実施例の目的を達成するための当接離間モータ９０の速度制御について説明するが、その前に、説明をわかりやすくする為、まず従来の現像当接離間制御（当接離間モータ９０の速度制御）について図５、図７を用いて説明する。なお、従来の現像当接離間機構は上述した本実施例の現像当接離間機構と同様であるため、その説明は省略する。

［従来の現像当接離間制御］
図５は従来の当接離間モータ９０の速度制御により待機状態からカラープリント状態へ移行する際の当接離間モータ９０の回転速度を示したグラフである。

図７は、従来の現像当接離間制御における、当接離間モータ９０によって回転されるカムギア９４（カム８０）の回転と各現像ローラ２４の当接離間との関係を示す図である。横軸はカムギア９４の１回転分の時間間隔を示しており、当接離間モータ９０が正回転（カム８０が反時計回りに回転）した場合、図中を左から右に向かって状態が変化する。当接離間モータ９０が逆回転（カム８０が時計回りに回転）した場合、図中を右から左に向かって状態が変化する。カム８０が一方向に１回転すると回転前と同じ状態になるので、図左端の待機状態と図右端の待機状態とは同じ状態を示している。なお、以降は、トナーの色毎の現像ローラ２４と感光ドラム１のペアを含む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。

従来の現像当接離間制御の説明に戻ると、図５に示すように、待機状態からフルカラー状態（カラープリント状態）へ移行する際、当接離間モータ９０は回転開始（駆動開始）から実質的に定常速度で回転する。また、上述のようにカム８０ａ〜８０ｄの回転位相をずらして設けているので、図７に示すように、イエロー（１ｓｔ）→マゼンタ（２ｓｔ）→シアン（３ｓｔ）→ブラック（４ｓｔ）の順番で各現像ローラ２４が対応する感光ドラム１へ向かって移動し、当接する。当接離間モータ９０は、上述した回転量の制御により最後の現像ローラ２４ｄの感光ドラム１ｄへの当接が完了した後に回転を停止する。ここで、待機状態から当接離間モータ９０を回転させて現像ローラ２４ｄが感光ドラム１ｄに当接させカラープリント状態にするまでに要する時間をＴとする。

［本実施例の現像当接離間制御］
次に本実施例の現像当接離間制御について説明する。本実施例では、最初に感光ドラム１ａに当接する現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに当接するまでの時間を短縮する。具体的な構成について説明する。図１０は本実施例の当接離間モータ９０の速度制御により待機状態からカラープリント状態へ移行する際の当接離間モータ９０の回転速度を示したグラフである。図１１は、本実施例の現像当接離間制御における、当接離間モータ９０によって回転されるカムギア９４（カム８０）の回転と各現像ローラ２４の当接離間との関係を示す図である。図１０に示すように、待機状態で当接離間モータ９０を回転開始（駆動開始）してから現像ローラ２４ａの当接完了タイミングまでの期間、加減速の期間は除いて、常に当接離間モータ９０の回転速度（駆動速度）が通常速度の１．２倍速となるよう制御する。なお、通常速度とは、１ｓｔの現像ローラ２４ａが当接完了してから最後に当接完了する４ｓｔの現像ローラ２４ｄが当接完了するまでの期間の速度である。

このように当接離間モータ９０を制御することで、待機状態にある時にプリント信号を受けて当接離間モータ９０が回転を開始してから、画像形成ステーション１の現像ローラ２４ａを感光ドラム１ａに当接完了させて、感光ドラム１ａ上にトナー像を形成開始可能となるまでの時間Ｔ１を従来と比べ短くすることができる。これにより、画像形成ステーション１で画像形成を開始するタイミングを早めることができる。また、Ｔ１が短くなった分、待機状態からカラープリント状態になるまでの時間も従来の制御よりも短いＴ’となる。このことからわかるように、現像当接に合わせて順次画像形成を開始するその他の画像形成ステーション２、３、４でも、それぞれの感光ドラム１上にトナー像を形成開始可能となるまでの時間を従来と比べ短くすることができる。このため、各画像形成ステーションで画像形成の開始タイミングを早められる。その結果、ＦＰＯＴを短縮することが可能となる。

また、各現像ローラ２４を離間した状態から、対応する感光ドラム１に向かって移動開始させて感光ドラム１への当接が完了するまでの期間を不定期間とすると、不定期間Ｐ１を不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４よりも短くしている。そして現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４はそれぞれ略同じ長さであり、従来制御とも略同等の時間を確保し、従来と同等の速度で感光ドラム１へと当接している。このため、現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの当接によって感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄが受ける衝撃が大きくなることは無く、画像乱れを抑えて画像品質も良好に維持しつつ、不定期間Ｐ１を短縮した分だけ各画像形成ステーションで画像形成の開始タイミングを早めることができる。

なお、現像ローラ２４ａの不定期間Ｐ１は、他の現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４や、従来制御の現像ローラ２４ａの不定期間よりも短くなる。しかしながら、現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに当接するタイミングは、どの画像形成ステーションも画像形成を開始する前（どの感光ドラム１でもトナー像は形成されていない）ので、当接による衝撃は画像形成には影響せず、画像乱れは発生せず画像品質は良好に維持される。

このように、不定期間Ｐ１を不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４よりも短くするためには、待機状態で当接離間モータ９０を開始してから現像ローラ２４ａの当接完了タイミングまでの期間のうち、少なくとも他の現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが移動することなく現像ローラ２４ａのみが当接位置に向かって移動している期間に、当接離間モータ９０を通常速度よりも速く回転する期間があるように制御すればよい。

以上説明したように、本実施例では、待機状態で当接離間モータ９０を開始してから現像ローラ２４ａの当接完了タイミングまでの期間のうち、少なくとも現像ローラ２４ａのみが当接位置に向かって移動している期間に通常速度よりも速く回転する期間があるように制御した。換言すれば、当接離間モータ９０の、現像ローラ２４ａのみが当接位置に向かって移動している期間の平均速度が、現像ローラ２４ｄが当接完了後から現像ローラ２４ｄの当接完了までに期間の平均速度よりも速くなるように制御すればよい。なお、待機状態で当接離間モータ９０を開始してから現像ローラ２４ａの当接完了タイミングまでの期間のうち、少なくとも現像ローラ２４ａのみが当接位置に向かって移動している期間とは、現像ローラ２４ａが現像位置に向かう移動を開始してから現像ローラ２４ｂが現像位置に向かう移動を開始するまでの期間である。これにより、現像ローラ２４ａの不定期間Ｐ１を、他の現像ローラ２４ｂ〜２４ｄの不定期間Ｐ２〜Ｐ４よりも短くすることができる。従って、画像の乱れを抑えつつ、待機状態でプリント信号を受けて当接離間モータ９０が回転を開始してから、各画像形成ステーションで現像ローラ２４を感光ドラムに当接完了させて画像形成可能にするまでの期間を短縮するし、ＦＰＯＴを短縮することができる。

また、カム８０ａとカム８０ｂ〜８０ｄとを共通の当接離間モータ９０で駆動させず、別の当接離間モータで回転させる構成であってもよい。この場合、カム８０ａを第１当接離間モータで回転させ、カム８０ｂ〜８０ｄを第２当接離間モータで回転させ、現像ローラ２４ａが待機位置にある状態からカム８０ａを回転させて現像ローラ２４ａを当接完了させるまでの期間でカム８０ａの回転速度を、現像ローラ２４ｂ〜ｄを待機位置にある状態から移動させて当接完了させる際のカム８０ｂ〜８０ｄの回転速度よりも速くなるように制御してもよい。このようにしても、不定期間Ｐ１を不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４よりも短くでき、上述した構成と同様の効果を得ることができる。

＜実施例２＞
次に実施例２について説明する。なお、画像形成装置の構成、及び、カム８０ａの構成を除いた現像当接離間機構は、実施例１と同様であるので、同様の符号を付して説明は省略する。実施例１は当接離間モータ９０の速度を制御することにより、待機状態にある時にプリント信号を受けて当接離間モータ９０が回転を開始してから画像形成可能にするまでの期間を短縮した。これに対して本実施例では、カム８０ａのプロファイル（カム面形状）を変えることで画像形成可能にするまでの期間を短縮するものである。

図８は現像当接離間機構の４つのカム８０（８０ａ〜８０ｄ）による各現像ローラ２４（２４ａ〜２４ｄ）の当接離間を説明するための概略断面図である。図９は本実施例の現像当接離間制御における、当接離間モータ９０によって回転されるカムギア９４（カム８０）の回転と各現像ローラ２４の当接離間との関係を示す図である。

図８に示すように、本実施例では画像形成ステーション１のカム８０ａのプロファイルを他の画像形成ステーションのカム８０ｂ、８０ｃ、８０ｄと異なるプロファイルにしている。具体的には、現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに向けて移動を開始してから当接完了するまでの不定期間Ｐ１時に現像ユニット４と当接するカム８０ａの周面である斜面８５の角度を立て、現像ユニット４ａが急に移動するものとしている。このようなプロファイルにより、不定期間Ｐ１に対応するカム８０ａの回転量（回転角度）が小さくなる。つまり、本実施例のカム８０ａは、従来構成や実施例１のカム８０ａ、又は、他のカム８０ｂ〜８０ｄと比べ、対応する現像ローラ２４を離間位置から当接位置に移動させるのに必要な回転量、が小さい。換言すれば、現像ローラ２４ａが感光ドラム１に向かって移動する速度が従来制御や他のカム８０ｂ〜８０ｄと比べ速くなるようにしている。このため、現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに向けて移動を開始してから当接完了するまでの時間を短くすることができる。また、現像ローラ２４ａが感光ドラム１に向かって移動する速度が他の画像形成ステーションのそれよりも速くなるようにもなっている。つまり、現像ローラ２４ａの不定期間Ｐ１は、他の現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４よりも短くなるようにしている。

よって、図９に示すように、現像ローラ２４の離間状態から当接状態の間の不定期間Ｐ１を短縮できる。その結果、待機状態にある時にプリント信号を受けて当接離間モータ９０が回転を開始してから、画像形成ステーション１の現像ローラ２４ａを感光ドラム１ａに当接完了させて、感光ドラム１ａ上にトナー像を形成開始可能となるまでの時間Ｔ１を従来と比べ短くすることができる。これにより、画像形成ステーション１で画像形成を開始するタイミングを早めることができる。

また、本実施例では、カム８０ａの待機状態から現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに当接完了するまでの回転量を小さくした分、早く現像ローラ２４ｂ〜２４ｄの当接位置へ向けた移動を開始できるよう、その他のカム８０ｂ〜８０ｄの待機状態での回転位相を従来構成や実施例１と比べ反時計回りに進めた回転位相としている。ただし、回転位相を進める量は、待機状態において、現像ローラ２４ｂ〜２４ｄが感光ドラム１ｂ〜１ｄから確実に離間された状態を維持できる量である。

このように、待機状態でのカム８０ｂ〜８０ｄの回転位相を反時計回り方向に進めることにより、待機状態の現像ローラ２４ｂ〜２４ｄが感光ドラム１ｂ〜１ｄに当接完了するまでに、カム８０ｂ〜８０ｄが回転する回転量が、従来構成や実施例１と比べ小さくなるようにしている。これにより、現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに当接完了するまでの時間を短くした分、他の現像ローラ２４が感光ドラム１に当接完了するまでの時間も合わせて短くしつつ、他の現像ローラ２４が感光ドラム１に当接する速度は従来構成や実施例１と同等のものとすることができる。これにより、Ｔ１が短くなった分、待機状態からカラープリント状態になるまでの時間も従来の制御よりも短いＴ’’となる。このため、各画像形成ステーションで画像形成の開始タイミングを早められる。その結果、ＦＰＯＴを短縮することが可能となる。

なお、現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに当接完了するまでの時間を短くした分、他の現像ローラ２４が感光ドラム１に当接完了するまでの時間も合わせて短くするために、待機状態でのカム８０ｂ〜８０ｄの回転位相を反時計回り方向に進めて設定したが、これに限定されない。つまり、カム８０ｂ、８０ｃ、８０ｄのプロファイルの不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に対応する部分は従来構成や実施例１と同様にしつつ、不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４よりも前に対応する部分のプロファイルを変更して、現像ローラ２４ｂ〜２４ｄが感光ドラム１ｂ〜１ｄに当接する為に動き出すまでの時間が短くなるようにしてもよい。

また、不定期間Ｐ１を不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４よりも短くしている。そして現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は互いに同じ長さであり、従来制御と同等の時間を確保し、従来と同等の速度で感光ドラム１へと当接している。このため、現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの当接によって感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄが受ける衝撃が大きくなることは無く、画像乱れを抑えて画像品質も良好に維持しつつ、不定期間Ｐ１を短縮した分だけ各画像形成ステーションで画像形成の開始タイミングを早めることができる。

なお、現像ローラ２４ａの不定期間Ｐ１は、他の現像ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４や、従来制御の現像ローラ２４ａの不定期間よりも短くなる。しかしながら、現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに当接するタイミングは、どの画像形成ステーションも画像形成を開始する前（どの感光ドラム１でもトナー像は形成されていない）ので、当接による衝撃は画像形成には影響せず、画像乱れは発生せず画像品質は良好に維持される。

以上説明したように、本実施例では、現像ローラ２４ａが感光ドラム１ａに向かって移動を開始してから当接が完了するまでの時間（不定期間Ｐ１）を、その他の現像ローラ２４が感光ドラム１に向かって移動を開始してから当接が完了するまでの時間（不定期間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）よりも短くなるようにカム８０ａのプロファイルを設定した。このため、画像の乱れを抑えつつ、待機状態で当接離間モータ９０を開始してから現像ローラ２４ａが当接完了するまでの期間が短くすることができる。これにより、画像の乱れを抑えつつ、待機状態でプリント信号を受けて当接離間モータ９０が回転を開始してから、各画像形成ステーションで現像ローラ２４を感光ドラムに当接完了させて画像形成可能にするまでの期間を短縮して、ＦＰＯＴを短縮することができる。

なお、本実施例のように対応する現像ローラ２４を離間位置から当接位置に移動させるのに必要な回転量が小さくなるよう、カム８０ａのプロファイルを設定しつつ、更に実施例１のように、待機状態で当接離間モータ９０を開始してから現像ローラ２４ａの当接完了までの期間のうち少なくとも現像ローラ２４ａのみが移動している期間に通常速度よりも速く回転する期間があるように当接離間モータ９０を制御してもよい。このようにすることで、より不定期間Ｐ１を他の不定期間Ｐ２〜Ｐ４と比べ短縮でき、ＦＰＯＴを短縮することができる。

１ａ 感光ドラム（第１感光体）
１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光ドラム（第２感光体）
４ａ 現像ユニット（第１現像ユニット）
４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像ユニット（第２現像ユニット）
２４ａ 現像ローラ（第１現像部材）
２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 現像ローラ（第２現像部材）
８０ａ カム（第１カム部材）
８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ カム（第２カム部材）
９０ 当接離間モータ
１００ 画像形成装置

Claims (10)

1. ４つの感光体と、前記４つの感光体にそれぞれ対応して設けられ、前記４つの感光体のうちのそれぞれ対応する感光体にトナーを付着させる現像位置と前記現像位置から退避した退避位置とに移動可能な４つの現像部材と、を有し、
   前記４つの現像部材うち、プリント信号に基づいて記録材に画像形成を行う際、最初に前記現像位置へ到達する現像部材が第１現像部材、２番目に前記現像位置へ到達する現像部材が第２現像部材である画像形成装置において、
   前記第１現像部材が前記退避位置から前記現像位置への移動を開始してから前記現像位置に到達するまでの期間の方が、前記第２現像部材が前記退避位置から前記現像位置への移動を開始してから前記現像位置に到達するまでの期間よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１現像部材の前記４つの感光体のうち対応する感光体に対する位置を規制する第１カム面を備えた第１カム部材と、前記第２現像部材の前記４つの感光体のうち対応する感光体に対する位置を規制する第２カム面を備えた第２カム部材と、を有し、前記第１カム面と前記第２カム面の形状が異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１、第２現像部材をそれぞれ前記退避位置から前記現像位置への移動を開始してから前記現像位置に到達するのに必要な前記第１、第２カム部材の回転量は、前記第１カム部材の方が小さいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１カム部材と前記第２カム部材は共通の駆動手段によって回転することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１、第２カム部材がそれぞれ当接する第１、第２現像ユニットを有し、前記第１、第２現像部材は、それぞれ前記第１、第２現像ユニットに回転可能に支持されたローラであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 駆動手段と、前記駆動手段によって駆動されることにより、前記第１及び第２現像部材を、それぞれ前記退避位置から前記現像位置へ移動させる移動部材と、を有し、前記駆動手段は、前記第１及び第２現像部材が前記退避位置にある状態で前記駆動手段によって前記移動部材を駆動した際、前記第１現像部材が前記退避位置から前記現像位置に向かって移動を開始してから、前記第２現像部材が前記退避位置から前記現像位置に向かって移動を開始するまたの期間に、前記第１現像部材が前記現像位置への移動が完了してから前記第２現像部材が前記現像位置への移動が完了するまでの期間の駆動速度よりも速い駆動速度で前記移動部材を駆動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記移動部材は、前記駆動手段の駆動により回転するカム部材であって、前記第１現像部材の前記４つの感光体のうちの対応する感光体に対する位置を規制する第１カム面を備えた第１カム部材、及び、前記第２現像部材の前記４つの感光体のうちの対応する感光体に対する位置を規制する第２カム面を備えた第２カム部材と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１カム面と前記第２カム面の形状が同じであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記第１カム面と前記第２カム面の形状が異なり、前記第１、第２現像部材をそれぞれ前記退避位置から前記現像位置へ移動させるのに必要な前記第１、第２カム部材の回転量は、前記第１カム部材の方が小さいことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記第１、第２カム部材がそれぞれ当接する第１、第２現像ユニットを有し、前記第１、第２現像部材は、それぞれ前記第１、第２現像ユニットに回転可能に支持されたローラであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。