(57)【要約】【課題】使用しない色の現像器を１個通過させる場合、回転支持体の回転速度を増速し、現像器の切り換え時間を、現像器を通過させない場合の切り換え時間と同一にする画像形成装置を提供することにある。【解決手段】画像形成装置は、感光体１２上に形成された静電潜像を現像してトナー像化する複数の現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙと、該複数の現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙを保持し、回転動作によって所望の現像器を前記感光体１２と対向する現像位置へ移動させる回転支持体７と、を有し、前記現像位置への前記現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの回転切り換え時間が、前記回転支持体７の順次回転もしくは非順次回転でも一定であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像化する複数の現像器と、該複数の現像器を保持し、回転動作によって所望の現像器を前記感光体と対向する現像位置へ移動させる現像器移動手段と、を有する画像形成装置において、
前記現像器を前記現像位置へ移動させる移動時間が、前記現像器移動手段により前記現像器を回転移動する方向に関係なく一定であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像器移動手段は、前記現像位置に移動する現像器の配置に応じて、回転方向を変えることが可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像器は、画像形成動作時以外は前記感光体に対向しない位置に離間することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の現像器は同じ形状であり、隣り合う現像器へ切り換えるための前記現像器移動手段の回転角度は９０°であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像器移動手段の駆動源は、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー像を記録媒体上に転写する転写装置を備え、該転写装置の駆動は１回の画像形成動作において、所望のカラー画像が得られるまで連続して行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関し、とくにロータリ現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置では、感光体上に静電潜像を形成し、これをトナーによって現像し、この現像したトナー像を記録媒体に転写し、熱により記録媒体に定着させる構成となっている。
従来から、この種の画像形成装置の１つとして、ドラム状の感光体の近傍において一定方向に回転するように配置された回転支持体に、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）のトナーがそれぞれ収容され、そのトナーにて感光体上の静電潜像を現像する４個の現像器を搭載したロータリ方式の現像装置を設けた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特許文献１乃至３に開示された画像形成装置が有するロータリ方式の現像装置は、回転支持体を一定方向に所定の角度分だけ間欠的に回転させることにより、複数の現像器が感光体と対向する現像位置を順次通過するように移動し、その感光体に形成される静電潜像の現像に使用する現像器のみが、その現像位置で感光体と対向するように切り換えられて移動する仕組みになっている。
このような画像形成装置によってカラー画像を形成する場合には、感光体にブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの静電潜像が順次形成され、この各静電潜像の形成タイミングに合わせて回転支持体が回転することにより、４個の現像器がこの順に感光体と対向する現像位置に順次移動させられて停止し、その各色成分用の静電潜像をその対応する各色のトナーによって現像するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなロータリ方式の現像装置を有する画像形成装置にあっては、現像に使用しない色がある場合、その色に対応する現像器が感光体に対向せず、単に通過させたとしても、回転支持体の回転角度が増えるため、現像器を切り換えるための時間が増えることになる。
一般に、中間転写装置は、装置の小型化、及び低コスト化のため、その１回転分の長さは、フルカラー画像形成時の現像器切り換え時間を考慮した上で極力短く設計されるのが通常である。従って、使用しない色の現像器を通過させることにより切り換え時間が増えると、フルカラーモード或いは単色モードに比べて、生産性が落ちることになる。
例えば、フルカラーモードの生産性を４とした場合、３色モード、２色モード、及び単色モードの生産性はそれぞれ、５、８及び１６であるべきであるが、使用しない色の現像器を通過させる場合、３色モード、及び２色モードの生産性はそれぞれ、５及び８を満足できないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、使用しない色の現像器を１個通過させる場合、回転支持体の回転速度を増速し、現像器の切り換え時間を、現像器を通過させない場合の切り換え時間と同一にする画像形成装置を提供することにある。
間と同一にする画像形成装置を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像化する複数の現像器と、該複数の現像器を保持し、回転動作によって所望の現像器を前記感光体と対向する現像位置へ移動させる現像器移動手段と、を有する画像形成装置において、前記現像器を前記現像位置へ移動させる移動時間が、前記現像器移動手段により前記現像器を回転移動する方向に関係なく一定であることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記現像器移動手段は、前記現像位置に移動する現像器の配置に応じて、回転方向を変えることが可能であることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記現像器は、画像形成動作時以外は前記感光体に対向しない位置に離間することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記複数の現像器は同じ形状であり、隣り合う現像器へ切り換えるための前記現像器移動手段の回転角度は９０°であることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記現像器移動手段の駆動源は、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６に記載の発明は、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写装置を備え、該転装置の駆動は１回の画像形成動作において、所望のカラー画像が得られるまで連続して行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、使用しない色の現像器を１個通過させる場合、回転支持体の回転速度を増速し、現像器の切り換え時間を、現像器を通過させない場合の切り換え時間と同一にするので、現像器の切り換え時間を一定にし、生産性を損なわない小型、低価格の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の主断面を示す概略図である。
【図２】ロータリ現像装置の状態を示す概略図である。
【図３】ロータリ現像装置の回転制御を説明するフローチャートである。
【図４】ロータリ現像装置回転時のパルス制御をグラフで示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の主断面を示す概略図である。まず、本体機能について説明する。図１において、画像形成装置Ａの中央部には、感光体１２上の像を転写部位にて順次表面に転写する１次転写手段である中間転写装置１が配置されており、この中間転写装置１の周辺には、ドラム状の感光体１２、中間転写装置１の表面に積層された像を記録媒体に転写する２次転写手段である転写装置３、中間転写装置清掃手段２が配置されている。
また、感光体１２の周辺には、帯電器４、感光体清掃手段５が配置されている。４色の異なる色の微小着色粉体であるトナーを封入した現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙが、回転可能なロータリ現像装置７に収納されて配置されており、その下方には露光手段８が配置されている。
さらに、中間転写装置１に対して、記録媒体搬送方向上流側には記録媒体保持手段９、記録媒体供給装置１０が配置されており、また、中間転写装置１と転写装置３とのニップである第２転写位置から記録媒体搬送方向下流側には、記録媒体上に形成された像を定着する定着装置１１が配置されている。
【０００８】
このような構成の画像形成装置Ａにおいて、帯電器４は感光体１２の表面を一様に帯電させる。次に、パソコン、イメージスキャナ等による画像、文字の情報を露光装置８により、図中矢印Ｌで示すようにドット単位で露光が行われ、感光体１２の表面に静電潜像を形成させる。
その後、静電潜像は、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの何れかによりトナーが供給、現像されることにより、トナー像として可視化され、感光体１２と中間転写装置１とで形成されるニップである第１転写位置Ｔ１へ搬送される。第１転写位置Ｔ１では、図示してない電源から供給される感光体１２と中間転写装置１との電位差により、トナー像が中間転写装置１の表面へ転写される。
第１転写位置Ｔ１を通過した後、感光体１２の表面は感光体清掃手段５によって第１転写位置Ｔ１にて転写されずに残留した表面の残トナーが清掃され、次のトナー像の形成が可能な状態となる。上記工程を各現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙにより必要数繰り返すことにより、中間転写装置１の表面には、画像、文字の情報に見合うトナー像が形成される。
【０００９】
その後、トナー像は、第２転写位置Ｔ２で転写装置３によって、記録媒体供給装置１０により記録媒体保持手段９から供給された記録媒体に転写される。トナー像を転写された記録媒体は、第２転写位置Ｔ２を通過して中間転写装置１から剥離され、定着装置１１に搬送され、トナー像を記録媒体に定着し、画像形成装置外へ排出される。
以上の構成のため、カラー画像を形成するためにはロータリ現像装置７を回転させ、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙを切り換える必要がある。フルカラー画像を形成する場合は、全ての現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙにて現像するため、ロータリ現像装置７は９０°ずつ回転し、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの切り換え動作を行う。
しかし、２色或いは３色画像の場合には、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの何れかをスキップして切り換え速度を高速化し、生産性を悪化させない必要がある。そこで、本発明は、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの何れかをスキップして切り換える場合でも、フルカラー画像形成時と同じ時間で切り換えできる構成とした。
【００１０】
図２はロータリ現像装置の状態を示す概略図である。図２（ａ）〜（ｄ）を用いてロータリ現像装置の各状態を詳細に説明する。図２（ａ）はロータリ現像装置７のホームポジションを示している。このホームポジションでは、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙは感光体１２から離間した状態となっている。
図２（ｂ）は、印刷動作が開始され、ロータリ現像装置７が時計方向に回転し、ブラック現像器６Ｋが感光体２と対向している状態である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示すブラック現像器６Ｋによる現像の終了後、シアン現像器６Ｃをスキップしてロータリ現像装置７が時計方向に１８０°回転し、マゼンタ現像器６Ｍを感光体１２に対向させている状態である。
本実施の形態では、中間転写装置１の回転速度を１００ｍｍ／秒、ロータリ現像装置７が９０°回転するための切り換え時間を３８９ｍ秒としている。そのため、図２（ｂ）の状態から図２（ｃ）の状態までロータリ現像装置７を１８０°回転させる場合、切り換え時間が長くなってしまう。
本実施の形態では、ロータリ現像装置７を１８０°回転させる場合、このロータリ現像装置７の駆動源である図示してないステッピングモータのパルス数を増やして回転数を上げることにより、ロータリ現像装置７の切り換え時間を、９０°回転の場合と同じ３８９ｍ秒としている。
【００１１】
また、図２（ｄ）は、図２（ｂ）に示すブラック現像器６Ｋによる現像の終了後、シアン現像器６Ｃ及びマゼンタ現像器６Ｍをスキップしてロータリ現像装置７が反時計方向に９０°回転し、イエロー現像器６Ｙを感光体１２に対向させている状態である。
本実施の形態では、ロータリ現像装置７の駆動源である図示してないステッピングモータのパルス数は、時計方向へ９０°回転させる場合と同様とし、回転方向のみ逆回転とさせることにより、切り換え時間を３８９ｍ秒としている。
このように、本実施の形態によれば、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙを時計方向に順次回転させる場合でも、もしくは図２（ｃ）のように、図２（ｂ）に示すブラック現像器６Ｋによる現像の終了後、シアン現像器６Ｃをスキップしてロータリ現像装置７が時計方向に１８０°回転し、マゼンタ現像器６Ｍを回転させる非順次回転でも、駆動源として使用する回転支持体のステッピングモータによるロータリ現像装置７の切り換え時間を一定にすることができる。
ここで、現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの時計方向への順次回転は、各現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙをスキップさせることなく、例えば、図２（ａ）の状態から各現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙで順番に感光体１２に対向させる場合を意味している。
また、非順次回転は、図２（ｃ）のように、図２（ｂ）に示すブラック現像器６Ｋによる現像の終了後、シアン現像器６Ｃをスキップしてロータリ現像装置７が時計方向に１８０°回転する場合、及び図２（ｄ）のように、図２（ｂ）に示すブラック現像器６Ｋによる現像の終了後、シアン現像器６Ｃ及びマゼンタ現像器６Ｍをスキップしてロータリ現像装置７が反時計方向に９０°回転してイエロー現像器６Ｙを感光体１２に対向させる場合も意味している。
【００１２】
図３はロータリ現像装置の回転制御を説明するフローチャートである。以下に図１乃至図３を参照してロータリ現像装置７の回転制御操作について説明する。まず、画像形成装置Ａへの電源投入（Ｓ１）により、ロータリ現像装置７の位置データｐに初期値０が代入される（Ｓ２）。
回転支持体であるロータリ現像装置７の駆動源には図示してないステッピングモータを使用しており、このステッピングモータによってロータリ現像装置７を時計方向に回転させ、図示してない位置検出センサが検知した時に停止させることにより、ロータリ現像装置７のホームポジション移動を完了させる（Ｓ３）。
次に、印刷命令が実行される（Ｓ４）と、画像形成装置Ａはウォーミングアップを開始（Ｓ５）し、ロータリ現像装置７の位置データｐをカウントアップ（Ｓ６）し、回転支持体であるステッピングモータによってロータリ現像装置７を時計方向に回転させ、ブラック現像器６Ｋを感光体１２に対向させる（Ｓ７）。
【００１３】
ステップ（Ｓ８）では、図示してない画像形成装置制御部に色構成データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４が入力される。ここで、本実施の形態では、色構成データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４はそれぞれ順にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙに対応する２値のデータであり、内容が１であればその現像器を使用し、０であれば使用しないことを意味する。
次に、印刷すべき色構成データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４が全て０であるかどうかを判定する（Ｓ９）。ステップ（Ｓ９）で色構成データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の何れかが１であれば印刷すべきデータがあるということで、ステップ（Ｓ１０）以降に進む。
ステップ（Ｓ１０）では添字カウント値ｎに初期値０が代入され、次に、ステップ（Ｓ１１）で添字カウント値ｎをカウントアップし、ステップ（Ｓ１２）でｄｎの内容を判断する。ｄｎ＝１の場合、ステップ（Ｓ１３）で現像すべき色の添字カウント値ｎと、ロータリ現像装置７の位置データｐとが一致しているかどうか判定する。
ステップ（Ｓ１３）でｐ＝ｎの場合、ロータリ現像装置７が感光体１２に対向している現像器６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙのいずれかにて現像を行う（Ｓ１４）。或いはステップ（Ｓ１３）でｐ＝ｎでない場合は、後で詳細に説明する方法によってロータリ現像装置７を回転させ、違う色の現像器６を感光体１２に対向させ、現像を行う。
【００１４】
ステップ（Ｓ１５）にて、さらに画像形成プロセスを続行する必要があるかどうかを判断し、必要がある場合はステップ（Ｓ１１）に戻り、他の色についても同様の動作を繰り返す。なお、ステップ（Ｓ１２）においてｄｎ＝０の場合があれば、ステップ（Ｓ１２）からステップ（Ｓ１５）へジャンプして現像動作は行われないが、ステップ（Ｓ１１）により添字カウント値ｎはカウントアップする。
このようにしてｎ＝４になった時ステップ（Ｓ８）に戻り、次ページの色構成データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を要求する。ステップ（Ｓ８）で再び入力された色構成データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の何れかが１である場合は上記の動作を繰り返す。
しかし、色構成データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４全てが０である場合は、ステップ（Ｓ９）の判断により、ロータリ現像装置７の位置データｐに０が代入され（Ｓ３３）、ロータリ現像装置７をホームポジションに移動させ、動作を完了させる（Ｓ３４）。
【００１５】
さて次に、ステップ（Ｓ１３）の判定でｐ＝ｎでない場合のロータリ現像装置７の回転方法決定のシーケンスについて説明する。まず、ステップ（Ｓ１３）の判定により、ロータリ現像装置７を回転させることが必要になった場合、ステップ（Ｓ１６）でロータリ現像装置７の位置データｐと、現像すべき色の添字カウント値ｎとの大小関係を判断する。
ロータリ現像装置７の位置データｐが現像すべき色の添字カウント値ｎよりも小さい場合、通常であればロータリ現像装置７の位置データｐをカウントアップ（Ｓ３１）し、ロータリ現像装置７を時計方向に９０°回転（Ｓ３２）させ、現像動作（Ｓ１４）を行えば良い。
しかし、ｐ＝ｎ−２、及びｐ＝ｎ−３の時にはロータリ現像装置７の時計方向への９０°回転を、それぞれ２回、及び３回行わなくてはならず、ロータリ現像装置７の切り換え時間が長くなってしまうため、それを防ぐために以下のようなシーケンスとした。
まず、ステップ（Ｓ２５）でｐ＝ｎ−３であると判定した場合、ステップ（Ｓ２６）でロータリ現像装置７の位置データｐを３つカウントアップし、ロータリ現像装置７を反時計方向に９０°回転（Ｓ２７）させ、現像動作（Ｓ１４）を行う。
【００１６】
本実施の形態では、ロータリ現像装置７の駆動源にステッピングモータを使用しており、ステップ（Ｓ２７）におけるロータリ現像装置７の反時計方向への９０°回転動作は、ステップ（Ｓ３２）における時計方向への９０°回転動作と同じパルス数で実施できるため、ロータリ現像装置７の切り換え時間は等しい。
次に、ステップ（Ｓ２５）でｐ＝ｎ−３ではないと判定した場合、ステップ（Ｓ２８）でｐ＝ｎ−２であるかどうかの判定をする。ステップ（Ｓ２８）でｐ＝ｎ−２であると判定した場合、ステップ（Ｓ２９）でロータリ現像装置７の位置データｐを２つカウントアップし、ロータリ現像装置７を時計方向に１８０°回転（Ｓ３０）させ、現像動作（Ｓ１４）を行う。
ステップ（Ｓ３０）におけるロータリ回転装置７の１８０°回転動作は、ステップ（Ｓ３２）における９０°回転動作に比べて動作距離が長くなるが、別途説明するステッピングモータのパルス数変更により、ロータリ現像装置７の切り換え時間を等しくする。
以上の説明は、ステップ（Ｓ１６）においてロータリ現像装置７の位置データｐが現像すべき色の添字カウント値ｎよりも小さいと判定された場合のシーケンスである。
【００１７】
同様にして、ステップ（Ｓ１６）においてロータリ現像装置７の位置データｐが現像すべき色の添字カウント値ｎよりも大きいと判定された場合のシーケンスについて以下に説明する。
まず、ステップ（Ｓ１７）でｐ＝ｎ＋３であると判定した場合、ステップ（Ｓ１８）でロータリ現像装置７の位置データｐを３つカウントダウンし、ロータリ現像装置７を時計方向に９０°回転（Ｓ１９）させ、現像動作（Ｓ１４）を行う。
ステップ（Ｓ１７）でｐ＝ｎ＋３ではないと判定した場合、ステップ（Ｓ２０）でｐ＝ｎ＋２であるかどうかの判定をする。ステップ（Ｓ２０）でｐ＝ｎ＋２であると判定した場合、ステップ（Ｓ２１）でロータリ現像装置７の位置データｐを２つカウントダウンし、ロータリ現像装置７を時計方向に１８０°回転（Ｓ２２）させ、現像動作（ステップ１１４）を行う。
ステップ（Ｓ２０）でｐ＝ｎ＋２ではないと判定した場合、ｐ＝ｎ＋１であるため、ステップ（Ｓ２３）でロータリ現像装置７の位置データｐを１つカウントダウンし、ロータリ現像装置７を反時計方向に９０°回転（Ｓ２４）させ、現像動作（Ｓ１４）を行う。
【００１８】
図４はロータリ現像装置回転時のパルス制御をグラフで示す図である。図４（ａ）、及び図（ｂ）を用いて、ロータリ現像装置７の駆動源であるステッピングモータのパルス制御について説明する。
図４（ａ）は、ロータリ現像装置７を９０°回転させる時のステッピングモータのパルス制御の１例を示したものである。本例では、立ち上げ領域ｔ１を２５０ｐｐｓ（パルス／秒）で８ｍｍ秒、加速領域ｔ２を３００〜５８０ｐｐｓで７５ｍ秒、等速領域ｔ３を６００ｐｐｓで１６６ｍ秒、減速領域ｔ４を５７０〜７０ｐｐｓで１４０ｍ秒制御しており、ロータリ現像装置７の切り換え時間は３８９秒である。
ロータリ現像装置７の時計方向、及び反時計方向への９０°回転時は、ステッピングモータは同じパルス数で制御されており、回転方向が逆になるだけで、切り換え時間は等しい。次に、図４（ｂ）は、ロータリ現像装置７を１８０°回転させる時のステッピングモータのパルス制御の１例を示したものである。
【００１９】
本例では、立ち上げ領域ｔ１を２５０ｐｐｓで８ｍ秒、加速領域ｔ２を３６０〜１０５０ｐｐｓで４６ｍ秒、等速領域ｔ３を１０８５ｐｐｓで２５８ｍ秒、減速領域ｔ４を１０３０〜１２０ｐｐｓで７７ｍ秒制御しており、ロータリ現像装置７の切り換え時間は３８９ｍ秒である。
従って、本実施の形態では、ロータリ現像装置７を時計方向に９０°、反時計方向に９０°、及び時計方向に１８０°回転させる何れの場合においても、切り換え時間は等しく３８９ｍ秒である。本実施の形態により、ロータリ現像装置７の切り換え時間を一定にし、生産性を損なわない小型、低価格の画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００２０】
Ａ  画像形成装置、１  中間転写装置、３  転写装置、６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ  現像器、７  現像器移動手段（回転支持体、ロータリ現像装置）、９  記録媒体保持手段、１０  記録媒体供給装置、１１  定着装置、１２  感光体、Ｔ１  第１転写位置、Ｔ２  第２転写位置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平９−６２０６号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２１６３公報
【特許文献３】特開平７−１９９５８６号公報
【図１】
2010266521.tif 000003
【図２】
2010266521.tif 000004
【図３】
2010266521.tif 000005
【図４】
2010266521.tif 000006