(57)【要約】【課題】複数個のモータを使用することなく、しかも従来のような高出力を必要としない１個のモータで複数個の現像器を駆動でき、安価で小型コンパクト化に対応できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動させる一つのモータ６０と、前記モータ６０による現像器の駆動／停止の切り替えを行う切替え手段５と、前記切替え手段５を介して、少なくとも１つの現像器３３ｄの駆動を先に行い、他の少なくとも１つの現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃの駆動を後から行うように制御する制御手段１とを備える。【選択図】  図８
2006139139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の現像器を駆動させる一つのモータと、
前記モータによる現像器の駆動／停止の切り替えを行う切替え手段と、
前記切替え手段を介して、少なくとも１つの現像器の駆動を先に行い、他の少なくとも１つの現像器の駆動を後から行うように制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像器が４個である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
駆動を先に行う現像器は１個である請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機やプリンタなどに用いられる電子写真方式のカラータンデム形等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラータンデム形の画像形成装置では、カラー画像を形成するためのカラーモードと、モノクロ画像のみを作成するモノクロモードとを備えている。
【０００３】
カラーモードでの印刷には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色を使用するために、これら４色に対応して４個の現像器を備えている。
【０００４】
このような現像器の現像ローラ等を駆動するために、モータが用いられている。
【０００５】
ところで、現像器では、環境要因、具体的には低温・低湿環境（ＬＬ）での使用状態が長くなったり、放置時間が長くなるほど現像ローラの負荷トルク上昇する傾向にある。
【０００６】
このため、現像器の設計段階においては、前記負荷トルクが最悪条件になった状態でも現像動作を確保できるように、４個の各現像器を個別に設けた４個のモータで駆動したり、あるいは高出力の１つのモータで４個の現像器を駆動することが行われているが、通常の使用条件では、悪条件になる頻度は低く、ほとんどの動作条件では、前記負荷トルクに十分余裕をもった設定でモータを動作させている。つまり、発生頻度が極めて少ない最悪条件のことを見越して、モータを設定している。
【０００７】
なお、特許文献１には、現像装置を複数備え、これを順次切り替えて現像を行う画像形成装置において、現像剤の剤圧を低減させて負荷変動を抑圧する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２５８６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記公報に記載の技術では負荷の低減効果に充分ではなく、発生頻度が極めて少ない最悪条件のことを見越してモータを設定していることによる問題点、すなわち、複数個のモータを使用するためにモータ設置スペースが大きくなり装置全体が大形化するとか、高出力のモータが必要となるためにコスト高になるというような問題点を解決することはできなかった。
【０００９】
この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、複数個のモータを使用することなく、しかも従来のような高出力を必要としない１個のモータで複数個の現像器を駆動でき、安価で小型コンパクト化に対応できる画像形成装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、現像器を駆動すると現像器負荷が低下することに着目してなされたものであり、以下の手段によって上記課題が解決される。
（１）複数の現像器を駆動させる一つのモータと、前記モータによる現像器の駆動／停止の切り替えを行う切替え手段と、前記切替え手段を介して、少なくとも１つの現像器の駆動を先に行い、他の少なくとも１つの現像器の駆動を後から行うように制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
（２）現像器が４個である請求項１に記載の画像形成装置。
（３）駆動を先に行う現像器は１個である請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
前項（１）に記載の発明によれば、少なくとも１つの現像器の駆動を先に行い、他の少なくとも１つの現像器の駆動を後から行うように制御される。例えばカラーモード時において、最初は少なくとも１つの現像器（例えば黒色）のみを駆動し、その現像器の負荷が小さくなったときに、他の少なくとも１つの現像器が駆動される。負荷は現象ローラが回転するにつれて低下するから、全部の現像器を同時に駆動する場合に比べて、モータ負荷を低減でき、このため従来のように必要以上の大出力モータの使用をなくすことができ、出力の小さな１個のモータで複数の現像器の駆動が可能となる。しかも、複数のモータを使用する場合に比してコストが低減され、設置スペースが小さくなり、全体を小型化できる。
【００１２】
前項（２）に記載の発明によれば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色を使うタンデム形カラープリンタなどの現像器の駆動に好適となる。
【００１３】
前項（３）に記載の発明によれば、例えば最初にブラック（Ｋ）の現像器のみを駆動するモノクロ駆動から、全ての現像器を駆動するカラーモードに移行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置が適用されたタンデム形カラープリンタを示す概略断面図である。
【００１６】
図１において、このプリンタは、その内部に搬送ベルト１２を備えている。この搬送ベルト１２は、一対のローラ２０，２１に掛設されて矢印Ａ方向へ回転駆動されるようになっている。
【００１７】
前記搬送ベルト１２の上側水平部の上には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが搬送ベルト１２に沿って順に並んで配置されている。
【００１８】
各作像ユニット１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、感光体ドラム３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを有しており、後述する定着部１７などと共に、画像形成部１８を構成している。
【００１９】
各感光体ドラム３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの周囲には、その回転方向へ沿って順に、感光体ドラム３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面を均一に帯電させる帯電チャージャ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、均一に帯電された感光体ドラム表面を各色画像信号に応じて露光することにより、静電潜像を形成するプリントヘッド部（書き込み部）３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄと、前記感光体ドラム表面に形成された静電潜像を各色トナー（現像剤）で現像してトナー像とする現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと、前記搬送ベルト１２を挟んで感光体ドラム３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと対向配置されて、該感光体ドラム表面に形成されたトナー像を静電的に吸引して搬送ベルト１２上を搬送される用紙１３上に転写する転写チャージャ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄと、転写後に、感光体ドラム表面に残留するトナーを回収してクリーニングするクリーナ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとがそれぞれ配置されている。
【００２０】
前記プリントヘッド部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄは、感光体ドラム３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの軸方向と平行な主走査方向へ沿って並べられた多数のＬＥＤからなる。
【００２１】
前記現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、一つの現像モータ６０により各現像ローラ等が駆動されるようになっている。
【００２２】
前記作像ユニット１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、プリンタ本体の所定部所に対して挿脱可能に挿入される図示しない共通のケース内に、前記感光体ドラム３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、帯電チャージャ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、プリントヘッド部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄと、現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと、クリーナ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとがそれぞれ収容されることにより構成されている。
【００２３】
前記作像ユニット１１ｄの下流には、モータ６１で駆動される駆動ローラ４１と転接ローラ４２を有する定着部１７が配備されており、また、この定着部１７の下流には、排紙口１６の近傍に位置して一対の排出ローラ５５が配設されている。
【００２４】
前記画像形成部１８の上流側と給紙ユニット（図示せず）との間には、一対の搬送ローラ５０が配置され、さらに画像形成部１８の上流近傍には、一対のレジストローラ５１が配置されている。
【００２５】
レジストローラ５１，５１の下流には、用紙先端を検出するセンサ５２が配置され、さらに、前記ベルト１２に転接するピンチローラ５３が配設されている。
【００２６】
上記構成において、給紙ユニットから引き出された用紙１３は、一対の搬送ローラ５０、レジストローラ５１を経てピンチローラ５３によりベルト１２上に送り込まれる。
【００２７】
一方、前記感光体ドラム３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの回転に伴って、各外表面は、帯電チャージャ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより帯電され、帯電された感光体ドラム表面に対して、プリントヘッド部（書き込み部）３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄが各色画像信号に応じて露光を行うことにより、前記感光体ドラム表面には、静電潜像が形成される。
【００２８】
前記感光体ドラム表面に形成された静電潜像は、前記現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄからの各色トナー（現像剤）で現像されてトナー像となる。前記トナー像は転写チャージャ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄにより静電的に吸引されて、搬送ベルト１２上の前記用紙１３にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像として転写される。
【００２９】
この後、用紙１３は定着部１７を通過するうちに加熱され、これによって４色が用紙１３に定着されて画像が形成される。最後に用紙１３は、排出５５，５５により排紙口１６に排紙される。
【００３０】
図２は、前記現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの駆動制御系を示す構成図である。
【００３１】
図２において、ＣＰＵ１は、全体を統括制御するとともに、環境（温度）センサ２、放置時間（前回のジョブ終了時点からの経過時間）を計測する計時部３、および電源ＯＮやプリンタの前面カバーの開閉を検出するセンサ４などの出力に基づいて、前記現像器駆動用のモータ６０を制御する制御部を構成している。
【００３２】
前記１個のモータ６０と、前記現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄとの間には、切替え手段５が介挿されている。
【００３３】
切替え手段５は、例えば前記モータＭの回転力を可逆クラッチ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介して前記現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに伝達させるようになっている。
【００３４】
この可逆クラッチ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、機械的に構成したものに限らず、電気的に構成したものであってもよい。
【００３５】
前記制御部１は、この実施形態では、カラーモードにおいて、前記切替え手段５を介して最初に特定の現像器、例えばブラック（Ｋ）の現像器３４ｄのみを駆動し、その現像器３４ｄの負荷が下がった時点からすべてのイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応するすべての現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄにを駆動するように制御する。
【００３６】
ところで、一般に、前記現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄをモータを使って駆動する構成としては、つぎの３つが考えられる。
（１）イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）にそれぞれ対応する４つの現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを合計４個のモータで個別に駆動する。
（２）イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）にそれぞれ対応する３つの現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、ブラック（Ｋ）に対応する現像器３３ｄとで合計２個以上のモータで駆動する。
（３）イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）にそれぞれ対応する４つの現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを１個のモータで駆動する。
【００３７】
ここで、前述したように、現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの負荷トルクは、環境要因、具体的には低温・低湿環境（ＬＬ）での使用状態が長くなったり、放置時間が長くなるほど現像器負荷トルクが上昇するが、この負荷の上昇は、現象ローラが回転するにつれて低下する（図３参照）。
【００３８】
例えば図４に示すように、空調設備が機能している環境（ＮＮ）での負荷が「５」とすると、低温・低湿環境（ＬＬ）での負荷は「９」と約２倍にもなるが、現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが回転するにつれて負荷が低下する傾向にある。
【００３９】
前記負荷トルク特性から前記（１）〜（３）の駆動構成を考えてみると、以下のような結論がでる。
（１）については、モータの容量は小さくても対応できるが、４個のモータの導入によってモータ実装スペースが大きくなり、小型コンパクト化に逆行することになる。
（２）（３）については、モータの個数は低減するが、負荷をまとめてモータで負担させるので、モータの容量が比較的大きなものを用意する必要がある。
【００４０】
そこで、この発明では、前記した負荷トルク特性からわかるように、現像器を一旦駆動させると、負荷トルクが下がってくることに着目して、大容量のものでなくても１個のモータで４つの現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動させるようにしたものである。
【００４１】
そのための制御手順は、前述したように、カラーモードにおいて、最初は、モノクロモードで駆動、つまり、ブラック（Ｋ）の対応する現像器３３ｄのみを駆動し、ついで、ブラック（Ｋ）の対応する現像器３３ｄの負荷が下がった時点で、４色に対応するすべての現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが駆動するように制御する。
【００４２】
これにより、比較的容量の小さいモータであっても、４個の現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを問題なく駆動することが可能となる。
【００４３】
具体的には、ＬＬ環境下で放置した後の現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの初期の負荷出力の合計が、図５に示すように、「３６」であると、図６示す各モータ６０の出力（最高出力が３５）では対応できないが、最初にモノクロ駆動を行った後には、現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの負荷出力が「３３．５」となるから、出力３５の１個のモータ６０で十分対応できることになる。
【００４４】
モノクロモードとカラーモードとの切替えについては、図７に示すように、モータの回転方向を時計回り（ＣＷ）と反時計回り（ＣＣＷ）とで切り替える。つまり、最初は、前記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃに対応するクラッチ５ａ，５ｂ，５ｃをニュートラルにしておく一方、ブラック（Ｋ）の現像器３３ｄに対応するクラッチ５ｄをＣＣＷに設定しておき、現像器３３ｄの駆動を開始し、その現像器３３ｄの負荷が低下した時点から、すべてのクラッチ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをＣＷに切り替えて４個の現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動させればよい。
【００４５】
つぎに、モータ６０の駆動制御について説明する。
【００４６】
カラーモードでの印刷時における最初のモノクロモードでの駆動については、以下の方法を適宜選択して設定すればよい。
（１）駆動制御を時間で規定する。
【００４７】
これは、標準的な設定である。
（２）現像器の現像ローラの回転量で規定する。
【００４８】
これは、負荷トルクの低下を比較的精度良く検出できる。
（３）現像器の負荷検出結果により時間で規定する。
【００４９】
これは、負荷検出回路を搭載するので、比較的コストがかかるが、負荷の実測が行われるので、高い精度を得たい場合に好適である。
【００５０】
ところで、カラーモードでの印刷処理において、最初にモノクロモードでの駆動を行うと、このモノクロモードでの駆動時間分だけ待ち時間が増えることになる。
【００５１】
カラーモード時に、最初にモノクロ駆動を行うか否かの判断については、以下の事から考えればよい。
（１）すべてのカラーモード時に、最初はモノクロ駆動を行う。
【００５２】
この方法では待ち時間が増えるが、コスト上有利となる。
（２）環境（温度）センサ２の検出温度が所定値よりも低ければ、モノクロ駆動を行う。
【００５３】
この方法では、カラーの画像形成装置に環境（温度）センサ２が搭載されている場合に、この環境センサ２の検出温度から負荷状態を予測し、必要な時以外にはモノクロ駆動を行わないようにすることで、コストアップを抑制しつつ待ち時間の短縮が行える。
（３）電源ＯＮ後またはカバー閉成後においてモノクロ駆動を行う。
【００５４】
この方法は、モノクロ駆動を行う必要がない環境温度であっても、電源ＯＦＦ、カバーが開閉されて負荷が重くなる現像器に交換された場合に対応可能となる。
【００５５】
また、環境（温度）センサ２の検出温度からモノクロ駆動が必要であると判断された場合でも、計時部３の出力から前ジョブ処理からの経過時間が所定時間以内であれば負荷が軽いと判断して、カラーモード駆動に先立ってのモノクロ駆動を省略することにより、待ち時間の短縮を図ることも可能である。
【００５６】
この場合に、ＣＰＵ１が行う現像器駆動用モータ６０の駆動制御処理の流れを、図８のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の説明ならびに図面では、ステップをＳと略記する。
【００５７】
図８において、Ｓ１０１では、環境（温度）センサ２の検出温度が所定値以上か否かを判断し、環境（温度）センサ２の検出温度が所定値以上であれば（Ｓ１０１の判定がＹＥＳ）、Ｓ１０５に進む。
【００５８】
環境（温度）センサ２の検出温度が所定値以上でなければ（Ｓ１０１の判定がＮＯ）、Ｓ１０２で、電源ＯＮ後、あるいはカバー閉成後の最初の処理ではないか否かを判断し、電源ＯＮ後、あるいはカバー閉成後の最初の処理であれば（Ｓ１０２の判定がＮＯ）、Ｓ１０３で、モノクロモードで駆動（ブラックＫの現像器３３ｄのみ駆動）してからＳ１０４に進む。
【００５９】
電源ＯＮ後、あるいはカバー閉成後の最初の処理でないのであれば（Ｓ１０２の判定がＹＥＳ）、Ｓ１０８で、前ジョブ終了からの経過時間が所定時間以内か否かを計時部３の出力から判断し、前ジョブ終了からの経過時間が所定時間以内であれば（Ｓ１０８の判定がＹＥＳ）、Ｓ１０６に進み、前ジョブ終了から時間が所定時間以内でなければ（Ｓ１０８の判定がＮＯ）、Ｓ１０３に進んでモノクロモードで駆動してからＳ１０４に進む。
【００６０】
Ｓ１０４では、モータ６０が所定の回転量に達してないか否かを判断し、モータ６０が所定回転量に達してないのであれば（Ｓ１０４の判定がＹＥＳ）、所定回転量に達するのを待つ。
【００６１】
モータ６０が所定回転量に達していれば（Ｓ１０４の判定がＮＯ）、Ｓ１０５でモノクロモードでの駆動を停止し、Ｓ１０６でカラーモードでの駆動を行う。すなわち４個の現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動する。そして、Ｓ１０７でカラー印刷処理を行った後、終了する。
【００６２】
このように、現像器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの負荷トルク特性が回転時間の経過に伴って低下する特性に着目し、カラーモードにおいても、最初はモノクロモードで駆動を行い、負荷トルクが下がった時点から全部の現像器を駆動させるようにすることにより、高出力のものを使わなくても１個のモータで現像器の駆動構成が可能となる。この結果、モータ実装スペースが小さくなり、全体の小型コンパクト化を図ることが可能となる。
【００６３】
なお、前記実施形態では、最初にブラック（Ｋ）の現像器３３ｄのみを駆動するものとして説明したが、ブラックの現像器でなくても他の１個の現像器を最初に駆動しても良い。また、最初に２個または３個の現像器を駆動し、その後全ての現像器を駆動しても良いし、各現像器の駆動タイミングを順に変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の一実施形態における画像形成装置が適用されたタンデム形カラープリンタを示す概略断面図である。
【図２】現像器駆動モータの制御系を示す構成図である。
【図３】現像器回転時間と負荷出力の関係を示す特性図である。
【図４】空調設備使用環境（ＮＮ）と低温・低湿環境（ＬＬ）に放置後での現像器負荷出力差を示す表である。
【図５】低温・低湿環境放置後の負荷状態およびモノクロ駆動をかけた後の負荷状態の一例を示す表である。
【図６】モータサイズ毎の出力の一例を示す表である。
【図７】モータの回転方向でモノクロ駆動からカーラモード駆動に切り替える例を示す表である。
【図８】カラーモードにおける現像器駆動用モータの駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・・・・・ＣＰＵ（制御手段）
５・・・・・・・切替え手段
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ・・・現像器
６０・・・・・・・現像器駆動用モータ
【図１】
2006139139.tif 000003
【図２】
2006139139.tif 000004
【図３】
2006139139.tif 000005
【図４】
2006139139.tif 000006
【図５】
2006139139.tif 000007
【図６】
2006139139.tif 000008
【図７】
2006139139.tif 000009
【図８】
2006139139.tif 000010