(57)【要約】      （修正有）【課題】現像ローラと感光体ドラムとが接触する時間を適応的に制御することで、プロセスカートリッジの摩耗を遅らせることができる画像形成装置を提供。【解決手段】接触現像方式の電子写真式画像形成装置において、個別の装置ごとに検出用の検知パターンの静電潜像を形成しつつ現像ローラの感光体ドラムへの当接を開始し、現像されたトナー像を所定位置で検出する。そのときに、現像ローラの当接を開始した時期からトナー像を検出した時期までの時間を測定し、現像されたトナー像が検知位置までの所要時間を差し引いて現像ローラの当接を開始した時期（ｔ１１）から実際に当接した時期（ｔ１３１）までの遅延時間Ｘｓを計算する。この時間だけ現像ローラの当接を開始する時期を遅らせる。離間時にも同様の制御をする。【選択図】図９
2011018017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された前記潜像を現像する現像剤担持体と、を有し、
前記像担持体と前記現像剤担持体が離間した状態と、前記潜像を現像することが可能な、前記像担持体と前記現像剤担持体が当接した状態とを切り替えることが可能な画像形成装置であって、
前記像担持体に形成される前記潜像の一部を、前記像担持体と前記現像剤担持体の当接動作又は離間動作を制御するための検出用画像として現像することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出用画像を検出する検出手段と、
前記潜像の先端と前記検出手段により検出された前記検出用画像の先端との差分を用いて、前記現像剤担持体と前記像担持体が離間している状態から、前記現像剤担持体が前記像担持体に当接するまでの第１の時間を求め、前記潜像の後端と前記検出手段により検出された前記検出用画像の後端との差分を用いて、前記現像剤担持体と前記像担持体が当接している状態から、前記現像剤担持体が前記像担持体に離間するまでの第２の時間を求める制御手段と
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体と前記像担持体を当接及び離間させるために、前記現像剤担持体を駆動させる駆動手段を更に有し、
前記制御手段は、前記第１の時間又は前記第２の時間に応じて、前記駆動手段の駆動速度又は駆動タイミング又はその両方を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数の前記像担持体と、
前記複数の像担持体の夫々に対応する複数の前記現像剤担持体とを有し、
前記検出手段は、前記複数の像担持体の夫々に形成された異なる色の前記検出用画像を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された複数の検出結果を用いて、複数の前記第１の時間又は、複数の前記第２の時間を求め、前記複数の第１の時間のうち、最長の時間に応じて前記当接動作を制御し、前記複数の第２の時間のうち、最短の時間を用いて前記離間動作を制御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。
【請求項５】
前記像担持体で現像された前記検出用画像が転写される転写体を更に有し、
前記制御手段は、前記複数の像担持体に形成された前記検出用画像の夫々が、前記転写体の異なる位置に転写されるように制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検出用画像として、複数の色の前記検出用画像が前記転写体の搬送方向に沿って周期的に形成され、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された複数の検知結果に応じて、前記第１の時間と前記第２の時間を求めることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体と前記現像剤担持体は、画像形成装置から着脱可能なカートリッジとして構成されており、
前記検出手段は、前記カートリッジが装着されると、装着された前記カートリッジを構成する像担持体に形成された前記検出用画像を検出することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体で現像された画像を前記転写体に転写する転写手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記第１の時間又は前記第２の時間に応じて、前記帯電手段によるバイアスの印加及び、前記転写手段によるバイアスの印加を制御することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体と前記像担持体を当接及び離間させるために、前記現像剤担持体を駆動させる複数の駆動手段と、
前記各色の現像剤によって形成する画像のサイズを受信する受信手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の時間又は前記第２の時間に応じて、前記駆動手段の駆動速度又は駆動タイミング又はその両方を各色の画像のサイズに応じて制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を用いた、たとえば複写機やプリンタ、ファクス等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置の現像方式のひとつとして、現像剤担持体である現像ローラを像担持体である感光体ドラムに対して回転接触させた状態で現像を行う接触現像方式がある。接触現像方式においては、現像ローラの接触により感光体ドラムの表面が摩耗して性能が劣化し、形成される画質の低下をもたらす。そこで、感光体ドラムの静電潜像を現像する期間に限って現像ローラを感光体ドラムに接触させて現像を行うことで、現像ローラとの接触による感光体ドラムの摩耗を遅らせる技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、インライン方式のカラー画像形成装置において、各ステーションで現像が行われる時期に合わせて、現像ローラの駆動及び停止と、感光体ドラムへ当接及び離間を行う構成が提案されている。インライン方式では、各色成分の画像を形成する像形成ステーションを中間転写ベルト上に直列に配置し、中間転写ベルトの搬送方向に沿って第１像形成ステーション（以下、ｓｔ１と略記する。）→ｓｔ２→ｓｔ３→ｓｔ４の順で各色成分のトナー像を画像形成領域上に形成する。特許文献１ではこの順序に応じて各像形成ステーションの現像ローラの駆動及び停止と感光体ドラムへ当接及び離間を制御する。なおインライン方式はタンデム式とも呼ばれる。
【０００４】
ここで、各像形成ステーションは交換可能で比較的安価なプロセスカートリッジとして個々に提供されるため、現像画像形成装置本体との位置関係等の機械的なばらつきや、駆動源の制御のばらつき等といったばらつきを完全になくすことは困難である。ばらつきは、例えば感光体ドラムと現像ローラとを当接および離間させるための機構に起因する。たとえば、感光体ドラムに対して現像ローラが当接するように現像ローラを付勢し、カム機構によりこの付勢する力に対向して現像ローラを離間させる機構を採用したとしよう。この場合、カムが画像形成装置本体にあり、カムフォロワがプロセスカートリッジにあるとすれば、カムとカムフォロワとの間隔がばらつく可能性がある。このばらつきは、像形成ステーション間で、あるいはプロセスカートリッジ間で、現像ローラと感光体ドラムとの当接と離間のタイミングのずれをもたらし、タイミングのずれは画像不良を生じさせ得る。たとえば、現像ローラの当接タイミングが、感光体ドラム上の画像形成領域の先端に対して遅れると、画像先端が抜けたり、現像ローラの当接ショックによる画像不良が発生する。また現像ローラの離間タイミングが、感光体ドラム上の画像形成領域の後端に対して早まると、画像後端が抜ける画像不良が発生する。なお感光体ドラム上の画像形成領域とは、印刷対象の記録媒体のサイズに応じて、感光体ドラム表面において潜像（ひいてはトナーによる顕像）が形成される領域である。
【０００５】
現像ローラと感光体ドラムとの当接あるいは離間タイミングのばらつきにより生じ得るこれらの弊害を防止すべく、特許文献１では、現像ローラの駆動と停止および当接と離間の制御に、図２４に示すように画像形成保証時間に先立つマージンを持たせている。マージンは、たとえば、現像ローラを感光体ドラムに当接させるために移動を始めてから実際に当接するまでに要する時間のばらつきを吸収するための余裕時間である。感光体ドラムと離間した位置から当接した位置に現像ローラを移動させた場合、移動開始後、マージン時間経過すれば、像形成ステーション間のタイミングのばらつきにかかわらず現像ローラは感光体ドラムに当接した状態にあることが保証される。したがって現像ローラの移動開始後マージン時間経過したタイミング以降が、トナー等の現像剤による顕像の画像形成が保証された画像形成保証時間となる。図２４の例では、現像ローラはタイミングｔ２４１で感光体ドラムに当接しており、画像形成保証時間に対してバラツキ１の時間だけ早く当接している。また、画像形成後においては、画像形成を保証するために、画像形成保証時間が経過してから、感光体ドラムと当接した現像ローラの離間を開始する。図２４では、実際に離間するまでに、バラツキ２相当の時間を要している。このようにばらつきを見込んで画像形成を行うことで、画像形成不良の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2006-292868号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このため、図２４の例では、画像形成保証時間に対してバラツキ１＋バラツキ２の時間だけ長く現像ローラと感光体ドラムとは当接している。すなわち、ばらつきを見込んで画像形成保証時間を確保しているために、画像形成時には、多くの場合、画像形成に必要十分な時間以上の長期にわたって現像ローラと感光体ドラムとは接触していると推定できる。この結果、画像形成のためには本来不要な接触により感光体ドラムの摩耗が進行し、プロセスカートリッジの寿命を短縮してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、現像ローラと感光体ドラムとが接触する時間を適応的に制御することで、プロセスカートリッジの摩耗を遅らせることができ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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された前記潜像を現像する現像剤担持体と、を有し、前記像担持体と前記現像剤担持体が離間した状態と、前記潜像を現像することが可能な前記像担持体と前記現像剤担持体が当接した状態とを切り替えることが可能な画像形成装置であって、
前記像担持体に形成される前記潜像の一部を、前記像担持体と前記現像剤担持体の当接動作又は離間動作を制御するための検出用画像として現像することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像ローラと感光体ドラムとが接触する時間を適応的に制御することで、プロセスカートリッジの摩耗を遅らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るインライン式フルカラープリンタの断面図である。
【図２】実施形態に係るプリンタの機能ブロック図である。
【図３】実施形態に係るインライン式フルカラープリンタの感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間の状態の例を示す図である。
【図４】実施形態に係るインライン式フルカラープリンタの現像ローラを感光体ドラムに当接／離間させるための駆動カムのカム線図である。
【図５】実施形態に係るインライン式フルカラープリンタの画像形成部の斜視図である。
【図６】実施形態に係るインライン式フルカラープリンタの感光体ドラムと現像ローラとの当接タイミング検知時の線図である。
【図７】実施形態に係るインライン式フルカラープリンタの感光体ドラムと現像ローラとの離間タイミング検知時の線図である。
【図８】第一実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出する制御プログラムの流れ図である。
【図９】第一実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接タイミングを検出する場合の検知状態を示す線図である。
【図１０】第一実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの離間タイミングを検出する場合の検知状態を示す線図である。
【図１１】第一実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出するための検知パターンの一例を示す図である。
【図１２】第一実施形態における感光体ドラムと現像ローラとが当接している時間の一例を示す図である。
【図１３】第二実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出するタイミング図である。
【図１４】第二実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出する制御プログラムの流れ図である。
【図１５】第二実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間状態の例を示す図である。
【図１６】第二実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出するタイミング図である。
【図１７】第三実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出するための検知パターンの一例を示す図である。
【図１８】第三実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの離間タイミングを検出する場合の検知状態を示す線図である。
【図１９】第三実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出する制御プログラムの流れ図である。
【図２０】第三実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを補正する補正方法の概念を示す図である。
【図２１】第四実施形態における感光体ドラムに帯電バイアスを、現像ローラに転写バイアスを印加するタイミングを示すタイミング図である。
【図２２】第四実施形態における中間転写ベルトの駆動タイミングとバイアスの印加タイミングとを示すタイミング図である。
【図２３】第四実施形態における感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングを検出する制御プログラムの流れ図である。
【図２４】課題に関連する感光体ドラムと現像ローラとの当接／離間タイミングの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第一実施形態］
本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。本例では、画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用した接触現像方式の画像形成装置のうち、中間転写ベルトを用いたインライン方式の４ドラムフルカラー画像形成装置を用いる。図１は、このような画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。
【００１３】
＜画像形成装置の構成＞
図１に示すように、４ドラムのフルカラー画像形成装置１は、画像形成装置本体（以下、装置本体という）２に対して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のプロセスカートリッジＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫが着脱可能な構成を持つ。プロセスカートリッジＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫ（以下Ｐと総称する）は、それぞれが装置本体に装着された状態で各色成分の像形成ステーション（像形成部とも呼ぶ）を構成する。像形成ステーションは、後述する現像器６３や感光体ドラム６１等をも含む。また、装置本体２には、中間転写体（回転体）である中間転写ベルト５１を有する中間転写ベルトユニット５や、トナーを加熱定着する定着器７が設けられている。像形成ステーションは、記録媒体の搬送方向に沿って直列に配置されている。
【００１４】
また、各プロセスカートリッジＰは、それぞれ像担持体（感光体）である感光体ドラム６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ及び６１Ｋを有しており、被転写体である中間転写ベルト５１の移動方向に沿って順次並列に配置されている。像担持体上、すなわち像担持体表面には静電潜像が形成され、トナーで現像される。さらに各プロセスカートリッジＰは、それぞれ感光体ドラム６１の周囲に、帯電手段としての一次帯電器６２、現像手段としての現像器６３、及びクリーニング手段としての感光体クリーナ６５を一体に有している。
【００１５】
各プロセスカートリッジＰにおいて、一次帯電器６２は、感光体ドラム６１の外周表面上に配置され、感光体ドラム６１の表面を一様に帯電する。また、現像器６３は、各レーザ露光器（露光手段）２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋからの露光により形成された感光体ドラム６１の表面上の静電潜像を、対応する色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを用いて現像する。なお、現像器６３内で現像剤担持体となる現像ローラ６４は、現像器６３ごと感光体ドラム６１から離間し回転を停止させることで、現像剤の劣化を防止できるように構成されている。即ち、現像ローラ６４は現像器６３ごと感光体ドラム６１に対して当接又は離間可能に構成されている。以下の説明で、当接した状態を単に当接、離間した状態を単に離間と呼ぶこともある。また感光体ドラム上で現像ローラが当接する位置を当接位置と呼ぶ。感光体クリーナ６５は、トナー画像が順次転写された後、感光体ドラム６１の表面に付着している転写残りトナーを除去する。
【００１６】
また、感光体ドラム６１と共に中間転写ベルト５１を挟持する位置には、感光体ドラム６１と共に一次転写部を形成する一次転写ローラ５２が対向設置されている。
【００１７】
一方、中間転写ベルトユニット５は、中間転写ベルト５１と、中間転写ベルト５１を張架する駆動ローラ５３、テンションローラ５４、二次転写対向ローラ５５の３本のローラを備えている。そして、ベルト駆動モータ（不図示）により駆動ローラ５３を回転駆動させることで中間転写ベルト５１を回転搬送している。テンションローラ５４は、中間転写ベルト５１の長さに応じて図１の水平方向に移動可能に構成されている。
【００１８】
駆動ローラ５３の近傍には、中間転写ベルト５１上のトナーパッチを検出するための検出手段であるレジ検知センサ５６がローラ長手方向両端近傍に１個ずつ設置されている。この位置が予め定められた検出位置である。テンションローラ５４の近傍には、中間転写ベルト上の残トナーを回収するためのベルトクリーナ５８が設置されている。なお、長手方向とは、ローラの軸線方向であり、中間転写ベルト５１の搬送方向と直交する幅方向である。また、二次転写対向ローラ５５の中間転写ベルト５１を挟んだ位置には、二次転写対向ローラ５５と共に二次転写部を形成する二次転写ローラ８２が対向配置されている。この二次転写ローラ８２は、転写搬送ユニット８によって保持されている。
【００１９】
装置本体２の下部には、二次転写部に記録媒体（本装置では用紙等の印刷媒体）Ｑを給送する給送部３が配置されている。この給送部３は、複数枚の記録媒体Ｑを収納したカセット３１、給送ローラ３２、重送防止のリタードローラ対３３、搬送ローラ対３４，３５、レジストローラ対３６等を備えている。定着器７の下流側搬送路には、排出ローラ対３７，３８，３９が設けられている。
【００２０】
カラー画像形成装置１は、両面印刷に対応しており、１面目の画像形成を終えた記録媒体Ｑが定着器７から排出された後、切替部材４１を切り替えることで、反転ローラ対４２，４３側に記録媒体Ｑを搬送する。この記録媒体Ｑの後端が切替部材４４を越えたところで、切替部材４４を切り替えると同時に、反転ローラ４３を逆回転させて記録媒体Ｑを両面搬送路４５に導く。そして両面搬送路ローラ対４６，４７，４８を回転駆動して記録媒体Ｑを再給送することで、２面目への印刷を可能にしている。
【００２１】
また画像形成装置１には、画像形成制御部（単に制御部とも呼ぶ）１２を備えており、これによって各センサの出力信号を得、また、駆動部の駆動タイミングや潜像形成等のタイミングなどの画像形成動作を制御している。
【００２２】
＜制御部の構成＞
次に、本発明の第一実施形態を示す画像形成制御部１２の構成について図２を用いて詳しく説明する。画像形成制御部１２は、プログラムを実行してデータ処理や入出力処理を実行するプロセッサであるＣＰＵ１２１、データやプログラム等を格納するＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３を含む。この構成により、たとえばメモリ空間やＩＯ空間にマッピングされたタイマーや各制御部を制御する。制御部としては、たとえば露光制御部１３、高圧制御部１４、駆動制御部１５、センサ制御部１６などがある。このほか制御タイマー１７も時間の計測等のために用いられる。露光制御部１３は、レーザ露光器２１の駆動を行うほか、スキャナモータ１８２の駆動や、レーザ光量の補正等を行っている。高圧制御部１４は画像形成に必要な感光体ドラム６１への帯電や、現像バイアス、中間転写ベルト５１への一次転写バイアス、記録媒体Ｑへの二次転写バイアス、ベルトクリーナ用のベルトクリーニングバイアス等の印加を行っている。駆動制御部１５は感光体ドラム６１や現像ローラ６４、中間転写ベルト５１の作像系モータ（不図示）の駆動、及び記録媒体Ｑを搬送する搬送モータ（不図示）の駆動を行っている。センサ制御部１６はトナー残量の検出や搬送路における記録媒体Ｑの位置検出を行う。その他に、レジ検知センサ５６を用いた中間転写ベルト５１上のトナーパッチの検出や、マークセンサ５７を用いて中間転写ベルト５１上に設けられた位置表示マークの検出を行っている。
【００２３】
以上の構成を更に詳しく説明する。パターン検出制御部１８１は、スキャナモータ１８２と、帯電バイアス制御部１８３、現像バイアス制御部１８４、一次転写バイアス制御部１８５を含む。帯電バイアス制御部１８３は、一次帯電器６２に印加するバイアスを制御する。現像バイアス制御部１８４は、現像ローラ６４を帯電させるための帯電器のバイアスを制御する。一次転写バイアス制御部１８５は、一次転写ローラ５２に対して、画像形成時はプラスのバイアスを印加し、廃トナー回収時はマイナスのバイアスを印加する帯電器を制御する。もちろん各バイアス制御部そのものに帯電器を含むものと考えても良い。 
ステッピングモータ制御部１８７は、図３に例示した要領でステッピングモータ９１を制御する。詳しくは図３を参照して後述するが、本実施形態では、ステッピングモータ９１は、各色成分の現像ローラ６４の位置を移動させるためのカムと同軸に固定されたウォームホイールに噛合するウォームギアを駆動するモータである。各カムを駆動するウォームギアは同軸に固定されてひとつのステッピングモータ９１で同時に駆動されるために、各カムの位相差は一定である。このステッピングモータ９１を、各色成分の画像形成に応じたタイミングで駆動することで、現像ローラ６４を感光体ドラム６１に対して離間させ、あるいは当接させる。
【００２４】
パターン検出制御部１８１では、センサ制御部１６の図１０に示すレジ検知センサ５６（本実施形態では２つのセンサ５６Ａ、５６Ｂ）を制御する。パターン検出制御部１８１では、ステッピングモータ９１を起動してからレジ検知センサ５６の直下を検知パターンが通過するまでの時間を制御タイマー１７で測定する。また、レジ検知センサ５６の直下を通過した検知パターンがどの画像形成ステーションに形成されたものなのかを判断する為の検知ウインドウの切り替え制御を行う。なおステッピングモータ９１の起動タイミングは、たとえば画像形成制御部１２を介して通知されることで知ることができる。検知パターンはタイミングの補正のための画像であり補正用画像ということもできる。
【００２５】
＜画像形成装置の動作＞
ここで、以上のように構成された４ドラムフルカラー画像形成装置１の画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まずカセット３１内の記録媒体Ｑは、給送ローラ３２により給送された後、リタードローラ対３３により一枚ずつに分離され、ついで搬送ローラ対３４，３５等を経てレジストローラ対３６に搬送される。
【００２６】
一方、この記録媒体Ｑの搬送動作に並行して例えばイエローのプロセスカートリッジＰＹにおいては、まず感光体ドラム６１Ｙの表面が一次帯電器６２によって一様にマイナス帯電され、次にレーザ露光器２１Ｙにより画像露光が行われる。これにより、感光体ドラム６１Ｙの表面には画像信号のイエロー画像成分と対応した静電潜像が形成される。
【００２７】
現像器６３Ｙ内の現像ローラ６４Ｙは回転駆動されながら、漸次移動され、感光体ドラム６１Ｙに接近して当接し、感光体ドラム６１Ｙの静電潜像が、現像器６３Ｙによりマイナス帯電したイエロートナーを用いて現像される。こうしてイエロートナー画像として可視化される。すなわち顕像となって現れる。そして、このようにして得られたイエロートナー画像は、一次転写バイアスが供給された一次転写ローラ５２により、中間転写ベルト５１上に一次転写される。
【００２８】
このような一連のトナー画像形成動作は、他のプロセスカートリッジＰＭ，ＰＣ，ＰＫにおいても、その間隔と搬送速度とに応じた時間差をもって順次行われる。なお、現像ローラ６４は、現像剤の劣化を防止するため順次感光体ドラム６１に回転しながら当接する。そして、各感光体ドラム６１上に形成された各色トナー画像は、各色の一次転写部で中間転写ベルト５１上の対応する領域（これを中間転写ベルト５１上の画像形成領域と呼ぶ）に順次重ねられて一次転写される。なお、現像ローラ６４は、現像動作を終えると、下流側のプロセスカートリッジが一次転写中であっても、現像剤の劣化を防止するために順次感光体ドラム６１から離間して回転が停止される。このように中間転写ベルト５１上に重畳して転写された４色のトナー画像は、中間転写ベルト５１の回転に伴い、二次転写部に移動される。
【００２９】
一方、レジストローラ対３６で斜行を矯正された記録媒体Ｑは、中間転写ベルト５１上のトナー画像とタイミングをとって二次転写部に送り出される。中間転写ベルト５１上の４色のトナー画像は、記録媒体Ｑを挟んで中間転写ベルト５１に当接した二次転写ローラ８２により、記録媒体Ｑ上へ一括して二次転写される。そして、このようにしてトナー画像が転写された記録媒体Ｑは、定着器７に搬送されて、加熱、加圧されることによりトナー画像が定着された後、排出ローラ対３７，３８，３９により、装置本体上面に排出され、積載される。以上の工程で、記録媒体上にフルカラーのトナー画像が形成される。
【００３０】
＜感光体ドラムと現像ローラの当接及び離間切り替え動作＞
次に図３を用いて、現像ローラ６４と感光体ドラム６１と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６４の当接と離間を切り替えるための駆動源であるステッピングモータ９１は、その出力軸にウォームギア９７が固定されており、そのウォームギアに噛み合うピニオンギアが同軸に固定された駆動切り替えシャフト９２を回転させる。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が固定されており、駆動切り替えシャフト９２が回転すると、カムギア９４に対して同軸に固定されたカム９５の位相が変化する。カム９５は回転中心からの半径が位相によって異なるように周縁を形成した板カムである。カム９５の周縁は、その位相に応じて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。カムフォロワとなるプロセスカートリッジＰの側面は現像ローラが軸支された現像器６３の筐体の側面であり、現像器６３の筐体は、その中央付近で、感光体ドラム６１が軸支された筐体に対して、感光体ドラム等と並行な軸９９で軸支されている。感光体ドラム６１が軸支された筐体は装置本体２に対して固定されており、その筐体と現像器６３の筐体との間には、現像器６３の筐体をカム９５に対して付勢するためのバネ等の弾性部材９８が設けられている。これにより、現像ローラ６４は、カム９５に従動する現像器６３の筐体の動きに応じて、軸９９を中心として揺動する。これによって、カム９５の位相に応じて、現像ローラ６４は感光体ドラム６１と当接あるいは離間する。なお現像ローラ６４と感光体ドラム６１との最小距離は０なので、現像器６３の筐体の揺動量はカム９５の半径だけでなく、感光体ドラム６１によっても規制されることになる。こうして感光体ドラム６１と現像ローラ６４の当接と離間を切り替えることが出来る。
【００３１】
本実施形態における現像ローラ６４と感光体ドラム６１との当接及び離間状態とは、図３（Ａ）に示す待機状態（又は全離間状態）と、図３（Ｂ）に示すフルカラー当接状態と、図３（Ｃ）に示すモノカラー当接状態とを含む。待機状態では、全てのカム９５（９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５Ｋ）が最大半径でプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）の側面に当接し、全ての現像ローラ６４（６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ）が感光体ドラム６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ）と離間している。最大半径とは、現像ローラ６４を感光体ドラム６１から離間させるのに必要な程度の半径である。フルカラー当接状態では、全てのカム９５（９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５Ｋ）がプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）の側面におおむね最小半径で当接（あるいは離間）している。最小半径とは、現像ローラ６４と感光体ドラム６１を当接させるために必要な程度の半径である。その結果、全ての現像ローラ６４（６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ）と、感光体ドラム６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ）とは当接している。モノカラー当接状態では、図３（Ｃ）に示すイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のカム９５（９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ）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）の側面に当接している。ブラック（Ｋ）のカム９５Ｋのみ、プロセスカートリッジＰＫの側面から離間（あるいは概ね最小半径で当接）しており、ブラックの現像ローラ６４Ｋのみが感光体ドラム６１Ｋと当接している。
【００３２】
次に、カム９５の位相変化と選択可能な３つの状態の関係について図４のカム線図に示す。なお図４において現像離間とは現像ローラ６４と感光体ドラム６１とが離間する側であり、カム半径は大きく、現像当接とは現像ローラ６４と感光体ドラム６１とが当接する側であり、カム半径は小さい。図４はあくまでカムのプロファイルを示すものであって、現像ローラ６４と感光体ドラム６１との実際の当接及び離間を示すものではない。図４に示すように、全てのカム９５（９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５Ｋ）にそれぞれプロフィールを持たせ、且つ、全てのカム９５（９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５Ｋ）の位相をずらすことで、図３に示した３つの状態の切り替え（モード切り替え）が可能となる。なお以下の説明で、感光体ドラム６１と現像ローラ６４との当接を単に当接或いは現像当接と呼び、感光体ドラム６１と現像ローラ６４との離間を単に離間或いは現像離間と呼ぶことがある。
【００３３】
現像ローラ６４は、通常の印字動作を行う場合、画像形成を開始するタイミングに合わせて待機状態からフルカラー当接状態、又は、待機状態からモノカラー当接状態へ状態を切り替えられる。まず、フルカラープリントを行う場合の現像当接離間状態の切り替えについて説明する。現像当接離間状態とは、現像ローラ６４と感光体ドラム６１との当接あるいは離間の状態を示し、当接している状態を現像当接状態（あるいは当接状態）、離間している状態を現像離間状態（離間状態）という。ステッピングモータ９１は待機状態で停止している。待機状態は、たとえば特定のカムに、その回転位相を示すセンサを設けることで判定できる。あるいはいったん待機状態の位置を決めてカム１周分のステップ数を測定し、モータの駆動をステップ数を数えながら行うなどすることで判定できる。
【００３４】
フルカラープリントを行う場合は、画像形成を開始するタイミングに合わせて、ステッピングモータ９１を所定ステップだけ正回転駆動する。ステッピングモータ９１の正回転駆動を開始すると、各画像形成ステーションの現像ローラ６４と感光体ドラム６１は、不定状態４０１を経由して当接してフルカラー当接状態となる。その当接の順序は、画像形成ステーション１（イエロー）⇒画像形成ステーション２（マゼンタ）⇒画像形成ステーション３（シアン）⇒画像形成ステーション４（ブラック）の順である。当接が完了した画像形成ステーションから画像形成が開始される。このときのステッピングモータ９１の駆動ステップ数は、全ての画像形成ステーションの当接が完了したフルカラー状態で停止するような駆動ステップ数とする。画像形成が終了すると、再びステッピングモータ９１を所定ステップだけ正回転駆動する。ステッピングモータ９１の正回転駆動が開始されると、現像ローラ６４と感光体ドラム６１とは、不定状態４０２を経由して離間して待機状態に戻る。離間の順序は、画像形成ステーション１（イエロー）⇒画像形成ステーション２（マゼンタ）⇒画像形成ステーション３（シアン）⇒画像形成ステーション４（ブラック）の順である。こうして画像形成を終了する。このときのステッピングモータ９１の駆動ステップ数は、カムが待機状態で停止するような駆動ステップ数とする。すなわち、待機状態から始まり、フルカラー状態での停止を経て再度待機状態に戻る。
【００３５】
次に、モノカラープリントを行う場合の現像当接離間状態の切り替え制御について説明する。モノカラープリントを行う場合は、画像形成を開始するタイミングに合わせてステッピングモータ９１を所定ステップ逆回転駆動する。ステッピングモータ９１の逆回転駆動を開始すると、現像ローラ６４と感光体ドラム６１は、不定状態を経由して画像形成ステーション４（ブラック）のみ当接し、画像形成ステーション４（ブラック）の画像形成を開始する。ステッピングモータ９１の駆動ステップ数は、画像形成ステーション４（ブラック）のみ当接が完了すると停止するような駆動ステップ数とする。画像形成が終了すると、ステッピングモータ９１を所定ステップだけ正回転駆動する。ステッピングモータ９１の正回転駆動を開始すると、ステーション４（ブラック）の現像ローラ６４Ｋと感光体ドラム６１Ｋは、離間して印字を終了する。ステッピングモータ９１の駆動ステップ数は、全ての画像形成ステーションの離間が完了すると停止するような駆動ステップ数である。
【００３６】
画像形成装置１は、画像形成の工程で、現像ローラ６４と感光体ドラム６１との現像当接離間状態を離間状態から当接状態へ、あるいはその逆の切り替えを行う。その際、待機状態におけるステッピングモータ９１の駆動開始タイミング（開始時期）およびステップ数と、フルカラー当接状態におけるステッピングモータ９１の駆動開始タイミングおよびステップ数は、予め決められたものとなる。
【００３７】
ここで、図４に示す当接状態となったときに、現像ローラ６４と感光体ドラム６１との当接が開始されるとは限らない。装置本体２に設けられたカム９５とプロセスカートリッジとの距離のばらつきによって、カム９５の最小半径部が現像部の筐体に当接する前に現像ローラ６４と感光体ドラム６１とが当接してしまうこともある。このように、部品の個体差や取り付け精度等の影響により、当接タイミング及び離間タイミングのばらつきが発生する。そこで本実施形態では、この当接タイミングを検知して、理想に近いタイミングで現像ローラ６４と感光体ドラム６１とが当接するようカムの駆動タイミングや回転速度を調整する。そこで次に感光体ドラム６１への現像ローラ６４の当接タイミング又は離間タイミングを検知する方法の原理について説明する。
【００３８】
＜現像当接時間及び現像離間時間の検知原理＞
まず、感光体ドラム６１への現像ローラ６４の当接タイミングを検知する方法の原理について、図５，図６を用いて説明する。当接タイミング（現像当接タイミング）は、ステッピングモータ９１を起動してから、感光体ドラム６１への現像ローラ６４の当接が完了するまでの時間で特定できる。この時間を現像当接完了経過時間あるいは単に現像ローラ６４の移動時間と呼ぶ。各画像形成ステーションでは、ステッピングモータ９１が起動されると、その駆動により感光体ドラム６１へ現像ローラ６４が順次当接して現像当接離間状態が離間状態から当接状態になる。
【００３９】
そして状態が遷移する間、すなわち不定の間に、図５に示すように、各レーザ露光器（露光手段）２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋからの露光により感光体ドラム６１の表面上に静電潜像８０を形成する。また、単に不定の間に潜像形成するだけでなく、感光体ドラム６１の回転方向に連続した潜像が、その途中から現像されるように、潜像が形成される。現像ローラ６４の当接が完了した画像形成ステーションでは、ドラム表面上の静電潜像８０に現像ローラ６４からトナーが供給されドラム表面上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１に転写され、中間転写ベルト５１上に各色の検出用画像である検知パターン８１が形成される。現像当接タイミングは、ステッピングモータ９１を起動してから中間転写ベルト５１上に形成された検知パターン８１をレジ検知センサ５６により検知するまでの経過時間（現像当接完了経過時間）Ａｓ[msec]により算出する。ただし画像形成ステーションが複数ある場合には、現像当接完了経過時間は、カムの位相ずれによっても画像形成ステーションごとに異なる。これは、測定の開始時の状態である待機状態においても、ステーション間のカムには位相差があるためである。そのため、位相ずれによる各ステーション間の移動時間の差分は補償しておくものとする。位相ずれによる移動時間は、予め決めた互いの位相関係及びステッピングモータ９１の駆動速度によって決定できる。例えば、画像形成ステーションの配置順にカムの位相が角度αずつ遅れており、カムの駆動角速度（モータの駆動速度により一意に決まる）をＶｃとすると、ステーションが後になるごとにα／Ｖｃずつ測定した現像当接完了経過時間から差し引く。たとえば、ステーション１の測定時間からは０を、ステーション２ではα／Ｖｃを、ステーション３では２α／Ｖｃを、ステーション４では３α／Ｖｃを、測定値から差し引いて位相差を補償する。これ以降の説明では、時間ＡｓおよびＣｓ（後述）については、ステーション間の位相差は補償されているものとして説明する。なお、ここでは中間転写ベルト５１上に検知パターン８１を形成し、レジ検知センサ５６で検知する例を説明したが、検知パターン８１を形成するのは中間転写ベルト５１に限られたものではなく、例えば記録媒体搬送ベルト等でも良い。
【００４０】
ここで、現像当接タイミングの算出方法について図６に示すダイアグラムを用いて説明する。図６は、現像ローラ６４が感光体ドラム６１へ当接することにより形成されたトナー像がレジ検知センサ５６を通過するまでのトナー像の様子を示す。横軸は時間を示し、縦軸は静電潜像が形成されてからトナー像がレジ検知センサ５６の位置へ到達するまでの経路に沿った距離である。ステッピングモータ９１は、待機状態からタイミングｔ１５１で起動され、現像当接時間Ｘｓ[msec]経過後のタイミングｔ１５２で現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接する。その後、ステッピングモータ９１は、上述したステップ数だけ回転するとフルカラー当接状態で停止する。感光体ドラム６１への潜像形成は、タイミングｔ１５１１から開始され、その潜像はタイミングｔ１５２から現像される。現像されたトナー像は感光体ドラム６１の回転と共に転写位置に移動し、タイミングｔ１５２１で中間転写ベルト５１に一次転写される。中間転写ベルト５１の搬送にしたがってトナー像はレジ検知センサ５６を通過し、そこでトナー像すなわち検知パターン８１が検知される。
【００４１】
計測時間の関係をみると、求める現像当接時間Ｘｓは、現像当接完了経過時間Ａｓと、感光体ドラム６１の表面に形成されたトナー像が現像されてからレジ検知センサ５６にて検知されるまでの経過時間Ｂｓとの差分となる。すなわち式（１）により求めることができる。ここで、添字ｓは、画像形成ステーションを示し、例えば、画像形成ステーション１の現像当接完了経過時間は、Ａ１となる（以後、Ｓは画像形成ステーションとする）。
Ｘｓ＝Ａｓ−Ｂｓ  [msec]        （１）。
【００４２】
時間Ａｓは制御タイマー１７により計測可能である。また時間Ｂｓは、現像されたトナー像が、感光体ドラム６１上の現像位置からレジ検知センサ５６の位置までの移動に要する時間であり、トナー像の搬送速度と搬送距離とから与えられる定数である。
【００４３】
次に、感光体ドラム６１からの現像ローラ６４の離間タイミングを検知する方法の原理について説明する。現像離間タイミングとは、フルカラー当接状態でステッピングモータ９１を起動してから感光体ドラム６１からの現像ローラ６４の離間が完了するまでの時間で特定できる。この時間を現像離間完了経過時間と呼ぶ。各画像形成ステーションは、ステッピングモータ９１を起動すると感光体ドラム６１からの現像ローラ６４が順次離間し、現像当接離間状態が離間状態に切り替えられる。現像離間タイミングは、ステッピングモータ９１を起動してから中間転写ベルト５１上に形成されていた検知パターン８１をレジ検知センサ５６により検知できなくなるまでの現像離間完了経過時間Ｃｓ[msec]により算出する。
【００４４】
ここで、現像離間タイミングの算出方法について図７に示すダイアグラムを用いて説明する。図７は、現像ローラ６４が感光体ドラム６１から離間することにより形成されなくなったトナー像がレジ検知センサ５６を通過するまでのトナー像の様子を示す。横軸は時間を示し、縦軸は静電潜像が形成されてからトナー像がレジ検知センサ５６の位置へ到達するまでの経路に沿った距離である。ステッピングモータ９１はタイミングｔ１５４で起動され、タイミングｔ１５５で待機状態に達する。その間のタイミング１５４１で、現像ローラ６４と感光体ドラム６１とは離間する。離間する直前に形成されたトナー像の後端は、タイミングｔ１５５１で中間転写ベルト５１に一次転写され、搬送されてタイミングｔ１５６でレジ検知センサ５６の位置に達する。現像離間時間Ｙｓ[msec]は、前述した現像離間完了経過時間Ｃｓ [msec]と固定時間Ｂｓ [msec]との差となり、式（２）により求めることができる。
Ｙｓ＝Ｃｓ−Ｂｓ  [msec]      （２）。
【００４５】
通常、全て画像形成ステーションの感光体ドラム６１への現像ローラ６４の現像当接タイミングと現像離間タイミングとを検知する場合は、１つのレジ検知センサ５６で、４つの画像形成ステーションの現像当接タイミング又は現像離間タイミングを検知する。そのため本実施形態では、各色毎に４回の現像当接動作及び現像離間動作を行う必要がある。 
＜現像当接時間および現像離間時間の決定処理＞
次に、本実施例に係る現像当接及び離間時間を検出する検知方法について、図８、図９、図１０、図１１、図１２を参照して詳細に説明する。図８は、現像当接及び離間時間を検出する制御プログラムのフローチャートである。図８の手順は例えばＲＯＭ１２２に格納したプログラムをＣＰＵ１２１により実行して推考される。図９は、現像当接タイミングを検出する時における、中間転写ベルト５１上の状態と、レジ検知センサ５６の検知信号と、本体シーケンス動作タイミングとを示した概略図である。図１０は、現像離間タイミングを検出する時における、中間転写ベルト５１上の検知パターン８１の状態と、レジ検知センサ５６の検知信号と、本体シーケンス動作のタイミングとを示した概略図である。図１１は、現像当接タイミング及び離間タイミングを検出する検知パターン８１を示した概略図である。
【００４６】
図８において、まずプロセスカートリッジが交換されたかを検知し（Ｓ１）、プロセスカートリッジを交換したと判断された場合には、ステッピングモータ９１を起動する（Ｓ２）。このときタイマーも起動する。なおステップＳ１の意味は、プロセスカートリッジの交換をトリガとしてステップＳ２から処理を開始するということである。そして、所定の検知パターン８１を形成し始める（Ｓ３）。すなわち、検知パターン８１の潜像の形成を開始する。なお、検知パターン８１は、主走査方向に少なくともレジ検知センサ５６により検知可能なだけの幅を持つものである。
【００４７】
検知パターン８１の作成と並行して、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接したことにより可視化された検知パターン８１の検出を、レジ検知センサ５６により試みる（Ｓ４）。「試みる」というのは、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接するまでは検知パターン８１は現像されず、検知できないためである。つまり、検知パターン８１の潜像の一部が現像されるということになる。検知パターン８１の検出に成功したなら、ステップＳ２でスタートしたタイマーを直ちに停止する。そして、フルカラー当接状態までの所定ステップ数でステッピングモータ９１を回転させたならその状態で停止する（Ｓ５）。そして、タイマーにより計測した現像当接完了経過時間Ａｓをメモリ等に記憶する（Ｓ６）。以上で検知パターン８１の先端の検出を行い、現像当接完了経過時間Ａｓを測定して、現像当接時間Ｘｓを得ることができる。
【００４８】
続いて、フルカラー当接状態から、現像ローラ６４の位置を変えるステッピングモータ９１を起動し（Ｓ７）、並行して検知パターン８１の潜像の形成を開始する（Ｓ８）。なお、先のＳ３からステッピングモータ９１を駆動し続け、検知パターン８１の形成を続けていてもよく、その場合は、Ｓ７とＳ８を省略できる。並行して、レジ検知センサ５６による検知パターン８１の顕像の後端の検出を試みる（Ｓ９）。検知パターン８１の後端は、現像ローラ６４が感光体ドラム６１から離間されることにより検知パターン８１の静電潜像現像ができなくなった位置すなわちタイミングを示す。この後、感光体ドラム６１と現像ローラ６４との関係が待機状態に至ったならステッピングモータ９１を停止する（Ｓ１０）。上記検出したレジ検知センサ５６の信号から、ステッピングモータ９１を起動開始してから検知パターン８１を検出できなくなるまでの現像離間完了経過時間時間（離間時間）Ｃｓを記憶する（Ｓ１１）。以上で検知パターンの後端の検出を行い、現像離間完了経過時間Ｃｓを測定して、現像離間時間Ｙｓを得ることができる。
【００４９】
以上のように、当接時間Ａｓと離間時間Ｃｓの測定を各ステーションＳにおいて実施する（Ｓ１２）。測定を終えたなら、全ステーションのうち最も長い現像当接時間ｍａｘ（Ｘｓ）に基づいてステッピングモータ９１を待機状態から起動させる駆動タイミングおよびステッピングモータ９１の駆動速度を調整する。この調整は、具体的には、ｍａｘ（Ｘｓ）を図２４に示したマージン時間とするよう、ステッピングモータ９１の駆動速度を調整することで行われる。ただしステッピングモータ９１には取り得る速度範囲があるので、その範囲を逸脱して遅く又は速くしなければならないときには、駆動開始のタイミングも制御して対応する（Ｓ１３）。
【００５０】
具体的には、マージン時間をＴｍ１、当接時の通常のステッピングモータ９１の駆動速度をＶｒ１とすると、調整後の駆動速度Ｖｒを、Ｖｒ＝（Ｖｒ１×Ｔｍ１）／ｍａｘ（Ｘｓ）とすればよい。ただし、モータの速度範囲をＶｍｎ以上かつＶｍｘ以下とした場合、Ｖｒ＜Ｖｍｎであれば、ステッピングモータ９１の速度を最低速のＶｍｎとする。その場合、（Ｖｍｎ×ｍａｘ（Ｘｓ）−Ｖｒ１×Ｔｍ１）／Ｖｍｎだけ、早いタイミングで現像ローラは当接する。画像形成上は問題ないのでこれを許容してもよいが、この時間だけ遅らせてステッピングモータ９１の駆動を開始するのが望ましい。感光体ドラム６１の消耗を防ぐという初期の目的に適っているからである。
【００５１】
また全ステーションのうち最も短い現像離間時間ｍｉｎ（Ｙｓ）に基づいてステッピングモータ９１をフルカラー当接状態から起動させる駆動タイミングおよびステッピングモータ９１の駆動速度も両方ともに調整する（Ｓ１３）。
【００５２】
具体的には、離間のためにモータの駆動を開始してから離間の完了に要する時間をＴｍ２、離間時の通常のステッピングモータ９１の駆動速度をＶｒ２とする。そして、調整後の駆動速度ＶｒをＶｒ２としたままで、起動タイミングを早める。新たな起動タイミングは、最も早く離間する（すなわち最も現像離間時間が短い）ステーションの現像ローラ６４が画像形成保証時間の終了のタイミングで離間するように調整される。すなわち、フルカラー当接状態のステッピングモータ９１を起動してから画像形成保証時間の終了のタイミングまでの時間を、ｍｉｎ（Ｙｓ）から差し引いた時間だけ、ステッピングモータ９１の起動タイミングを早めるよう調整する。もちろん、モータの駆動速度が速い方が、現像ローラ６４と感光体ドラム６１とが当接する時間を短くなるので、ＶｒをＶｍｘとしてもよい。その場合には、その速度差の分だけ、ステッピングモータ９１の起動タイミングが早められる量は小さくなる。
【００５３】
＜現像当接時間の検出及び調整＞
現像当接タイミングを検出して現像当接時間を測定する制御に関して、図９を用いて詳細に説明する。図９のカム線図である１２０４では、各ステーションのカムの位相差に起因する検出時間の差は補償されている。すなわち、待機状態におけるステーション１の位相に、他のステーションの位相を合わせて表示している。図９のように、現像ローラ６４の接離機構の駆動源であるステッピングモータ９１を駆動開始させる信号が出される（ｔ１１）。その後、カム線図において当接完了（ｔ１４）するまでの期間（Ａ区間）に、感光体ドラム６１上に検知パターン８１の静電潜像を形成する。図９ではカム線図において当接開始（ｔ１２）するタイミングで潜像の形成が開始されているが、タイミングｔ１１で開始しても良い。この検知パターン８１は静電潜像として感光体ドラム６１上に形成されているが、感光体ドラム６１に現像ローラ６４が当接すると（ｔ１３１、ｔ１３２，ｔ１３３，ｔ１３４）、感光体ドラム６１上の静電潜像が顕像として可視化される。この可視化された検知パターン８１をレジ検知センサ５６で検出する。ステッピングモータ９１が起動開始してからレジ検知センサ５６が検知パターン８１を検出するまでの現像当接時間（Ａｓ）を、各ステーションのプロセスカートリッジについて測定し、各々の現像当接時間Ａｓを画像形成制御部１２にフィードバックする。そして、各々の現像当接時間の中で、最長の時間に合わせて、ステッピングモータ９１を起動させるタイミングを決定する。図９では、ステーション４の現像当接時間Ａ４が最も長い。そこで、ステーション４を基準として、ステーション４で現像ローラ６４が当接するタイミングｔ１３４を、画像形成保証時間の開始タイミングｔ１４にずらすように、ステッピングモータ９１の速度及び必要があれば起動タイミングを調整する。すなわちカム線図である１２０４が、点線の１２０４'にずらされる。このためカム線図において現像当接が完了となるのはタイミングｔ１６であるから、その後のタイミングｔ１７でステッピングモータ９１は停止する。停止のタイミングは駆動ステップ数であるから、速度の調整に伴って停止タイミングは変わるが、特に制御に変更はない。
【００５４】
＜現像離間時間の検出及び調整＞
現像離間タイミングを検出する制御に関して、図１０を用いて詳細に説明する。現像離間タイミングの検出は、現像当接時間を測定した直後に行うので、感光体ドラム６１に現像ローラ６４が当接した状態（フルカラー状態）が開始時の状態である。図１０のカム線図である１３０４でも、各ステーションのカムの位相差に起因する検出時間の差は補償されている。ステッピングモータ９１を起動開始させる信号が出されると（ｔ２１）、カム線図における現像ローラ６４が離間開始（ｔ２２）してから離間完了（ｔ２４）するまでの期間（Ｂ区間）に、感光体ドラム６１上に静電潜像として検知パターン８１を形成する。この検知パターン８１は顕像（トナー現像された画像）として可視化されているが、感光体ドラム６１から現像ローラ６４が離間すると静電潜像になり、検知パターン８１をレジ検知センサ５６が検出できなくなる。そこで、駆動源であるステッピングモータ９１が起動開始してからレジ検知センサ５６が検知パターン８１を検出できなくなるまでの現像当接時間（Ｃｓ）の測定を、各ステーションのプロセスカートリッジについて行う。そして、測定時間が最も短い時間いステーションに合わせて、ステッピングモータ９１を起動させるタイミングと駆動速度またはそのいずれか一方を調整する。図１０の例では、検知パターン８１の後端の検出タイミングはステーション１から順にタイミングｔ２２１，ｔ２２２，ｔ２２３，ｔ２３である。検知パターン８１は、ステーション４のものを例示している。最短の現像離間時間Ｃ４が基準となって、タイミングｔ２２１がタイミングｔ２２に移るように、ステッピングモータ９１の駆動開始タイミングを時間Ｐ３だけ早める。ただし図１０の例ではステッピングモータ９１の駆動速度も速めている。
【００５５】
次に、現像当接時間及び現像離間時間を測定する際に用いる検知パターン８１に関して、図１１を用いて詳細に説明する。図１１のように、検知パターン８１の幅はレジ検知センサ５６が検出可能な範囲（10mm程度）でよく、検知パターン８１の長さは、現像当接側ではＡ区間の範囲を含み、現像離間側ではＢ区間の範囲を含む。また、検知パターン８１は、現像当接タイミング及び離間タイミングを精度よく検出できるように、検知パターン８１の形成範囲においてベタ画像であることが好ましい。
【００５６】
上述のように実際に使用される本体とプロセスカートリッジの組み合せにおいて、現像当接時間および現像離間時間を測定することが可能である。そのため、本体へ画像信号が送られた場合、測定した現像当接時間と現像離間時間に基づいたタイミングでステッピングモータ９１を起動させることにより、画像保証領域に対して最適なタイミングで制御できる（図１２）。図１２の例では、画像形成保証時間の前後にあってマージンにより吸収されるタイミングのばらつきは最適化され、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に実際に当接している時間を、画像形成保証時間に近付けることが可能となる。
【００５７】
以上説明したように、実際に使用される本体とプロセスカートリッジの組み合せにおいて、現像当接及び離間を行い、中間転写ベルト５１に転写された検知パターン８１の先端と後端をレジ検知センサ５６で検出する。こうすることにより、各画像形成ステーションにおける現像当接タイミングと、現像離間タイミングとを、画像形成装置毎に適応的に制御することが可能となった。
【００５８】
これによって、従来の課題であった画像形成保証期間の前後のマージンを短縮でき、現像ローラ６４と感光体ドラム６１との不必要な接触によるプロセスカートリッジ寿命の短縮を防止できる。
【００５９】
［第二実施形態］
第一実施形態では、各色の検知パターン８１をそれぞれ中間転写ベルト５１に形成して検知し、これを各色で行うことで、すべての色について現像当接時間及び現像離間時間を測定した。こうすることで、ステッピングモータ９１の駆動タイミング及び駆動速度を調整した。すなわち、検知パターン８１の形成と検出を４回繰り返している。本実施形態では、各色の検知パターン８１を中間転写ベルト５１に形成し、それを色毎のウインドウで検出することで、ステッピングモータ９１の駆動タイミング及び駆動速度を調整に要する時間を短縮した例を示す。本実施形態に係る画像形成装置の構成は第一実施形態と同様であり、各色の検知パターン８１を形成し、検出する手順において相違している。したがって以下ではその相違点を中心に説明する。
【００６０】
＜現像当接タイミング及び離間タイミングの検出及び調整方法＞
本実施形態の現像当接タイミング及び離間タイミングの検出及び調整方法を図１３を用いて説明する。図１３は、当接あるいは離間タイミングを検出するための検知パターン８１と、検知パターン８１の形成時のレーザ発光タイミングと、離間カム状態および画像検出センサの出力波形を示す図である。この図１３では、カム線図等のタイミングは、各ステーション間のカムの位相差を補償することなく示されている。
【００６１】
現像当接タイミング及び離間タイミングの検出制御が開始されると、待機状態から接離機構の駆動源であるステッピングモータ９１が起動し、現像離間から当接状態に移行する。ステッピングモータ９１はフルカラー当接状態で停止する。ステッピングモータ９１の起動タイミングに合わせて、各画像形成ステーションのレーザが、Ty1、Tm1、Tc1、Tk1のそれぞれの期間経過後にオンとなり、検知パターン８１の形状に応じて感光体ドラム６１がレーザビームで走査される。検知パターン８１の形状、特に副走査方向の長さは各色で同一である。この長さとは、潜像の形状であり、トナー現像された顕像のそれではない。各画像形成ステーションのレーザが感光体ドラム６１を走査している期間Ty2、Tm2、Tc2、Tk2は離間状態から当接状態に移行する不定の期間であり、カム線図によって予め決まっている。
【００６２】
続いて、フルカラー当接状態からステッピングモータ９１が起動し、各ステーションでは順次現像ローラ６４が離間して待機状態に移行する。ステッピングモータ９１の起動タイミングに合わせて、各画像形成ステーションのレーザがTy3、Tm3、Tc3、Tk3のタイミングで感光体ドラム６１へ照射される。各画像形成ステーションのレーザがONしている期間Ty4、Tm4、Tc4、Tk4も同様に離間カムの状態が不定領域の期間であり、カム線図によって予め決まっている。
【００６３】
図１３に示すとおり、検知パターン８１の構成は、レジ検知センサ５６ａ、５６ｂの直下を通るようにＹ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の順に縦帯状のパターンが配置されている。図中の斜線部は、感光体ドラム６１上には静電潜像のみ形成されており、現像ローラ６４が離間されているため現像されなかった領域である。検知パターン８１は各色ごとに濃度１００パーセントで形成される。
【００６４】
本実施形態においては、現像当接タイミング及び離間タイミングの検出に要する時間を短縮するため、一度の現像当接および離間動作で各色の現像当接および離間タイミングを検出する。通常印刷時では、現像当接を開始すると、中間転写ベルト５１の上流側からステーションが配置された順に現像ローラ６４は当接する。イエロー（Ｙ）画像形成ステーション（１ｓｔ）→マゼンタ（Ｍ）画像形成ステーション（２ｓｔ）→シアン（Ｃ）画像形成ステーション（３ｓｔ）→ブラック（Ｂｋ）画像形成ステーション（４ｓｔ）の順に現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接する。各画像形成ステーションの現像ローラ６４が当接するタイミングは、各色の画像形成部で形成する画像形成領域の先端が揃うように制御される。つまり、各画像ステーションで順次現像当接された直後に形成された画像は、中間転写ベルト５１上でほぼ同じ位置に転写される。そこで、一度の現像当接および離間動作で各色の現像当接および離間タイミングを検出するために、ステッピングモータ９１の回転速度を変更する。これにより中間転写ベルト５１の搬送速度と現像当接および現像離間を行うステッピングモータ９１の駆動速度の比率を通常印刷時とは異なる比率に変更する。これによって中間転写ベルト５１上における各色の検知パターン８１の位置がずれる。たとえば、ステッピングモータ９１の速度のみを通常の半分とすれば、あるステーションで現像当接が生じてから次のステーションで現像当接が生じるまで、通常の２倍の時間がかかる。その間に、通常の速度で搬送されている中間転写ベルト５１は通常の転写位置を越えて搬送される。このため、各色の検知パターン８１の位置がずれる。この位置ずれはステッピングモータ９１のみを速くしても生じる。
【００６５】
なお、現像当接タイミング及び離間タイミングの検出制御では、ステッピングモータ９１の回転速度が印刷動作時よりも遅くなるように制御されており、本実施形態では１／２倍の回転速度で回転している。従って、各現像当接完了経過時間及び離間完了経過時間は通常の２倍の時間がかかり、これをステッピングモータ９１の回転速度相対値Ｒv＝２と示す。
【００６６】
図１３中のレジ検知センサ５６の出力１３０１は、レジ検知センサ５６が検知パターン８１を検出した際の出力波形である。レジ検知センサ５６は、検知パターンを８１検出することで、カム線図上で当接するタイミング以前に現像当接する時間Ty5*、Tm5*、Tc5*、Tk5* を検出することができる。カム線図上で当接するタイミングは、図２４に示すマージンの後、画像形成保証時間の開始タイミングに相当する。また、カム線図上で離間するタイミング以降に現像離間する時間Ty6*、Tm6*、Tc6*、Tk6* (*＝a,b)を検出することができる。カム線図上で離間するタイミングは、図２４に示す画像形成保証時間の終了タイミングに相当する。ここで＊はレジ検知センサ５６ａまたは５６ｂによる検出結果に対応するが、図１３では共通のものとして示している。
【００６７】
現像当接タイミング及び離間タイミングの検出制御では、ステッピングモータ９１の回転速度を変更している。そのため、検出したTy5*、Tm5*、Tc5*、Tk5*、およびTy6*、Tm6*、Tc6*、Tk6* (*＝a、b)を補正した上で現像当接タイミング及び離間タイミングを決定する必要がある。現像当接タイミング補正量Tt、及び現像離間タイミング補正量Trは下式より求めることができる。
Tt = MIN（Ty5*、Tm5*、Tc5*、Tk5*）/ Rv  (２−１)
Tr = MIN（Ty6*、Tm6*、Tc6*、Tk6*）/ Rv  (２−２)
Rv：ステッピングモータ９１の回転速度相対値
*＝a、b。
【００６８】
上式に示すように、現像当接タイミングは、検出したTy5*、Tm5*、Tc5*、Tk5* (*＝a、b)より、最も現像当接時間が短くなる画像形成ステーションを基準に現像当接タイミング補正量Ttが算出される。印刷時には、待機状態からフルカラー当接状態へ移行する際の接離機構の起動タイミングは、算出された現像当接タイミング補正量Ttだけ遅く起動される。
【００６９】
現像離間タイミングは、検出したTy6*、Tm6*、Tc6*、Tk6* (*＝a、b)より、最も現像当接時間が短くなる画像形成ステーションを基準に現像離間タイミング補正量Trが算出される。印刷時にフルカラー当接状態から待機状態へと移行する際の接離機構の起動タイミングは、算出された現像離間タイミング補正量Trだけ早く起動される。最適な現像当接タイミング及び離間タイミングで接離機構を起動することによって、現像当接時間をできるだけ短くするよう調整できる。
【００７０】
なお第一実施形態では、図１３においては、タイミングｔ１３０１からタイマーを起動して、たとえばＹステーションについてはタイミングｔ１３０２までの時間を測定している。ここで時間ｔ１３０１−ｔ１３０３は機構やモータの駆動速度によって決められる。したがって時間ｔ１３０１〜ｔ１３０２を測定することと、本実施形態のように時間ｔ１３０２〜ｔ１３０３を測定することは同値である。そのため本実施形態で第一実施形態のように時間ｔ１３０１〜ｔ１３０２を測定しても良いし、逆に第一実施形態で時間ｔ１３０２〜ｔ１３０３を測定してもよい。もちろんこれはＹ以外の色成分のステーションについても同様である。
【００７１】
次に、本実施形態に係る現像当接タイミング及び離間タイミングを検出する制御におけるフローチャートを図１４に示す。図１４の手順は、たとえば画像形成制御部１２のＣＰＵ１２１によりＲＯＭ１２２に格納したプログラムを実行することで実現される。図１４のように、はじめにプロセスカートリッジが交換されたかを検知し（Ｓ１４０１）、プロセスカートリッジを交換したと判断された場合にはＳ１４０２に進む。なお、プロセスカートリッジの交換をトリガとしてＳ１４０２から実行されても良い。Ｓ１４０２では現像当接タイミング及び離間タイミングを検出するためにレジ検知センサ５６等が起動され、感光体ドラム６１および中間転写ベルト５１などの駆動源（ステッピングモータ９１を除く）が起動される（Ｓ１４０２）。そして、検知パターン８１が形成され（Ｓ１４０３）、ステッピングモータ９１が駆動されて現像ローラ６４と感光体ドラム６１との当接動作が開始される(Ｓ１４０４)。この間もレジ検知センサ５６は検知パターン８１の検出を試みる。また検知パターン８１は、図１３のカム線図において現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接するタイミング（たとえばｔ１３０３）でレーザ走査が終了するような副走査方向の長さを有する。現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接して可視化された検知パターン８１の先端および後端といった端部をレジ検知センサ５６が検出すると、検出結果Ｔｘ５（ｘはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）より現像当接タイミング補正量Ｔｔが算出され、記憶される（Ｓ１４０５）。ここで図１３に示すように各色の検知パターン８１はそれぞれが孤立したパターンとなるため、それぞれを独立して測定できる。
【００７２】
続いて、現像離間動作が開始されて(Ｓ１４０６)、現像ローラ６４が離間されることにより静電潜像になった検知パターン８１をレジ検知センサ５６が検出し、検出結果より現像離間タイミング補正量Ｔｒが算出され、記憶される（Ｓ１４０７）。検出した現像当接タイミング補正量および現像離間タイミング補正量より、最適な当接タイミングおよび離間タイミングを決定する(Ｓ１４０８)。ここで図１３に示すように各色の検知パターン８１はそれぞれが孤立したパターンとなるため、それぞれを独立して測定できる。
【００７３】
すなわち、Tt = MIN（Ty5*、Tm5*、Tc5*、Tk5*）/ Rvを算出する。そして、印刷時に待機状態からフルカラー当接状態へ移行する際の接離機構の起動タイミングを現在の設定値よりも補正量Ttだけ遅くするようステッピングモータ９１が制御される。またTr = MIN（Ty6*、Tm6*、Tc6*、Tk6*）/ Rvを算出する。そして、印刷時にフルカラー当接状態から待機状態へ移行する際の接離機構の起動タイミングを現在の設定値よりも補正量Tｒだけ早くするようステッピングモータ９１が制御される。
【００７４】
なお本実施形態では、ステッピングモータ９１の速度は、通常の印刷時には変えておらず起動タイミングのみを変更したが、もちろん第一実施形態のように速度を変えても良い。
【００７５】
以上説明したように、実際に使用される本体とプロセスカートリッジの組み合せにおいて、現像当接及び離間を行い、中間転写ベルト５１に転写された検知パターン８１の先端と後端をレジ検知センサ５６で検出する。こうすることにより、各々の組み合せにおける現像当接タイミングと、現像離間タイミングを正確に把握することが可能となる。また、１度の現像及び離間動作で当接タイミング及び離間タイミングを検出することができ、検出時間を短縮することができる。これによって、検出された各プロセスカートリッジにおける現像当接タイミングと、現像離間タイミングを最適に補正することが可能となった。結果として、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接している時間を最小限にすることができるので、現像ローラ６４による感光体ドラム６１の削れを軽減でき、プロセスカートリッジ寿命に有利になる画像形成装置を提供することが可能となった。
【００７６】
さらに、フルカラー画像形成装置の各色のステーションの測定を、一回の画像形成動作で済ますことができるので、現像当接及び現像離間の調整時間を短縮することが可能となる。
【００７７】
［第二実施形態の変形例］
以下に本発明に係る画像形成装置の第二実施形態のバリエーションについて説明する。本実施形態では、主走査方向の決まった位置で現像ローラ６４と感光体ドラム６１との当接又は離間のタイミングが遅れる画像形成装置で、トナー消費量が少ない検知パターン８１で、現像当接タイミング及び離間タイミングを検出する構成について説明する。第一および第二実施形態と重複する説明は省略する。
【００７８】
図１５は、本実施例における感光体ドラム６１と現像ローラ６４の当接及び離間状態を示す。図中(a)〜(d)は、離間から当接に切り替える状態を示す。また、図中(e)〜(h)は、当接から離間に切り替える状態を示す。図１５の(a)〜(d)に示すとおり、離間から当接への切り替え中において、感光体ドラム６１と現像ローラ６４は、主走査方向の後端側に比べて先端側のほうが遅れて当接する。後端側とは、カム９５により押される側であり、レジ検知センサ５６ｂが配置されている側である。また、図１５中(e)〜(h)に示すとおり、当接から離間への切り替え中において、感光体ドラム６１と現像ローラ６４は、主走査方向の先端側に比べて後端側のほうが遅れて離間する。これらの現像当接及び離間タイミングの僅かな遅れは、プロセスカートリッジ及びプリンタ本体のメカ構成によって決まるものである。本実施形態では、現像当接タイミングが遅れる位置は主走査方向の先端側であり、現像離間タイミングが遅れる位置は主走査方向の後端側である。
【００７９】
＜現像当接タイミング及び離間タイミングの検出および最適化方法＞
本実施形態の変形例における現像当接タイミング及び離間タイミングを検出および最適化方法について、図１６を用いて説明する。図１６は、当接あるいは離間タイミングを検出するための検知パターン８１と、検知パターン８１の形成時のレーザ発光タイミングと、カム線図およびレジ検知センサ５６の出力波形である。図１３の検知パターン８１と比べて、レジ検知センサ５６ｂの直下を通過するパターンが削除されており、先端側に配置されたレジ検知センサ５６ａの直下を通過するパターンのみとなっている。
【００８０】
動作そのものは第二実施形態とほとんど同様である。ただし、検知パターン８１はレジ検知センサ５６ａでしか検知できないので、レジ検知センサ５６ａによる検知結果のみが、補正量の決定のために利用される。したがって、補正量Ｔｔ，Ｔｒは以下の式で与えられる。
Tt = MIN（Ty5a、Tm5a、Tc5a、Tk5a）/ Rv  (２−１')
Tr = MIN（Ty6a、Tm6a、Tc6a、Tk6a）/ Rv  (２−２')
Rv：ステッピングモータ９１の回転速度相対値。
【００８１】
そして、印刷時に待機状態からフルカラー当接状態へ移行する際の接離機構の起動タイミングを、現在の設定値よりも補正量Ttだけ遅くするようステッピングモータ９１が制御される。また印刷時にフルカラー当接状態から待機状態へ移行する際の接離機構の起動タイミングを、現在の設定値よりも補正量Tｒだけ早くするようステッピングモータ９１が制御される。これらの点以外は第二実施形態と同様である。
【００８２】
このように構成した理由は、画像抜けに対してマージン時間が少ない主走査位置での現像当接タイミング及び離間タイミングの検出のみでよいからである。画像抜けに対してマージン時間が少ないとは、現像当接時にはより遅れて当接し、現像離間時にはより早く離間することである。従って、第二実施形態における検知パターン８１のうち、画像抜けに対してマージン時間が多い側のパターン、すなわちセンサ５６ｂ側のパターンを省略することができる。
【００８３】
このように、現像当接あるいは離間タイミングの遅れる位置が主走査方向で決まっている画像形成装置において、現像当接タイミングを検出する検知パターン８１は、レジ検知センサ５６が検出可能な領域のうち、現像当接が最も遅れる主走査位置のみ形成する。また、現像離間タイミングを検出する検知パターン８１は、レジ検知センサ５６が検出可能な領域のうち、現像離間が最も早い主走査位置のみ形成する。こうすることによって、トナー消費量を節約し、且つ精度を極度に落とすことなく現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接している時間を最小限にすることができる。
【００８４】
［第二実施形態の変形例その２］
上述した第二実施形態の変形例に対して、補正式のみを変更した例を示す。現像当接タイミング及び離間タイミングの検出制御では、ステッピングモータ９１の回転速度を変更している。そのため、検出したTy5a、Tm5a、Tc5a、Tk5a、及びTy6a、Tm6a、Tc6a、Tk6aを最適化した上で現像当接タイミング及び離間タイミングを決定する必要がある。現像当接タイミング補正量Tt、及び現像離間タイミング補正量Trは下式より求める。
Tt = (MIN（Ty5a、Tm5a、Tc5a、Tk5a）/ Rv) - α  (２−１")
Tr = (MIN（Ty6a、Tm6a、Tc6a、Tk6a）/ Rv) + β  (２−２")
Rv：ステッピングモータ９１の回転速度相対値。
【００８５】
ここで、式中のα、βは、センサ出力応答性の影響や制御ばらつき、現像当接及び離間遅れ時間などのばらつきを考慮したマージン時間である。本変形例のように画像先端及び後端抜けに対するマージンとして、プラスアルファの時間を考慮してもよい。またこのマージン時間の加算及び減算を、このほかの実施形態に対して同様に適用してもよい。
【００８６】
このように、現像当接あるいは離間タイミングの遅れる位置が主走査方向で決まっている画像形成装置において、現像当接タイミングを検出する検知パターン８１は、レジ検知センサ５６が検出可能な領域のうち、現像当接が最も遅れる主走査位置のみ形成する。また、現像離間タイミングを検出する検知パターン８１は、レジ検知センサ５６が検出可能な領域のうち、現像離間が最も早い主走査位置のみ形成する。こうすることによって、トナー消費量を節約し、且つ精度を極度に落とすことなく現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接している時間を最小限にすることができる。
【００８７】
［第三実施形態］
次に、短い所要時間で現像当接タイミング及び離間タイミングを検知して、画像形成動作中の現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接している期間をできるだけ短く抑え、プロセスカートリッジの寿命が短くなることを防止する画像形成装置について説明する。本実施形態の構成やステッピングモータ９１の起動タイミングや速度の制御の原理は第一実施形態や第二実施形態と同様である。ただし本実施形態では、検知パターン８１が相違しており、その検知パターン８１を検知する方法も他の実施形態と相違する。その相違点を中心に以下に説明する。
【００８８】
＜本実施形態における現像当接タイミングと現像離間タイミングの検知原理＞
１回の現像当接及び離間動作により全ての画像形成ステーションの感光体ドラム６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ）への現像ローラ６４（６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ）の現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知する方法について説明する。
【００８９】
まず、１回の現像当接動作及び離間動作で全ての画像形成ステーションの現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知する為の検知パターン８１について図１７を用いて説明する。１回の現像当接動作及び離間動作で全ての画像形成ステーションの現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知する為には、当接又は離間が完了するまでの現像離間状態が不定の間に図１７に示すような検知パターン８１の潜像形成を開始する必要がある。図１７は、中間転写ベルト５１上に形成された検知パターン８１を示す。本実施形態における現像当接離間機構では、感光体ドラム６１への現像ローラ６４の当接及び離間動作をする際に、感光体ドラム６１の幅方向にわたって同時に当接するわけではなく、最初に感光体ドラム６１の後端側が当接し、最後に先端側が当接する。つまり、当接が完了するまでの現像離間状態が不定状態の間に感光体ドラム６１上に静電潜像を形成すると、現像ローラ６４の当接が完了することにより形成された中間転写ベルト５１上の検知パターン８１は、後端側より先端側の方が遅く形成される。先端側のパターンを検知することにより確実な当接完了タイミングを検知することができるため、検知パターン８１は、先端側にのみ形成するものとする。したがってレジ検知センサ５６もセンサ５６ａのみを用いれば十分である。検知パターン８１は、先端側のレジ検知センサ５６ａの直下を通過するような位置に形成される。第１画像形成ステーションのイエロー、第２画像形成ステーションのマゼンタ、第３画像形成ステーションのシアン、第４画像形成ステーションのブラックという順序で１セットが構成される。検知パターン８１は、この１セットのパターンを繰り返して周期的に形成したものである。尚、本実施形態では、前述したような位置に当接動作及び離間動作が完了するタイミングを検知するための検知パターン８１を形成する例を示したが、これは一例であり、レジ検知センサ５６の構成や画像形成装置構成に応じて変更することが望ましい。
【００９０】
次に、１回の現像当接及び離間動作により全ての画像形成ステーションの感光体ドラム６１(６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ)への現像ローラ６４(６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ)の現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知できる原理について図１８に示すダイアグラムを用いて説明する。図１８のダイアグラムは、中間転写ベルト５１上で図１７に示す検知パターン８１に相当する静電潜像を感光体ドラム６１上に形成し、当接することで形成された中間転写ベルト５１上の検知パターン８１をレジ検知センサ５６で検知するまでを示す。横軸は時間を示し、縦軸は静電潜像が形成されてからトナー像がレジ検知センサ５６の位置へ到達するまでの経路に沿った距離である。ここで、画像形成ステーション１の現像当接タイミングを検知する方法を例にして、全ての画像形成ステーションの現像当接タイミングを１回の現像当接動作で検知する原理について説明する。
【００９１】
当接離間状態を離間状態（待機状態）から当接状態に切り替える場合、ステッピングモータ９１を起動する。ステッピングモータ９１を起動してから現像当接離間状態が不定の間は、図１７に示す検知パターン８１の静電潜像を感光体ドラム６１上に繰り返し形成する。最初の画像形成ステーション１の検知パターン８１の露光開始タイミングをＮ１とすると、タイミングＮ１で形成開始された静電潜像が現像された場合、そのトナー像は、Ｎ１から時間Ｑ１経過後のタイミングＯ１でレジ検知センサ５６の直下を通過する。そこで、画像形成ステーション１の検知パターン８１がレジ検知センサ５６の直下を通過したことを判断する為に、タイミングＯ１より前に画像形成ステーション１の検知ウインドウを設定する。しかし、タイミングＮ１で感光体ドラム６１上に露光された静電潜像は、現像タイミングにおいて当接が完了していないため、現像されない。そのため、中間転写ベルト５１上に検知パターン８１が形成されずにレジ検知センサ５６は、検知パターン８１を検知することができない。２回目に形成される画像形成ステーション１の検知パターン８１の露光開始タイミングをＮ２とし、タイミングＮ２で形成された静電潜像が現像された場合、そのトナー像はＮ２から時間Ｑ２経過後のタイミングＯ２でレジ検知センサ５６の直下を通過する。そこで、画像形成ステーション１の検知パターン８１がレジ検知センサ５６の直下を通過したことを判断する為に、タイミングＯ２より前に画像形成ステーション１の検知ウインドウを設定する。タイミングＮ２で感光体ドラム６１上に露光された静電潜像は、現像タイミングにおいて当接が完了している為、現像ローラ６４によりトナーが供給されトナー像となる。そして、感光体ドラム６１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１上に転写され、レジ検知センサ５６によりタイミングＯ２で検知される。このように、画像形成ステーション１の現像当接タイミングＸ１は、ステッピングモータ９１を起動してから、レジ検知センサ５６にて検知パターン８１を検知するタイミングＯ２までの経過時間Ａ１と、時間Ｂ１との差となる。時間Ｂ１は、第１ステーションにおいて現像されたトナー像がレジ検知センサ５６に達するまでの時間であり、その間の距離と搬送速度とに基づいた一定値として与えられる。時間Ｘ１は第１実施形態の式（１）により求めることができる。すなわち、
Ｘｓ＝Ａｓ−Ｂｓ  [msec]        （１）。
ここで本例ではｓは１となる。
【００９２】
残りの画像形成ステーションについても同様の原理に基づいて検知ウインドウを切り替えつつ、検知パターン８１を検知することで現像当接タイミングＸ２、Ｘ３、Ｘ４を算出する。このようにタイミングの検知原理は第一実施形態と同様である。また離間タイミングも現像離間完了経過時間Ｃｓを測定することで第一実施形態と同様に決定できる。
Ｙｓ＝Ｃｓ−Ｂｓ  [msec]        （２）。
【００９３】
本実施形態では、トナー色毎の検知パターン８１を検知する為の検知ウインドウを設ける。そしてレジ検知センサ５６の直下を通過する前に検知ウインドウを切り替える。こうして、１回の現像当接動作により全ての画像形成ステーションの感光体ドラム６１(６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ)への現像ローラ６４(６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ)の現像当接タイミングを検知することが可能となる。また、全ての画像形成ステーションの離間タイミングも同様の原理で検知する。すなわち、１回の現像離間動作により全ての画像形成ステーションの感光体ドラム６１(６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ)への現像ローラ６４(６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ)の現像当接タイミングを検知することが可能となる。なお「通過する前」とは、予め決めておく必要がある。検知パターン８１が通過するであろう時間はおおよそ予測できるので、そのおおよその予測に基づいて所定時間のウインドウを設け、それを空けるタイミングを決めておく。また検知できない場合もあるので、検知できなくとも予め定めた時間の経過後にウインドウを閉じる。このウインドウは比喩的なもので、実際にはたとえばレジ検知センサ５６の出力信号を監視する期間がウインドウとなる。
【００９４】
次に、検知パターン８１を使用した場合の現像当接タイミングと現像離間タイミングの検知精度について図１８を用いて説明する。前述した１セットのパターン間隔Ｈ[mm]は、トナー色毎のパターン幅Ｗ［ｍｍ］とパターン間隔Ｉ[ｍｍ]の和となるため、式（３−１）により求めることができる。
Ｈ＝（Ｗ＋Ｉ）×４  [ｍｍ]  （３−１）。
【００９５】
１セットのパターンの間隔Ｈ[mm]は、１セット目のイエローパターンを検知してから２セット目のイエロートナーパターンを検知するまでの間隔（ピッチ）となるため、トナー色毎のパターンのピッチが各色のパターンの検知精度となる。つまり、各画像形成ステーションの現像当接タイミングと現像離間タイミングの検知精度は、パターンの間隔となる。例えば、色毎にパターン幅１ｍｍとパターン間隔１ｍｍと設定した場合の各画像形成ステーションの現像当接タイミングと現像離間タイミングの検知精度は搬送距離にして（１＋１）×４＝８ｍｍとなる。この場合、中間転写ベルト５１の搬送速度が１６ｍｍ／秒であれば、時間に換算して０．５秒の検知精度となる。そのため、この例では、０．５秒単位でステッピングモータ９１の速度や起動タイミングを制御でき、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接している時間を０．５秒単位で削減することが可能となる。
【００９６】
＜現像離間タイミングを検知するための制御フローチャート＞
１回の現像当接及び離間動作により全ての画像形成ステーションの感光体ドラム６１(６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ)への現像ローラ６４(６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ)の現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知する制御方法について説明する。
【００９７】
図１９は、１回の現像当接及び離間動作により全ての画像形成ステーションの現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知するための制御のフローチャートを示している。図１９に示すシーケンス（以下、現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンス）は、プロセスカートリッジが交換可能なドアを閉じた時や電源投入時に実行する。
【００９８】
現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンスは、現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知するための制御シーケンスプログラムとしてＲＯＭ１２２に記憶されている。現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンスが開始されると、ＣＰＵ１２１は、感光体ドラム６１や中間転写ベルト５１を駆動するモータ、スキャナモータ１８２を起動する。また、帯電バイアス制御部１８３や現像バイアス制御部１８４や一次転写バイアス制御部１８５の印加等を行い画像形成準備を開始する。次に、現像当接動作を開始するためにステッピングモータ９１を所定ステップだけ正回転駆動させる（Ｓ１９０１）。ステッピングモータ９１の正回転駆動が開始すると制御タイマー１７を起動する（Ｓ１９０２）。ステッピングモータ９１を起動し、現像当接離間状態が不定の間に、感光体ドラム６１上に検知パターン８１の静電潜像の繰り返し形成を開始する（Ｓ１９０３）。画像形成ステーション１の感光体ドラム６１上に形成した静電潜像がレジ検知センサ５６の直下に到達するタイミングの直前に画像形成ステーション１の検知ウインドウを設定する（Ｓ１９０４）。このタイミングは予め決めておく。次に、画像形成ステーション１の検知ウインドウを設定している所定時間の経過を待つ。（Ｓ１９０５）。
【００９９】
所定時間経過後に、画像形成ステーション１の感光体ドラム６１上に形成した検知パターン８１の静電潜像がレジ検知センサ５６の直下に到達するはずである。そこで、このタイミングにおいて検知パターン８１を検知していない場合（Ｓ１９０６）は、画像形成ステーション２の検知ウインドウに設定を切り替える。切り替えはウインドウを空けた後所定期間後に行う。画像形成ステーション２の検知ウインドウに設定を切り替えた後に、画像形成ステーション２においても同様に検知ウインドウ内で検知パターン８１を検知できない場合は、画像形成ステーション３の検知ウインドウに設定を切り替える。画像形成ステーション３の検知ウインドウに設定を切り替えた後に、画像形成ステーション３においても同様に検知ウインドウ内で検知パターン８１を検知できない場合は、画像形成ステーション４の検知ウインドウに切り替える。このように、検知ウインドウ内で検知パターン８１を検知するまでＳ１９０４〜Ｓ１９０６を繰り返し実行する。
【０１００】
所定時間経過後に、画像形成ステーション１の感光体ドラム６１上に形成した検知パターン８１の静電潜像がレジ検知センサ５６の直下に到達するタイミングにおいて検知パターン８１を検知した場合（Ｓ１９０６）は、Ｓ１９０７へ移行する。ステップＳ１９０７では、制御タイマー１７を起動してから画像形成ステーション１の検知ウインドウ内で画像形成ステーション１の検知パターン８１をレジ検知センサ５６にて検知するまでの現像当接完了経過時間Ａ１[msec]を取得する。全ての画像形成ステーションの現像当接完了経過時間Ａｓ[msec]を検知していない場合（Ｓ１９０８）は、画像形成ステーション２の検知ウインドウに設定を切り替える。このように検知ウインドウの切り替えを全ての画像形成ステーションの現像当接完了経過時間Ａｓ[msec]を検知するまでＳ１９０４〜Ｓ１９０８を繰り返し実行する。全ての画像形成ステーションの現像当接完了経過時間Ａｓ[msec]を検知している場合は（Ｓ１９０８）、現像当接離間状態を当接状態から離間状態に切り替えるためにステッピングモータ９１を再び所定ステップだけ正回転駆動させる(Ｓ１９０９)。
【０１０１】
ステッピングモータ９１の正回転駆動が開始すると制御タイマー１７を起動する(Ｓ１９１０)。この原理は第一実施形態の離間タイミング検出の手順に、図１７の検知パターン８１を適用したものとなる。画像形成ステーション１の感光体ドラム６１上に形成した静電潜像がレジ検知センサ５６の直下に到達するタイミングの直前に画像形成ステーション１の検知ウインドウを設定する（Ｓ１９１１）。次に、画像形成ステーション１の検知ウインドウを設定している所定時間の経過を待つ（Ｓ１９１２）。所定時間経過後に、画像形成ステーション１の感光体ドラム６１上に形成した検知パターン８１の静電潜像がレジ検知センサ５６の直下に到達する。そのタイミングで検知パターン８１を検知している場合（Ｓ１９１３）は、画像形成ステーション２の検知ウインドウに設定を切り替える。画像形成ステーション２の検知ウインドウに設定を切り替えた後に、画像形成ステーション２においても同様に検知ウインドウ内で検知パターン８１を検知している場合は、画像形成ステーション３の検知ウインドウに設定を切り替える。画像形成ステーション３の検知ウインドウに設定を切り替えた後に、画像形成ステーション３においても検知ウインドウ内で検知パターン８１を検知している場合は、画像形成ステーション４の検知ウインドウに切り替える。このように、検知ウインドウ内で検知パターン８１を検知できなくなるまでＳ１９１１〜Ｓ１９１３を繰り返し実行する。
【０１０２】
所定時間経過後に、画像形成ステーション１の感光体ドラム６１上に形成した検知パターン８１の静電潜像がレジ検知センサ５６の直下に到達するタイミングにおいて検知パターン８１を検知していない場合（Ｓ１９１３）は、Ｓ１９１４へ移行する。ステップＳ１９１４では、現像当接離間経過時間Ｃ１[msec]を取得する。現像当接離間経過時間Ｃ１は、制御タイマー１７を起動してから画像形成ステーション１の検知ウインドウ内で画像形成ステーション１の検知パターン８１をレジ検知センサ５６にて最後に検知したタイミングまでの時間である。全ての画像形成ステーションの現像当接離間経過時間Ｃｓ[msec]を検知していない場合（Ｓ１９１５）は、画像形成ステーション２の検知ウインドウに設定を切り替える。このように検知ウインドウの切り替えを全ての画像形成ステーションの現像当接離間経過時間Ｃｓ[msec]を検知するまでＳ１９１１〜Ｓ１９１５を繰り返し実行する。全ての画像形成ステーションの現像当接離間経過時間Ｃｓ[msec]を検知している場合は（Ｓ１９１５）、現像当接タイミングＸｓ[msec]を（１）式により算出してＲＡＭに格納する（Ｓ１９１６）。また、現像離間タイミングＹｓ[msec]を（２）式により算出してＲＡＭに格納する（Ｓ１９１７）。この処理で、１回の現像当接及び離間動作により全ての画像形成ステーションの感光体ドラム６１(６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ)への現像ローラ６４(６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ)の現像当接タイミングと現像離間タイミングを検知することができる。
【０１０３】
＜現像当接離間タイミングの補正＞
次に、現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンスにより算出した全画像形成ステーションの現像当接タイミングＸｓと現像離間タイミングＹｓに基づいて、印刷時の現像当接離間タイミングの補正方法について説明する。説明は図２０のタイミングチャートを参照して行う。
【０１０４】
図２０中の破線には、現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンスを行った時の各画像形成ステーションの現像ローラ６４と感光体ドラム６１が当接及び離間したタイミングを示す。実線には、ばらつきを考慮した場合の最も遅く現像ローラ６４と感光体ドラム６１が当接するタイミングとばらつきを考慮した場合の最も早く現像ローラ６４と感光体ドラム６１が離間するタイミングを示す。図２０中の補正前におけるＸｓ及びＹｓは、現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンスにより算出した各画像形成ステーションの現像当接タイミングＸｓ[msec]と現像離間タイミングＹｓ[msec]とを示す。また、図２０中の補正前におけるＬｓ（ｓは１〜４）は、ばらつきを考慮した場合に最も遅く現像ローラ６４と感光体ドラム６１が当接するタイミングを示す。Ｐｓは、ばらつきを考慮した場合の最も早く現像ローラ６４と感光体ドラム６１が離間するタイミングを示す。
【０１０５】
印字動作時の現像当接タイミングの補正方法を以下に示す。
（１）現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンスにより算出した現像当接タイミングＸｓ[msec]とＬｓ[msec]の差により、各画像形成ステーションのばらつき誤差Ｄｓを算出する。
（２）各画像形成ステーションのばらつき誤差Ｄｓの内、最小のばらつき誤差となる現像当接補正時間Ｄｍｉｎ[msec]を決定する。
（３）ステッピングモータ９１の起動タイミングを前記現像当接補正時間Ｄｍｉｎ[msec]だけ遅延させる。
【０１０６】
上記のようにステッピングモータ９１の起動タイミングを遅延させることで、各ステーションの当接タイミングを最適にすることができる。図２０では、画像形成ステーション１の誤差ばらつきＤ１[msec]が最小となるため、ステッピングモータ９１の起動タイミング（当接開始）をＤ１[msec]遅らせることで最適なタイミングでの当接完了を可能にしている。
【０１０７】
次に、印字動作時の現像離間タイミングの補正方法を以下に示す。
（４）現像当接タイミング及び離間タイミング検知シーケンスにより算出した現像離間タイミングＹｓ[msec]とＰｓ[msec]の差により、各画像形成ステーションのばらつき誤差Ｅｓを算出する。
（５）各画像形成ステーションのばらつき誤差Ｅｓの内、最小のばらつき誤差となる現像当接補正時間Ｅｍｉｎ[msec]を決定する。
（６）ステッピングモータ９１の起動タイミングを前記現像当接補正時間Ｅｍｉｎ[msec]だけ早める。
【０１０８】
上記のようにステッピングモータ９１の起動タイミングを早めることで、各ステーションの離間タイミングを最適にすることができる。図２０では、画像形成ステーション４の誤差ばらつきＥ４[msec]が最小となるため、ステッピングモータの起動タイミング（当接開始）をＥ４[msec]遅らせることで最適なタイミングでの当接完了を可能にしている。
【０１０９】
なお、ここでは複数のステーションを１つの駆動源で制御しているため、誤差ばらつきが最小となるＤ１[msec]にあわせて当接タイミングの制御を行ったが、夫々のステーションで独立して駆動源を有している場合は、夫々のステーションの検知結果にあわせて最適な当接タイミングの制御を行うことが可能である。同様に、誤差ばらつきが最小となるＥ４[msec]にあわせて離間タイミングの制御を行ったが、夫々のステーションで独立して駆動源を有している場合は、夫々のステーションの検知結果にあわせて最適な当接タイミングの制御を行うことが可能である。
【０１１０】
さらに、ここでは画像形成保証時間に当接タイミング及び離間タイミングをあわせることを説明したが、例えばコントローラから形成する画像のサイズに関する情報を受信する受信手段を有し、エンジンが色毎に形成する画像のサイズがわかっている場合は、夫々のステーションの当接タイミング及び離間タイミングを画像形成保証時間ではなく、夫々の色で形成する画像のサイズにあわせることも可能である。
【０１１１】
このように独立して各ステーションを駆動できる場合は、各ステーションにおいて当接時間を最適に制御できるため、現像ローラ６４と感光体ドラム６１の磨耗を軽減できる。また、夫々の色毎に形成する画像のサイズがわかっている場合は、形成する画像に合わせて当接時間を制御できるため、さらに現像ローラ６４と感光体ドラム６１の磨耗を軽減することができる。
【０１１２】
以上説明したように、本体装置２に含まれる現像当接離間機構とプロセスカートリッジＰ（ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫ）のいかなる組み合せおいても、異なる色の検知パターン８１が重ならずに近接するような潜像パターンを繰り返し形成する。そして、当接及び離間が完了した後の中間転写ベルト５１上のパターンをレジ検知センサ５６により検知する。そしてステッピングモータ９１の起動タイミングと検知パターン８１の検知タイミングとの時間を、各ステーションのウインドウで測定する。こうすることにより、最小限の所要時間で最適な現像当接タイミング及び離間開始タイミングを検知できるようになった。これにより、現像当接タイミング及び離間開始タイミングを、当接している時間が必要以上に長くならないように補正できる。結果として、現像ローラ６４と感光体ドラム６１の磨耗を軽減でき、プロセスカートリッジ寿命が短縮されることを防止する画像形成装置を提供することが可能となる。
【０１１３】
［第四実施形態］
第四実施形態では、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１との間で発生する吸着力により、中間転写ベルト５１と接する感光体ドラム６１の摩耗を防止して、その寿命を延ばす画像形成装置及びその制御方法について説明する。感光体ドラム６１は現像ローラ６４と当接していない間であっても、画像形成に先立って（マージンをもって）帯電バイアスが印加されて帯電する。また中間転写ベルト５１も、トナー像の転写時に印加される転写バイアスにより帯電する。これらの電荷は互いに吸着する方向で働くため、画像形成をしていなくとも、帯電することで互いに接し、もし速度差があれば感光体ドラム６１の表面の摩耗の原因となる。本実施形態ではそれを防止する。また本実施形態を第一実施形態乃至第三実施形態と組み合わせても良いが、ここでは図２４のような現像当接離間状態で運転している画像形成装置を例として説明する。
【０１１４】
＜転写バイアスと帯電バイアスの印加タイミング＞
本実施形態に係る転写バイアスと帯電バイアスを印加するタイミングについて、図２１を参照して詳細に説明する。図２１は、イエロー（Ｙ）画像形成ステーション（１ｓｔ）における離間カム８０ａと転写バイアスと帯電バイアスを印加するタイミングを示した概略図である。
【０１１５】
図２１に示すとおり、離間カム８０ａが駆動回転し、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に対して離間状態から当接状態へ移行する間の領域はいわゆる不定状態となる。不定状態では、当接タイミングはばらつく。よって、不定領域が開始される時間（ｃ）よりもあるマージンを持って（タイミングｅ）、早めに転写バイアスと帯電バイアスを印加する必要がある。これは現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接した場合にトナーが感光体ドラム６１へ転写されることを防止するためである。実際に部品や組み立てのばらつきが発生する本体やプロセスカートリッジにおいては、不定領域が開始される時間（ｃ）より一定の時間経過後に現像当接される（ｇ）。そのため、転写バイアスと帯電バイアスを印加してから現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接するまでの時間（ｅ〜ｇ間）が長くなり、その間、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の間に大きな吸着力が発生している。これが感光体ドラム６１の削れを加速させる。
【０１１６】
また、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に対して当接状態から離間状態へ移行する間の領域は、上記と同様なばらつきが存在する。そのため、不定領域が完了する時間（ｄ）よりもあるマージンを持って（タイミングｆ）転写バイアスと帯電バイアスを切る必要がある。実際に部品や組み立てのばらつきが発生する本体やプロセスカートリッジにおいては、不定領域が開始される時間（ｂ）より一定の時間経過後に現像離間される（ｈ）。そのため、現像ローラ６４が感光体ドラム６１から離間してから転写バイアスと帯電バイアスを切るまでの時間（ｈ〜ｆ間）が長くなり、その結果、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の間に大きな吸着力が発生している。これも感光体ドラム６１の削れを加速させる。
【０１１７】
現像ローラ６４が感光体ドラム６１から離間されている状態で転写バイアスと帯電バイアスが印加されると、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の間に大きな吸着力が発生してしまう。この現象について、中間転写ベルト５１の駆動源のトルク変化に着目して説明する。図２２は、中間転写ベルト５１の駆動源のトルク変化と現像ローラ６４の当接タイミング及び離間タイミングと転写バイアスと帯電バイアスの印加タイミングと中間転写ベルト５１、プロセスカートリッジ、接離機構の駆動源の起動状態を示した概略図である。
【０１１８】
図２２において、画像信号が本体に送られて、画像が印字されるまでの動作について説明する。図のように、中間転写ベルト５１の駆動源とプロセスカートリッジ毎に設けられた駆動モータを起動開始する（ｐ）と、中間転写ベルト５１の駆動源には小さなトルクが発生する。そして、転写バイアスと帯電バイアスが印加される（ｅ）と、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の間に大きな吸着力が発生し、中間転写ベルト５１の駆動源には大きなトルクが発生し、感光体ドラム６１の削れを加速させる。中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１に大きな吸着力が発生している場合でも、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の速度が同一であれば大きなトルクは発生せず、感光体ドラム６１の削れは発生しない。しかし、感光体ドラム６１の直径ばらつきや中間転写ベルト５１の厚みばらつきや中間転写ベルト５１の駆動ローラ５３の直径ばらつきにより、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の駆動速度に速度差が発生する。このため大きなトルクが発生し、感光体ドラム６１の削れが発生してしまう。この大きなトルクが発生している状態で接離機構の駆動源であるステッピングモータ９１を駆動し、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接する（ｇ）。すると、トナーなどの低摩擦物質が中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の間に介在するため、中間転写ベルト５１の駆動源に発生するトルクは小さくなる。つまり、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接している状態で、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１に速度差が存在しても、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１はトナーの介在により滑り、感光体ドラム６１の削れの発生は少ない。
【０１１９】
次に、画像の印字が終了してから、本体が停止するまでの動作について説明する。現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接されている状態において、ステッピングモータ９１を駆動し、現像ローラ６４が感光体ドラム６１から離間される（ｈ）。すると、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の間に介在されていたトナーなどの低摩擦物質がなくなるため、中間転写ベルト５１の駆動源には大きなトルクが発生し、感光体ドラム６１の削れを加速させる。そして、転写バイアスと帯電バイアスが切られる（ｆ）と、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１の間の吸着力がなくなるため、中間転写ベルト５１の駆動源のトルクは小さくなる。最後に、中間転写ベルト５１の駆動源とプロセスカートリッジの駆動モータを停止する。
【０１２０】
このように中間転写ベルト５１の駆動源に大きなトルクが発生している期間（Ｘ区間とＹ区間）においては、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１が吸着している状態で速度差が存在する。そのため、中間転写ベルト５１と感光体ドラム６１は摺擦され、感光体ドラム６１の削れを加速させてしまう。また、現像ローラが６４感光体ドラム６１に当接している時間に対して、転写バイアスと帯電バイアスが印加している時間が長くなってしまう問題は、各画像形成ステーションでも同様に発生する。そこで、各画像形成ステーションにおける現像当接あるいは離間タイミングを検出し、各画像ステーションにおいて転写バイアスと帯電バイアスの印加時間をそれぞれ適合的に調整する。
【０１２１】
＜現像当接タイミング及び離間タイミングの検出およびバイアス印加タイミング方法＞次に、本実施例に係る現像当接タイミング及び離間タイミングを検出する検知及び最適化方法について、図２３を参照して詳細に説明する。図２３は、現像当接タイミング及び離間タイミングを検出する制御プログラムのフローチャートである。本実施形態では、第一実施形態と同様の要領で、バイアスの印加タイミングを調整するものである。すなわち第二、第三実施形態において現像当接離間タイミングのマージンを短縮したが、同じ要領で帯電バイアスと転写バイアスの印加タイミングのマージンを短縮する。
【０１２２】
図２３のように、まずプロセスカートリッジが交換されたかを検知する（Ｓ２３０１）。プロセスカートリッジを交換したと判断された場合には、現像当接タイミング及び離間タイミングを検出する制御が起動し、感光体ドラム６１のモータ及び中間転写ベルト５１などの駆動源（ステッピングモータ９１を除く）が起動する（Ｓ２３０２）。そして、検知パターン８１が形成され（Ｓ２３０３）、ステッピングモータ９１を起動することで現像ローラ６４の感光体ドラム６１への当接動作が開始される（Ｓ２３０４）。このとき、ステッピングモータ９１の駆動開始タイミングでタイマーを起動する。現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接されたことにより可視化された検知パターン８１をレジ検知センサ５６で検出し（Ｓ２３０５）、ステッピングモータ９１をフルカラー状態で停止する（Ｓ２３０６）。検知パターン８１の先端を検出したときにタイマーを停止させる。こうしてステッピングモータ９１を起動開始してから検出するまでの測定した時間（当接時間）を記憶する（Ｓ２３０７）。
【０１２３】
他方、現像ローラ６４が当接されている状態であるフルカラー当接状態から、ステッピングモータ９１を起動する（Ｓ２３０８）。このときステッピングモータ９１の駆動開始タイミングでタイマーを起動する。現像ローラ６４が離間されることにより静電潜像になった検知パターン８１をレジ検知センサ５６で検出し（Ｓ２３０９）、ステッピングモータ９１を待機状態で停止する（Ｓ２３１０）。検知パターン８１の後端を検出したときにタイマーを停止させる。こうしてステッピングモータ９１を起動開始してから検出できなくなるまでの測定した時間（離間時間）を記憶する（Ｓ２３１１）。
【０１２４】
このように、当接時間と離間時間を各ステーションにおいて検出する（Ｓ２３１２）。この要領は第一実施形態と同様である。そして各ステーションの当接時間に合せて、転写バイアスと帯電バイアスを印加するタイミングを変化させる。
【０１２５】
タイミングは、全てのステーションにおいて転写バイアスと帯電バイアスを印加してから現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接するまでの時間ができるだけ短くなるように決定する。また各ステーションの離間時間に合せて、転写バイアスと帯電バイアスを切るタイミングを変化させる。タイミングは、全てのステーションにおいて現像ローラ６４が感光体ドラム６１から離間した後、転写バイアスと帯電バイアスを切るまでの時間ができるだけ短くなるように決定する（Ｓ２３１３）。すなわちこのタイミングの調整は、図２２の区間Ｘ、Ｙをできるだけ短くするよう行われる。このために、第一、第三実施形態と同じ要領で現像当接タイミングと現像離間タイミングとを判定し、そのタイミングに合わせてバイアスのオンとオフとをそれぞれ行う。
【０１２６】
たとえば、バイアスのタイミングのずらし量は、第一実施形態で求めた値Ｘｓ＝Ａｓ−ＢｓおよびＹｓ＝Ｃｓ−Ｂｓを用いることができる。すなわち、バイアスの印加タイミングを、予め定めた図２２のタイミングｅからＸｓ遅らせる。また、バイアスの印加タイミングを、予め定めた図２２のタイミングｆからＹｓ早める。すなわち、現像ローラ６４の駆動タイミングを調整した同じ調整量だけ（あるいは同じ制御量、あるいは同じ時間だけ）、バイアスのタイミングを調整する。
【０１２７】
このため、本実施形態の制御のためだけの時間測定は行わず、第一乃至第三実施形態で行った、現像当接タイミング及び現像離間タイミングの調整のための、ステッピングモータ９１の駆動タイミングの制御により測定された時間ＡｓおよびＣｓを流用できる。また第二実施形態による時間測定は検知パターン８１の時間そのもので第一実施形態と異なるが、第二実施形態で説明したように、これらは相互に換算可能な値であるので、第二実施形態の要領で測定した時間を利用することもできる。
【０１２８】
以上説明したように、実際に使用される本体とプロセスカートリッジの組み合せにおいて、現像当接及び離間動作を行い、中間転写ベルト５１の上に転写された検知パターン８１の先端と後端をレジ検知センサ５６で検出する。こうすることにより、各々の組み合せにおける現像当接時間と、現像離間時間を正確に把握することが可能となった。そのため、本体へ画像信号が送られた場合、検出された各ステーションの現像当接時間に対して、転写バイアスと帯電バイアスが印加している時間が最短になるように転写バイアスと帯電バイアスを印加させることが可能となった。
【０１２９】
これによって、現像離間タイミングに合せて、転写バイアスと帯電バイアスを印加するタイミングと、切るタイミングを最適に補正することが可能となった。結果として、現像ローラ６４が感光体ドラム６１に当接している時間に対して、転写バイアスと帯電バイアスを印加する時間を最小限にすることが可能となる。これによって感光体ドラム６１の削れを軽減でき、プロセスカートリッジ寿命に有利になる手段を提供することが可能となった。
【０１３０】
なお、本実施例の説明では、現像ローラ６４が当接開始してから当接完了までの期間と現像ローラ６４が離間開始してから離間完了するまでの期間に、感光体ドラム６１上に静電潜像として検知パターン８１を形成すると記載した。しかし、当接開始してから離間完了するまでの期間に、感光体ドラム６１上に静電潜像として検知パターン８１を形成していもよい。
【０１３１】
なお本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。本発明の各工程は、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して取得したソフトウエア（プログラム）をパソコン等の処理装置（ＣＰＵ、プロセッサ）にて実行することでも実現できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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