(57)【要約】【課題】像担持体の磨耗を軽減しプロセスカートリッジの寿命を長くすること。【解決手段】像担持体と、現像剤担持体と、現像剤供給体と、を備えたプロセスカートリッジと、制御手段と、を有する画像形成装置において、電圧を発生する電圧発生手段と、前記電圧発生手段で電圧を発生させた状態で、静電容量を検知する静電容量検知手段と、前記像担持体と前記現像剤担持体とを当接及び離間させる当接離間手段と、前記当接離間手段による動作を開始してから、当接又は離間が確定するまでの所要時間を前記静電容量検知手段で検知した静電容量値の変化によって測定する当接離間所要時間測定手段と、を備え、前記制御手段は、前記当接離間所要時間測定手段で測定された当接離間所要時間を用いて、前記像担持体と前記現像剤担持体との当接離間を制御することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、現像剤を担持し前記像担持体に接触して前記静電潜像に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給体と、を備えたプロセスカートリッジと、制御手段と、を有する画像形成装置において、
電圧を発生する電圧発生手段と、
前記電圧発生手段で電圧を発生させた状態で、静電容量を検知する静電容量検知手段と、
前記像担持体と前記現像剤担持体とを当接及び離間させる当接離間手段と、
前記当接離間手段による動作を開始してから、当接又は離間が確定するまでの所要時間を前記静電容量検知手段で検知した静電容量値の変化によって測定する当接離間所要時間測定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記当接離間所要時間測定手段で測定された当接離間所要時間を用いて、前記像担持体と前記現像剤担持体との当接離間を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記当接離間所要時間測定手段は、前記静電容量検知手段で検知した静電容量値が、検知可能を示す値と検知不可能を示す値とで、前記像担持体と前記現像剤担持体との当接又は離間を判断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】
前記当接離間所要時間測定手段は、前記当接離間手段による動作を開始してから、前記静電容量検知手段で検知した静電容量値が、検知可能を示す値から検知不可能を示す値に変化するまでの時間を、当接所要時間と決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記当接離間所要時間測定手段は、前記当接離間手段による動作を開始してから、前記静電容量検知手段で検知した静電容量値が、検知不可能を示す値から検知可能を示す値に変化するまでの時間を、離間所要時間と決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体が複数の速度で動作し、前記当接離間所要時間が前記像担持体の速度によって変化する画像形成装置であって、
前記当接離間所要時間測定手段は、全ての速度ごとに前記当接離間所要時間を測定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記当接離間所要時間測定手段は、前記プロセスカートリッジが交換された時に実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記当接離間所要時間測定手段は、画像形成動作終了時に、前記当接離間所要時間を測定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項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、例えば電子写真方式、静電記憶方式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置は、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像ローラにより現像してトナー像を形成する。現像ローラと感光体ドラムは、それぞれが当接したまま停止している状態で長時間放置されると、現像ローラと感光体ドラムにそれぞれ局所的な変形が生じる。この変形は、画像不良の原因となる。
【０００３】
また、現像ローラと感光体ドラムは、それぞれが当接した状態での回転駆動を必要以上に行うと、現像ローラと感光体ドラムとの間の摩擦により感光体ドラムが磨耗する。この磨耗は、感光体ドラムの寿命到達を早める原因となる。
【０００４】
これらの課題を緩和すべく、カラー画像形成装置において、各画像形成ステーションに配設される現像ローラと感光体ドラムの当接離間動作（当接又は離間に係る動作の意。以下略。）を、画像形成中のみ行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このように制御することで、現像ローラと感光体ドラムが当接している時間を短縮することが出来る。すると、現像ローラが当接することによる感光体ドラムの磨耗を軽減することができ、プロセスカートリッジ寿命を長くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９２８６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置は、予め決められたマージンを持たせた当接離間タイミングで制御する必要があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、像担持体の磨耗を軽減しプロセスカートリッジの寿命を長くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、
静電潜像が形成される像担持体と、現像剤を担持し前記像担持体に接触して前記静電潜像に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給体と、を備えたプロセスカートリッジと、制御手段と、を有する画像形成装置において、
電圧を発生する電圧発生手段と、
前記電圧発生手段で電圧を発生させた状態で、静電容量を検知する静電容量検知手段と、
前記像担持体と前記現像剤担持体とを当接及び離間させる当接離間手段と、
前記当接離間手段による動作を開始してから、当接又は離間が確定するまでの所要時間を前記静電容量検知手段で検知した静電容量値の変化によって測定する当接離間所要時間測定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記当接離間所要時間測定手段で測定された当接離間所要時間を用いて、前記像担持体と前記現像剤担持体との当接離間を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述の構成により、現像剤担持体の像担持体との当接時間を更に削減し、像担持体の磨耗を軽減することで、プロセスカートリッジの寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るカラー画像形成装置の全体構成図。
【図２】第１実施形態に係るシステム構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態に係る感光体ドラムと現像ローラの当接離間機構を示す図。
【図４】第１実施形態に係るトナー残量検知機構を示す図。
【図５】第１実施形態に係る静電容量検知出力値と当接離間状態との関係を示す図。
【図６】第１実施形態に係る当接離間所要時間を測定するフローチャート。
【図７】第１実施形態に係る測定した当接離間所要時間を制御へフィードバックする際の説明図。
【図８】第２実施形態に係る当接離間所要時間を測定するフローチャート。
【図９】第３実施形態に係る当接離間所要時間を測定するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１実施形態〕
以下、図面を用いて第１実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１３】
図１は、第１実施形態に係るカラー画像形成装置の全体構成図である。カラー画像形成装置として、本実施形態においてはレーザプリンタを一例として示す。まず各部の詳しい構成について動作に従って説明する。
【００１４】
〔全体構成の説明〕
画像形成装置は、図１に示すような構成により、次の手順で画像を形成する。まず、図示しないコントローラ部から画像形成部（画像形成手段）に画像信号が送信される。送信された画像信号に基づいて露光光が形成され、当該露光光が像担持体上に照射される。これにより、像担持体上に静電潜像を形成する。この静電潜像を画像形成部内で現像し、可視画像とする。そして、各像担持体上の可視画像を重畳転写することでカラー可視画像を形成する。カラー可視画像が転写材へ転写され、その後、定着器にてカラー可視画像が転写材上に定着される。
【００１５】
以下、各部を具体的に説明する。尚、本実施形態の画像形成装置には複数の画像形成部が配設され、複数の画像形成部はそれぞれ形成するカラー可視画像（トナー像）の色が異なる。それぞれの画像形成部にて形成されるトナー像の色は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）である。ここで、各画像形成部のプロセス手段の構造は同様であるので、以下の説明において、特に必要な場合を除き、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添字を省略する。
【００１６】
画像形成装置Ａは、現像色分の複数の画像ステーションとして、プロセスカートリッジ１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）を有する。具体的には、第１ステーションにはイエローカートリッジ１０Ｙが、第２ステーションにはマゼンタカートリッジ１０Ｍが、第３ステーションにはシアンカートリッジ１０Ｃが、第４ステーションにはブラックカートリッジ１０Ｋが配設される。
【００１７】
プロセスカートリッジ１０は、画像形成装置本体に着脱可能である。各プロセスカートリッジ１０は、像担持体として感光体ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、帯電手段として帯電器７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）、現像手段として現像器８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）を有する。
【００１８】
また、画像形成装置Ａは、中間転写体として中間転写ベルト１２、二次転写位置となる二次転写部１３（二次転写手段）、定着器１４（定着手段）、給送ローラ１９及びレジストローラ２０を有する。
【００１９】
感光体ドラム５は、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されることで回転する。駆動モータは、画像形成動作に応じて、感光体ドラム５を図中反時計回りに回転させる。回転する感光体ドラム５へ、静電潜像形成用の露光光が、スキャナ部９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）から照射される。これによって、感光体ドラム５の表面が選択的に露光され、感光体ドラム５上に静電潜像が形成される。
【００２０】
各帯電器７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）には、帯電ローラ７ａ（７ａＹ、７ａＭ、７ａＣ、７ａＫ）が備えられる。帯電器７は、帯電ローラ７ａを用いて感光体ドラム５を帯電する。
【００２１】
各現像器８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）には、現像剤担持体としての現像ローラ８ａ（８ａＹ、８ａＭ、８ａＣ、８ａＳ）と、現像ローラ８ａにトナーを供給する現像剤供給体としての供給ローラ８ｂ（８ｂＹ、８ｂＭ、８ｂＣ、８ｂＫ）が設けられる。
【００２２】
現像器８は、容器内のトナーを送出する機構によって供給ローラ８ｂにトナーを送り込む。そして、図中時計回りに回転する現像ローラ８ａ及び供給ローラ８ｂの外周に圧接された不図示のブレードによって、図中時計回りに回転する現像ローラ８ａの外周にトナーを薄層塗布する。ここで、トナーへの電荷を付与（摩擦帯電）する。この状態で、静電潜像が形成された感光体ドラム５と対向した現像ローラ８ａに現像バイアスを印加する。すると、この現像バイアスによりトナーが感光体ドラム５上の静電潜像に引きつけられる。これにより、感光体ドラム５上の静電潜像がトナーによる現像される。
【００２３】
中間転写ベルト１２は、各感光体ドラム５に接触しており、画像形成時に感光体ドラム５の回転に伴って時計回りに回転する。
【００２４】
画像形成装置Ａには、一次転写手段としてプロセスカートリッジ１０毎に一次転写ローラ１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）が配設される。これにより、中間転写ベルト１２は、感光体ドラム５からトナー像の転写（一次転写）を受ける。本実施形態では、４つのプロセスカートリッジを有しているため、中間転写ベルト１２上に４色のトナー像からなるカラートナー像（多色のトナー像）が重畳転写される。
【００２５】
二次転写部１３となる二次転写手段は、二次転写ローラ１３ａを有する。二次転写ローラ１３ａは中間転写ベルト１２に接触し、中間転写ベルト１２の回転に伴って反時計回りに回転する。
【００２６】
ここで、給送ローラ１９、レジストローラ２０を経て、給送カセット１から転写材２に対して搬送される。すると、二次転写ローラ１３ａは、中間転写ベルト１２上のカラートナー像を二次転写する。
【００２７】
尚、レジストローラ２０の転写材２の搬送方向下流側にはレジセンサ２２がある。レジセンサ２２は、中間転写ベルト１２上に形成された画像と給送された転写材２との同期をとるために設けられる。転写材２の先端がレジセンサ２２で検知されたタイミングで転写材２を一時停止させて、中間転写ベルト１２上に形成された画像が転写材２の所定の位置に転写されるように転写材２を再度搬送するタイミングを制御する。
【００２８】
二次転写後の転写材２は、定着器１４に送られる。定着器１４は、加圧ローラ１６及び定着ローラ１５を有し、定着ローラ１５内にはヒータ１７が設けられる。定着ローラ１５の加圧ローラ１６の近傍にはサーミスタ１８が設けられ、定着ローラ１５の表面温度を検知する。サーミスタ１８の検知結果に基づいて、ヒータ１７への通電が制御される。これらの構成により、転写材２に対して二次転写されたカラートナー像が定着される。
【００２９】
画像定着後の転写材２は、排出センサ２３に検知されて通過を確認されたのち、排出ローラ２４によって装置外へ排出される。
【００３０】
尚、画像転写後の残トナーは、感光体ドラム５や中間転写ベルト１２においてクリーニングされる必要がある。クリーニング手段は、現像部によって感光体ドラム５に形成されたトナー像が中間転写ベルト１２に転写された後、感光体ドラム５上に残ったトナーをクリーニングする。クリーニングされた廃トナーは、プロセスカートリッジ１０内の不図示のクリーニング容器に蓄えられる。
【００３１】
また、二次転写後の中間転写ベルト１２上の残留トナーは、残トナー帯電ローラ２１により帯電され、各感光体ドラム５と中間転写ベルト１２が当接する一次転写部で感光体ドラム５に静電的に逆転写され、クリーニング容器に回収される。
【００３２】
この残留トナーを感光体ドラム５のいずれかに逆転写することと、トナー像を感光体ドラム５から中間転写ベルト１２へ一次転写することとを同時に行う。
【００３３】
以上が、画像形成装置の構成である。次に、画像形成装置によって画像形成を行う一連の動作について説明する。
【００３４】
〔画像形成動作の説明〕
図１に示すように、給送カセット１内の転写材２を、給送ローラ１９によって１枚ずつ給送し、レジストローラ２０まで搬送する。そして転写材２がレジストローラ２０の位置にある状態で、中間転写ベルト１２上にトナー像が形成されるまで待機する。
【００３５】
一方、画像形成部において、帯電ローラ７ａが感光体ドラム５の表面を均一に帯電する。ここで、帯電ローラ７ａは感光体ドラム５の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加する。これにより、感光体ドラム５上の静電潜像に現像ローラ８ａからのトナーが付着するようになる。
【００３６】
この状態で、スキャナ部９が露光光を感光体ドラム５に照射すると、感光体ドラム５上に画像に応じた静電潜像が形成される。次に、現像ローラ８ａが感光体ドラム５にトナーを供給すると、感光体ドラム５上にトナー像が形成される。
【００３７】
感光体ドラム５上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１２に一次転写するため、電源から一次転写ローラ１１に電圧が印加される。印加される電圧は感光体ドラム５上に形成されたトナー像と逆特性の電圧である。こうして、感光体ドラム５のトナー像が中間転写ベルト１２上に引きつけられ、一次転写が行われる。
【００３８】
一次転写は複数の感光体ドラム５から中間転写ベルト１２に行われ、トナー像が中間転写ベルト１２に重畳転写される。これにより、中間転写ベルト１２上にカラートナー像が形成される。
【００３９】
その後、レジストローラ２０の位置に待機させておいた転写材２を、カラートナー像と転写材２との先端位置が合うように同期をとって、搬送を開始する。そして、転写材２を中間転写ベルト１２に圧接すると同時に二次転写部１３にトナーと逆特性のバイアスを印加する。これにより、中間転写ベルト１２上のカラートナー像を転写材２に二次転写する。
【００４０】
転写材２は中間転写ベルト１２から剥離された後、定着器１４へ搬送される。定着器１４においては、定着ローラ１５と加圧ローラ１６により形成される定着ニップ部にて、転写材２に対するトナー画像の定着がされる。その後、排出ローラ２４を介して本体上部の排出トレイ上へ画像面を下向きにして排出される。これで、一連の画像形成動作が終了する。
【００４１】
〔システム構成の説明〕
図２は、第１実施形態に係るシステム構成を示すブロック図である。図２に示すように、コントローラ制御部２０１は、ホストコンピュータ２００、エンジン制御部２０２と相互に通信が可能となるように構成されている（図２の２２０、２２２）。
【００４２】
コントローラ制御部２０１は、ホストコンピュータ２００から画像情報と印字条件を受け取る。この受け取った印字条件を基に、コントローラ制御部２０１は、転写材毎の印字情報を付加した印字動作の予約を行う印字予約コマンドをエンジン制御部２０２へ送信する。また、コントローラ制御部２０１は、受け取った画像情報を解析し、ビットデータに変換する。ここで、転写材毎の印字情報とは、例えば、給送口（給送カセット１）、転写材サイズ、印字モード等である。
【００４３】
コントローラ制御部２０１は、画像情報の解析が終了した時点で、エンジン制御部２０２へ印字動作の開始を指示するため、印字開始コマンドを送信する。エンジン制御部２０２は、印字開始コマンドを受信すると、／ＴＯＰ信号２２１を出力する。出力された／ＴＯＰ信号２２１は、イエロー色の画像を形成するイエローカートリッジ１０Ｙに対するビデオ信号の出力の基準タイミングとなる。
【００４４】
そして、給送動作を開始し、給送された転写材２をレジストローラ２０で一時待機させる。その後、中間転写ベルト１２上に形成されたトナー像が二次転写部１３に到達するのに合わせて、レジストローラ２０から転写材２を再給送する。
【００４５】
尚、エンジン制御部２０２（制御手段）には、ビデオインターフェイス部２１０、ＣＰＵ２１１、画像処理ＧＡ２１２、画像制御部２１３、定着制御部２１４、用紙搬送部２１５、駆動制御部２１６等の処理部を有する。また、エンジン制御部２０２は、プログラムを格納するＲＯＭ２１７、情報を読み書き可能なＲＡＭ２１８を有する。
【００４６】
〔現像器の当接離間機構と動作の説明〕
続いて、本実施形態における現像器の当接離間機構（当接離間手段）の構成及び当接離間動作について説明する。まずは、イエロー色の画像を形成するプロセスカートリッジ単体を例示して、プロセスカートリッジの構成と動作を説明し、その後全てのプロセスカートリッジにおける当接離間動作を説明する。各プロセスカートリッジの構成は同様であり、図３を用いた説明では、イエロー色を示すＹの添字は省略する。
【００４７】
図３は第１実施形態に係る感光体ドラムと現像ローラの当接離間機構を示す図である。プロセスカートリッジ１０において、感光体ドラム５と現像ローラ８ａとの当接離間機構を示す。
【００４８】
プロセスカートリッジ１０の上部には突起部材３１が配設され、ＣＰＵ２１１からの指令により突起部材３１に係合し得る構成のレバー３０が配設される。また、感光体ドラム５を支持する枠体と現像器８を支持する枠体とが、バネ３２を介して連結される。
【００４９】
本体装置側には、上述のように、突起部材３１に力を与えるレバー３０がある。レバー３０は画像形成装置Ａ内部においてギア列で連結されている。
【００５０】
ソレノイド３０１はＣＰＵ２１１が出力する信号によってソレノイド駆動回路３００を介して駆動される。最終端のギア３０２は、ソレノイド３０１が一定時間吸引動作をすることによって爪が外れ、感光体ドラム５を駆動するドラムモータ２１６ｂの駆動によって一回転する。これにより、最終端のレバー３０が左右方向へ動作する。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、突起部材３１がレバー３０との係合がなく、レバー３０からの力が突起部材３１に加わらない状態では、現像ローラ８ａと感光体ドラム５に当接した状態となる。
【００５２】
ここで、レバー３０を突起部材３１と係合させるように移動させ、突起部材３１に矢印３０３方向に力を加えると、図３（ｂ）に示すように、バネ３２の力に抗して、現像ローラ８ａは感光体ドラム５Ｙから離間する。
【００５３】
再び、レバー３０を移動させ、その突起部材３１との係合を解除すると、突起部材３１への力も解除される。すると、図３（ｃ）に示すように、現像ローラ８ａは再び、感光体ドラム５に当接した状態となる。
【００５４】
本実施形態における画像形成装置はプロセスカートリッジ１０を４つ備えており、これらは全て同様の構成である。また、ソレノイド３０１の吸引動作回数により、各プロセスカートリッジ１０が連動して当接離間動作するように構成される。従って、本実施形態における画像形成装置は、全色当接、全色離間の２つの状態を持つ。
【００５５】
〔トナー残量検知手段の説明〕
図４は、第１実施形態に係るトナー残量検知機構を示す図である。本実施形態におけるのトナー残量検知機構は、静電容量検知方式によるものである。
【００５６】
現像ローラ８ａがアンテナであり、現像ローラ８ａと供給ローラ８ｂ間に形成される等価コンデンサ４０の静電容量の変化からトナー残量を検知する。
【００５７】
本実施形態における画像形成装置Ａでは、現像バイアスとして直流電源を用いた接触現像方式を採用する。これは、現像バイアスとして交流電源を用いると感光体ドラム５のクリーニング性能を維持できず、画像不良を起こしやすいためである。
【００５８】
このように、現像用の交流電源を持たないため、本実施形態における画像形成装置では等価コンデンサ４０の静電容量を検知しトナー残量検知を行えるよう供給ローラ８ｂに交流電源４００を設けている。
【００５９】
また、感光体ドラム５と現像ローラ８ａが当接していると、感光体ドラム５と現像ローラ８ａ間において、Ｒ−Ｃ等価回路が形成され、交流電流が接地されている感光体ドラム５へ流れ静電容量を検知することができなくなる。このため、トナー残量検知を実施する時は、感光体ドラム５と現像ローラ８ａを離間させる必要がある。
【００６０】
トナー容器４１内のトナーが消費されるにつれて、現像ローラ８ａと供給ローラ８ｂ間のトナーが減少する。これに伴い、現像ローラ８ａと供給ローラ８ｂ間の誘電率が減少し、その静電容量が小さくなる。この静電容量の変化を検知することにより、トナー容器４１内のトナーの残量を検知する。
【００６１】
つまり、交流電源４００（電圧発生手段）により所定の交流電圧が供給ローラ８ｂに印加されると、現像ローラ８ａと供給ローラ８ｂ間に形成される等価コンデンサ４０の静電容量に応じた交流電流が得られる。
【００６２】
この交流電流を整流回路４０６により整流して電圧変換し、基準電圧４０７との電圧差分をオペアンプ４０８で増幅したトナー残量検知結果であるアナログ信号Ｓ１２がＣＰＵ２１１に入力される。その後、Ａ／Ｄ変換されてデジタル値である検知電流値に変換される。尚、感光体ドラム５と現像ローラ８ａが当接している場合、整流回路４０６へは交流が流入しない。このため、オペアンプ４０８の出力は基準電圧４０７となる。ここで、基準電圧４０７をＣＰＵ２１１の駆動電圧と同じ値に設定し、Ａ／Ｄ変換分解能を８ｂｉｔとすると、当接している時の検知結果は１６進値でＦＦとなる。
【００６３】
一方、現像時にはトナー挙動安定のため現像ローラ８ａとほぼ同等の電位を供給ローラ８ｂに与える必要がある。このため、抵抗４０５を用いて直流電源４０１と交流電源４００を接続し、現像時に直流電源４０１を印加して交流電源４００をＯＦＦ、トナー残量検知時に交流電源４００を印加して直流電源４０１をＯＦＦ、といったシーケンスが組まれる。また、現像ローラ８ＹＳは高電圧の直流電源４０１と低電圧のトナー残量検知回路４０９を両方接続するため、それらを分離するための抵抗４０３、コンデンサ４０４を配置している。
【００６４】
〔当接離間所要時間の測定方法についての説明〕
以上の構成により、当接離間所要時間の測定方法について説明する。本実施形態では、感光体ドラム５と現像ローラ８ａが当接している場合、トナー残量検知回路４０９に交流が流入せず、アナログ信号１２の値がＣＰＵ駆動電圧と同じとなる特徴を利用する。尚、駆動電圧は８ｂｉｔデジタル１６進値でＦＦｈ（以降ｈは１６進値を示すこととする）である。次に、現像当接離間動作開始から確定するまでの時間を測定する方法について説明する。
【００６５】
図５は静電容量検知出力値と当接離間状態との関係を示す図である。図５においては、交流電源４００によってバイアスを印加した状態で、当接離間させた際、トナー残量検知回路４０９で検知された静電容量の変化を示す。図５では、イエローカートリッジ１０Ｙを例示して説明するが、他のプロセスカートリッジも同様であるので、以下の説明ではイエローの添字である「Ｙ」を適宜省略する。
【００６６】
プロセスカートリッジ１０が離間した状態（５０３）では、トナー残量を検知することができる。このとき、静電容量値はＦＦｈ未満の値を示す。ソレノイド３０１を駆動して（５０１）当接動作を開始した後、現像ローラ８ａが感光体ドラム５へ当接（５０５）する。すると、トナー残量を検知することができなくなるため、静電容量値は検知不可能を示すＦＦｈとなる。この、ソレノイド３０１の駆動を開始（５０１）してから静電容量値がＦＦｈになるまでの時間Ｔ１（５１１）が当接所要時間となる。
【００６７】
一方、プロセスカートリッジ１０が当接した状態（５０５）からソレノイドを駆動して（５０２）、離間動作を開始する。その後、現像ローラ８ａが感光体ドラム５から離間（５０７）すると、トナー残量が検知可能となる。このとき、静電容量値はＦＦｈ未満の値を示し、これにより、離間状態だと判断する。この、ソレノイド３０１の駆動を開始（５０２）してから静電容量値がＦＦｈ未満の値になるまでの時間Ｔ２（５１２）が離間所要時間となる。
【００６８】
この特徴を利用して、カートリッジ交換時に全カートリッジの当接離間所要時間を測定する方法を図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態に係る当接離間所要時間を測定するフローチャートである。尚、本実施形態における画像形成装置は、プロセスカートリッジ１０を交換するための不図示のドアを開閉した時に、全てのプロセスカートリッジ１０が当接状態となる。また、フローチャートの開始時点では、当接離間機構を駆動するドラムモータ２１６ｂは駆動済みであるとする。
【００６９】
図６に示すように、まず、エンジン制御部２０２が交流の残量検知バイアスをＯＮ（Ｓ６０１）し、ソレノイド３０１の吸引動作を実行する。このとき、ＣＰＵ２１１（当接離間所要時間測定手段）では、離間所要時間の測定を開始する（Ｓ６０２）。この時点で各画像ステーション（各プロセスカートリッジ１０）の感光体ドラム５と現像ローラ８ａとが当接した状態である。このような状態を画像ステーションの当接状態という。画像ステーションが当接状態の場合、静電容量閾値は全てＦＦｈとなっている。
【００７０】
第１ステーション（イエローカートリッジ１０Ｙ）の静電容量値がＦＦｈ未満であるなら（Ｓ６０３）、第１ステーションは離間状態となっている。このとき、測定開始からこの時点までの時間を離間所要時間Ｔ２ｙとして記憶する（Ｓ６０４）。次に、第２ステーションの離間所要時間Ｔ２ｍを確認する。これを第１ステーションから第４ステーションまで順次実行し、離間所要時間Ｔ２ｙ、Ｔ２ｍ、Ｔ２ｃ、Ｔ２ｋが確定するまで繰り返し、記憶していく（Ｓ６０３〜Ｓ６１１）。
【００７１】
全ステーションの離間所要時間が記憶できたら、ソレノイド３０１の吸引動作を実行し、当接所要時間の測定を開始する（Ｓ６１２）。第１ステーションの静電容量値がＦＦｈであるなら（Ｓ６１３）、第１ステーションは当接状態となっている。このため、測定開始からこの時点までの時間を当接所要時間Ｔ１ｙと記憶し（Ｓ６１４）、第２ステーションを確認する。
【００７２】
これを第１ステーションから第４ステーションまで順次実行し、当接所要時間Ｔ１ｙ、Ｔ１ｍ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｋが確定するまで繰り返し、記憶していく（Ｓ６１３〜Ｓ６２１）。測定が終了したら、残量検知バイアスをＯＦＦし（Ｓ６２２）、エンジン制御部２０２は、全ステーションが離間状態であるかを確認する（Ｓ６２３）。離間していないなら、ソレノイド３０１の吸引動作を行い（Ｓ６２４）、処理を終了する。
【００７３】
〔当接離間所要時間フィードバック方法についての説明〕
次に、当接離間所要時間を実測値へ補正する。補正を行うことにより、制御へのフィードバックが行なわれる。図７を用いて１枚目の画像形成開始時の当接所要時間へフィードバックする例を説明する。図７は第１実施形態に係る測定した当接離間所要時間を制御へフィードバックする際の説明図である。（ａ）は補正前の動作、（ｂ）は補正後の動作である。
【００７４】
図７では、画像形成を開始する際、イエローカートリッジ１０Ｙの現像ローラ８ａＹの当接離間状態と、画像形成開始をコントローラ制御部２０１へ通知する／ＴＯＰ信号２２１の状態変化を表す。
【００７５】
補正前は、ソレノイド３０１の吸引動作を開始してから、実際に現像ローラ８ａＹが感光体ドラム５Ｙへの当接が完了している場合であっても、すぐに／ＴＯＰ信号２２１を出力できなかった。具体的には、ＲＯＭ２１７に格納されている、当接所要時間の最長所要時間である一定時間Ｔ１ｙ０（７００）が経過してから／ＴＯＰ信号２２１を出力していた。
【００７６】
これに対して補正後は、ソレノイド３０１の吸引動作を開始してから測定した当接所要時間Ｔ１ｙ（７０１）が経過してから、すぐに／ＴＯＰ信号２２１を出力することができる。このため、Ｔ１ｙ０とＴ１ｙの差分Ｔ１ｄｉｆｆ（７０２）の時間だけ早く画像形成動作を開始することができる。この結果、ファーストプリントアウト時間を早めることができる。
【００７７】
また、上述のように当接離間開始タイミングの決定を適切に行うことができる結果、Ｔ１ｄｉｆｆの時間分、現像ローラ８ａＹが感光体ドラム５Ｙへ当接する時間を削減することができ、感光体ドラム５Ｙの寿命に有利となる。また、当接時間の計算がより正確となるため、感光体ドラム５Ｙの寿命をより正確に計算できるようになる。これらの事項は他の感光体ドラム（５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）の全てにも当てはまる。
【００７８】
以上述べたことにより、トナー残量検知手段を用いて、現像ローラ８ａの当接離間所要時間を測定することが可能となる。更に、測定した時間を制御にフィードバックすることにより、ファーストプリントアウト時間、感光体ドラム５の寿命、及び感光体ドラム５の寿命計算に有利となる。尚、上述の実施形態は本発明の趣旨に基づいて種々変更することが可能であり、これらを発明の範囲から排除するものではない。
【００７９】
〔第２実施形態〕
第２実施形態を説明する。前述の実施形態と同様な構成については、同符号を付すことで、詳しい説明を省略する。
【００８０】
第１実施形態における画像形成装置は、プロセスカートリッジ１０が交換された時に当接離間所要時間を測定するものであった。また、第１実施形態における当接離間機構の駆動源は、ドラムモータ２１６ｂである。このため、ドラムモータ２１６ｂの動作速度が変わると、当接離間所要時間も連動して変わることになる。カートリッジ交換時は、通常、画像形成装置が有する最も速い速度でのみ動作する。しかし、画像形成装置は、複数の動作速度を有するものが多く、そのような場合は速度毎の測定が必要になる。
【００８１】
そこで第２実施形態では、カートリッジ交換時に、画像形成装置が有する全ての速度において、当接離間所要時間を測定する方法について説明する。第２実施形態における画像形成装置は、第１及び第２の速度を有するものとする。
【００８２】
〔当接離間所要時間の測定方法についての説明〕
図８は、第２実施形態に係る当接離間所要時間を測定するフローチャートである。フローチャートの開始時点では、当接離間機構を駆動するドラムモータ２１６ｂは第１の速度で駆動済みであるとする。
【００８３】
エンジン制御部２０２は、図６における当接離間所要時間を測定する処理Ｓ６０１〜Ｓ６２２を実行する（Ｓ８０１）。そして、測定された時間を第１速度の値として記憶する（Ｓ８０２）。
【００８４】
次に、ドラムモータ２１６ｂの速度を第２の速度に変更する（Ｓ８０３）。エンジン制御部２０２は、再度図６における当接離間所要時間を測定する処理Ｓ６０１〜Ｓ６２２を実行する（Ｓ８０４）。そして、測定された時間を第２速度の値として記憶し（Ｓ８０５）、図６における全ステーションを離間状態にする処理Ｓ６２３〜Ｓ６２４を実行し（Ｓ８０６）、処理を終了する。
【００８５】
そして、当接離間所要時間を第１実施形態と同様に実測値へ補正する。こうして、制御へのフィードバックが実行される。
【００８６】
以上述べたように、第２実施形態においては複数の画像形成動作速度における現像ローラ８ａの当接離間所要時間を測定することが可能となる。更に、測定した時間を制御にフィードバックすることにより、ファーストプリントアウト時間、感光体ドラム５の寿命、及び感光体ドラム５の寿命計算に有利となる。尚、上述の実施形態は本発明の趣旨に基づいて種々変更することが可能であり、これらを発明の範囲から排除するものではない。
【００８７】
〔第３実施形態〕
第３実施形態を説明する。前述の実施形態と同様な構成については、同符号を付すことで、詳しい説明を省略する。
【００８８】
画像形成装置が有する動作速度の数が多くなるほど、カートリッジ交換時に、その測定に多くの時間を要し、ウェイトタイムが増加するおそれがある。第３実施形態では、当接離間所要時間をカートリッジ交換時では無く、プリント動作終了時に測定することを特徴とする。
【００８９】
この方法は、未測定である最初のプリントジョブにおいては、当接離間所要時間として、本体装置とプロセスカートリッジの双方の寸法によるばらつきを考慮してマージン（前述のＴ１ｄｉｆｆ）を含んだ時間が適用される。しかし、プリント動作終了時のクリーニング動作や各種駆動源を停止する処理と並行して実施することが可能であるため、ウェイトタイムの増加無しで実行することができる。
【００９０】
〔当接離間所要時間の測定方法についての説明〕
図９は、第３実施形態に係る当接離間所要時間を測定するフローチャートである。これは、プリント動作終了時（画像形成動作終了時）の各種駆動源の後処理で、全てのステーションを離間状態に遷移させる処理において実行される。フローチャートは、エンジン制御部２０２がコントローラ制御部２０１からプリント動作開始指示を受けたタイミングから開始されるものとする。
【００９１】
エンジン制御部２０２は、画像形成動作を開始するにあたり、速度の当接離間所要時間が測定済みであるなら（Ｓ９０１）当接離間所要時間を測定済みの時間に設定する（Ｓ９０２）。一方、測定済みでないなら、予めＲＯＭ２１７に格納されているマージンを含む時間に設定する（Ｓ９０３）。
【００９２】
その後、エンジン制御部２０２はプリント動作を開始させ（Ｓ９０４）、プリントが終了して全ステーションを離間状態にする現像後処理を開始するタイミングになったかどうかを確認する（Ｓ９０５）。そして、開始するタイミングになったならば、再度プリント動作している速度における当接離間所要時間が測定済みであるか確認する（Ｓ９０６）。
【００９３】
測定済みであるなら、図６における全ステーションを離間状態にする処理Ｓ６２３〜Ｓ６２４を実行して終了する（Ｓ９０７）。測定済みでないなら、図６における当接離間所要時間を測定する処理及び全ステーションを離間状態にする処理Ｓ６０１〜Ｓ６２４を実行して終了する（Ｓ９０８）。ここで、測定された当接離間所要時間を記憶する際は、ＲＡＭ２１８上の動作速度における記憶領域に記憶する。
【００９４】
当接離間所要時間は第１実施形態と同様に、実測値へ補正することで制御へのフィードバックが実行される。
【００９５】
以上述べたことにより、複数の動作速度における現像ローラ８ａ、の当接離間所要時間をプリント動作時に測定することが可能となる。更に、測定した時間を制御にフィードバックすることにより、ファーストプリントアウト時間、感光体ドラムの寿命、及び感光体ドラムの寿命計算に有利となる。尚、上述の実施形態は本発明の趣旨に基づいて種々変更することが可能であり、これらを発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００９６】
Ａ…画像形成装置
５…感光体ドラム
８ａ…現像ローラ
８ｂ…供給ローラ
１０…プロセスカートリッジ
２０２…エンジン制御部
２１１…ＣＰＵ
４００…交流電源
【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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