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JP2007058073A - 画像形成装置 - Google Patents

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JP2007058073A
JP2007058073A JP2005246122A JP2005246122A JP2007058073A JP 2007058073 A JP2007058073 A JP 2007058073A JP 2005246122 A JP2005246122 A JP 2005246122A JP 2005246122 A JP2005246122 A JP 2005246122A JP 2007058073 A JP2007058073 A JP 2007058073A
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forming apparatus
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Michio Inaba
道夫 稲葉
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Brother Industries Ltd
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Brother Industries Ltd
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Abstract


【課題】 各現像手段の変位を所定タイミングに制御することにより、画像形成装置に生じる不具合を効果的に抑制又は防止する。
【解決手段】 カラーレーザプリンタ1は、現像ローラ27Yが現像位置に変位した時の、感光ドラム25Yにおける現像ローラ27の対向位置を第1位置P1としており、搬送ベルト38における第1位置P1に対応する部分を第1対応部分Q1としている。現像ローラ27Mが現像位置に変位した時の、感光ドラム25における現像ローラ27Mの対向位置を第2位置P2としており、搬送ベルト38における第2位置P2に対応する部分を第2対応部分Q2としている。そして、制御装置及びアクチュエータ120により、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離が、現像ローラ27Yと現像ローラ27Mとが同タイミングで感光ドラム25に接近したときの基準距離L1よりも小さくなるように、現像ローラ27M及び現像ローラ27Yの変位タイミングを制御している。
【選択図】 図3

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
従来より、レーザプリンタ等の画像形成装置の分野において、複数の現像装置を退避位置と現像位置との間で変位させる構成が提供されている。例えば、特許文献1の技術では、1つの駆動モータの駆動力に基づいて複数の現像装置を変位可能とし、さらに、少なくともいずれか1つの現像装置の変位タイミングを他の現像装置の変位タイミングとずらすようにして、1回の変位動作で駆動する現像装置の数を少なくする構成が開示されている。この技術によれば、低トルクの駆動モータであっても現像装置を円滑に駆動できることとなる。
特開2004−20855公報
ところで、上記のように複数の現像装置を備えた画像形成装置では、現像装置に隣接する感光体、或いは、その感光体に対向するベルトなどの像担持体を共通の像担持体として各現像手段からの現像剤が転写可能とされる構成が一般的であるが、各現像手段の接近動作は、このような共通像担持体に悪影響を及ぼす虞がある。例えば、各現像装置が現像位置に移動した際に、その衝撃等に起因して現像剤が感光体に付着するような事態が生じた場合、共通像担持体には、各現像装置からの意図しない現像剤(即ち、正規の画像形成とは関係のない現像剤)が付着してしまうため、このような場合には、適切な対処(例えば、クリーニング手段による該当位置のクリーニング)を行う必要がある。
このように各現像手段の接近動作に起因して共通像担持体に悪影響が生じる場合、その影響が及ぶ範囲は現像装置の変位タイミングに基づくものと考えられ、何ら措置を講じないと、或いは単にタイミングをずらすだけでは、当該悪影響を抑制することができず、その対処を効率的に行えなくなる虞がある。
従って、このような背景から、画像形成装置に生じる不具合を極力抑制ないし防止できる現像装置のタイミング制御が求められる。
本発明は上記のような事情に基づいてなされたものであって、各現像手段の変位を所定タイミングに制御することにより、画像形成装置に生じる不具合を効果的に抑制ないし防止できる構成を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、1又は複数の感光体と、前記感光体の周囲に配置される複数の現像手段と、各現像手段を、前記感光体に接近する現像位置と、離間する離間位置とに変位させる変位手段と、を備え、前記感光体又は前記感光体に対向する像担持体からなる共通像担持体に、各現像手段からの現像剤が転写可能とされており、複数の前記現像手段のうちの第1現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記第1現像手段の対向位置を第1位置とし、前記第1現像手段とは異なる第2現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記第2現像手段の対向位置を第2位置とし、更に、前記共通像担持体における前記第1位置に対応する部分を第1対応部分とし、前記第2位置に対応する部分を第2対応部分とした場合、前記変位手段は、前記第1対応部分と前記第2対応部分との距離が、前記第1現像手段と前記第2現像手段とが同タイミングで前記感光体に接近したときの基準距離よりも小さくなるように、前記第1現像手段及び前記第2現像手段の変位タイミングを制御することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記共通像担持体に対して接触及び離間可能な接触部品を備えたクリーニング手段と、前記接触部品の接触タイミングを制御可能な制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置において、前記第1現像手段は、前記第2現像手段よりも上流側に配されており、前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第1対応部分が、前記第2対応部分よりも上流側となるように制御を行うことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第1現像手段は、前記第2現像手段よりも上流側に配されており、前記変位手段は、前記第2現像手段よりも早いタイミングで前記第1現像手段を前記現像位置に変位させることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第1現像手段及び前記第2現像手段とは異なる1又は複数の他の現像手段が設けられており、前記他の現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記他の現像手段の対向位置を第3位置とし、前記共通像担持体における前記第3位置に対応する部分を第3対応部分とした場合、前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第1対応部分、前記第2対応部分、及び全ての前記第3対応部分が同一位置となるように制御を行うことを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第1現像手段及び前記第2現像手段とは異なる1又は複数の他の現像手段が設けられており、前記第1現像手段は、全現像手段において最上流に配されており、前記他の現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記他の現像手段の対向位置を第3位置とし、前記共通像担持体における前記第3位置に対応する部分を第3対応部分とした場合、前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第2対応部分及び全ての前記第3対応部分が、前記第1対応部分の下流側で同一位置となるように制御を行うことを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記変位手段は、レーザ光照射手段から出射されるタイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像が、前記現像手段の対向位置を通過した後に、前記現像手段を前記現像位置へ変位させることを特徴とする。
請求項8の発明は、感光体と、前記感光体の周囲に配置される現像手段と、前記現像手段を、前記感光体に接近する現像位置と、離間する離間位置とに変位させる変位手段と、を備え、前記変位手段は、レーザ光照射手段から出射されるタイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像が、前記現像手段の対向位置を通過した後に、前記現像手段を前記現像位置へ変位させることを特徴とする。
<請求項1の発明>
請求項1の構成によれば、共通像担持体において、第1現像手段の接近動作によって影響を受ける第1対応部分と、第2現像手段の接近動作によって影響を受ける第2対応部分とを狭くすることができるため、共通像担持体において、その接近動作による影響への対処を効率よく行うことができる。
<請求項2の発明>
請求項2の構成によれば、第1現像手段及び第2現像手段が感光体に接近することにより、仮に第1位置及び第2位置に現像剤が付着するような事態が生じたとしても、共通像担持体においてその影響を受ける範囲を狭くすることができ、より効率的にクリーニングを行うことができる。
<請求項3の発明>
請求項3の構成によれば、画像形成の準備に要する時間が増大してしまう事態を防止できる。
<請求項4の発明>
請求項4の構成によれば、第1現像手段及び第2現像手段の接近動作によって影響を受ける範囲を狭くしやすい好適例となる。
<請求項5の発明>
請求項5の構成によれば、共通像担持体において、全現像手段によって影響を受ける範囲を極めて狭くすることができる。
<請求項6の発明>
請求項6の構成によれば、第2対応部分及び第3対応部分の位置にずれが生じたとしても、それら第2対応部分及び第3対応部分が第1対応部分よりも上流側位置とはなりにくく、影響が第1対応部分の上流側に広がることを効果的に防止できる。従って、全現像手段の接近動作によって影響を受ける範囲を、位置的なばらつきを考慮してより一層狭くすることができると共に、画像形成の準備に要する時間が増大してしまう事態を防止できる。
<請求項7、8の発明>
請求項7、8の構成によれば、タイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像によって現像剤が消費されてしまうことをを効果的に防止できる。
<実施形態1>
本発明の実施形態1について図面を参照しつつ説明する。
1.全体構成
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1(以下、単にレーザプリンタ1ともいう)は、複数のプロセス部17が水平方向において並列的に配置される、横並びタイプのタンデム方式のカラーレーザプリンタであって、本体ケーシング2内に、被記録媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5、画像が形成された用紙3を排紙するための排紙部6を備えている。
本体ケーシング2は、上側が開口される側面視略矩形状のボックス形状をなし、その上側にはトップカバー7が設けられている。このトップカバー7は、本体ケーシング2の後側(以下の説明において、図1における左側を後側、右側を前側とする。)に設けられるカバー軸8を介して回動可能に支持されており、本体ケーシング2に対して開閉自在に設けられている。
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部に設けられる用紙トレイ9と、その用紙トレイ9の前側上方に設けられる供給手段としてのピックアップローラ10および給紙ローラ11と、給紙ローラ11の前側上方に設けられる給紙側U字パス12と、給紙側U字パス12の途中に設けられる1対の搬送ローラ13および1対のレジストローラ14とを備えている。
用紙トレイ9は、引き出し可能とされるものであり、この用紙トレイ9内には、用紙3がスタックされており、その最上位にある用紙3は、まず、ピックアップローラ10によってピックアップされて、前方に搬送され、次いで、給紙ローラ11によって給紙側U字パス12に給紙される。
給紙側U字パス12は、上流側端部が、下方において給紙ローラ11に隣接し、用紙3が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト38に隣接し、用紙3が後方に向かって排紙されるような、略U字状の用紙3の搬送経路として形成されている。
そして、給紙側U字パス12の上流側端部に、前方に向かって給紙された用紙3は、給紙側U字パス12内において、搬送ローラ13により搬送され、搬送方向が反転され、レジストローラ14によるレジスト後に、レジストローラ14によって、後方に向かって排紙される。
画像形成部5は、プロセス部17、転写部18および定着部19を備えている。
プロセス部17は、複数色のトナー(トナーは現像剤に相当する)の各色ごとに設けられている。すなわち、プロセス部17は、イエロープロセス部17Y、マゼンタプロセス部17M、シアンプロセス部17Cおよびブラックプロセス部17Kの4つからなる。これらプロセス部17は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次並列して配置されている。
各プロセス部17は、各プロセス部17に固定配置される露光装置としてのスキャナユニット20と、各プロセス部17に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ21とを備えている。
スキャナユニット20は、特許請求の範囲でいうレーザ光照射手段に相当するものであり、レーザ発光部(図示せず)、ポリゴンミラー22、レンズ23、ならびに反射鏡24とを備えている。そして、スキャナユニット20では、レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザ光が、ポリゴンミラー22で反射され、レンズ23を通過し、反射鏡24で反射されて、後述する感光ドラム25に向けて出射される。
各プロセスカートリッジ21は、前後方向および上下方向(用紙3の厚さ方向)に対して傾斜する方向、つまり、上方から下方に向かって後側に傾斜する方向(上方が前側に傾斜する方向)に沿って着脱可能に構成され、感光体としての感光ドラム25、スコロトロン型帯電器26、現像ローラ27および供給ローラ28を備えている。
感光ドラム25は、特許請求の範囲でいう感光体に相当するものであり、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体29と、このドラム本体29の軸心において、ドラム本体29の軸方向に沿って延びるドラム軸30とを備えている。ドラム本体29は、ドラム軸30に対して回転自在に設けられ、ドラム軸30は、プロセスカートリッジ21のフレームの幅方向(前後方向および上下方向に直交する方向、以下同じ。)両側壁に回転不能に支持されている。そして、感光ドラム25は、画像形成時において、後述する搬送ベルト38との接触位置(画像形成位置)における搬送ベルト38の移動方向と同方向(図中時計回り)に回転駆動される。
スコロトロン型帯電器26は、ワイヤおよびグリッドを備え、コロナ放電を発生させる正帯電型のスコロトロン型帯電器であり、感光ドラム25の後方において、感光ドラム25と接触しないように間隔を隔てて対向配置されている。
現像ローラ27は、特許請求の範囲でいう現像手段に相当するものであり、感光ドラム25の上方において感光ドラム25と対向配置され、感光ドラム25と圧接されている。この現像ローラ27は、金属製のローラ軸31に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分32が被覆されている。
供給ローラ28は、現像ローラ27の上方において現像ローラ27と対向配置され、現像ローラ27と圧接されている。この供給ローラ28は、金属製のローラ軸33に、導電性のスポンジ部材からなるローラ部分34が被覆されている。また、ローラ軸33は、プロセスカートリッジ21の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
また、プロセスカートリッジ21内の上側部分は、トナーを収容するトナー収容室35として形成されており、各色ごとのトナーが収容されている。すなわち、トナー収容室35内には、各プロセス部17ごとに、イエロープロセス部17Yにはイエロー、マゼンタプロセス部17Mにはマゼンタ、シアンプロセス部17Cにはシアンおよびブラックプロセス部17Kにはブラックの色を有する正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが、それぞれ収容されている。
そして、各プロセス部17では、画像形成動作時には、各トナー収容室35に収容されている各色ごとのトナーが、供給ローラ28に供給され、この供給ローラ28の回転により現像ローラ27に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ28と、現像バイアスが印加されている現像ローラ27との間で正に摩擦帯電される。
一方、スコロトロン型帯電器26が、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させて、感光ドラム25の表面を一様に正帯電させている。感光ドラム25の表面は、感光ドラム25の回転に伴なって、スコロトロン型帯電器26により一様に正帯電された後、スキャナユニット20からのレーザ光の高速走査により露光され、用紙3に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
さらに感光ドラム25が回転すると、次いで、現像ローラ27の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが、現像ローラ27の回転により、感光ドラム25に対向して接触するときに、感光ドラム25の表面に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム25の表面のうち、レーザ光によって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム25の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム25の表面には、各色ごとに、反転現像によるトナー像が担持される。
転写部18は、本体ケーシング2内において、給紙部4の上方であって、プロセス部17の下方において前後方向に沿って配置され、駆動ローラ36、従動ローラ37、搬送ベルト38、転写ローラ39、およびベルトクリーニング装置40を備えている。
駆動ローラ36は、ブラックプロセス部17Kに装着されるプロセスカートリッジ21の感光ドラム25よりも後方において、その感光ドラム25と水平方向に重ならないような低い高さの位置に配置されている。そして、駆動ローラ36は、図示しないメインモータ96(図2参照、図1では図示略)により、画像形成時において、感光ドラム25の回転方向と逆方向(図中反時計回り)に回転駆動される。
従動ローラ37は、イエロープロセス部17Yに装着されるプロセスカートリッジ21の感光ドラム25よりも前方において、駆動ローラ36よりも上方に配置されている。この従動ローラ37は、駆動ローラ36の回転駆動時に、次に述べる搬送ベルト38との接触部分における搬送ベルト38の移動方向と同方向(図中反時計回り)に従動回転する。
搬送ベルト38は、特許請求の範囲でいう共通像担持体に相当するものであり、無端ベルトからなり、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂によって形成されている。この搬送ベルト38は、駆動ローラ36と従動ローラ37との間に巻回されている。そして、駆動ローラ36の駆動により、従動ローラ37が従動され、搬送ベルト38が、これら駆動ローラ36および従動ローラ37の間を、各プロセス部17の感光ドラム25と対向して接触する画像形成位置において、感光ドラム25と同方向に回転するように、周回移動される。
転写ローラ39は、駆動ローラ36および従動ローラ37の間に巻回されている搬送ベルト38内において、各プロセス部17の感光ドラム25と搬送ベルト38を挟んで対向配置されている。この転写ローラ39は、金属製のローラ軸41に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分42が被覆されている。また、転写ローラ39は、ローラ軸41の両軸端部が導電性を有する軸受(図示略)に回転自在に支持されている。転写ローラ39はこの軸受を介して転写バイアスが印加されるようになっている。。
また、ベルトクリーニング装置40は、搬送ベルト38の下方であって、従動ローラ37側寄りに形成される比較的大きなスペース(駆動ローラ36側寄りに形成されるスペースよりも大きなスペース)に配置されている。このベルトクリーニング装置40(クリーニング装置40はクリーニング手段に相当する)は、クリーニングボックス46と、クリーニングローラ47と、を備えている。搬送ベルト38内には、クリーニングローラ47(クリーニングローラ47は、特許請求の範囲でいう接触部品に相当する)と対向するバックアップローラ110が設けられている。
定着部19は、転写部18の後方に配置されている。この定着部19は、加熱ローラ48および加圧ローラ49を備えている。
加熱ローラ48は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ48の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ49は、加熱ローラ48を押圧するように設けられている。
そして、用紙3上に転写されたカラー像は、次いで、定着部19に搬送され、用紙3が加熱ローラ48と加圧ローラ49との間を通過する間に、熱定着される。
排紙部6は、排紙側U字パス50、排紙ローラ51、および、排紙トレイ52を備えている。
排紙側U字パス50は、上流側端部が、下方において定着部19に隣接し、用紙3が後方に向かって給紙されるように、下流側端部が、上方において排紙トレイ52に隣接し、用紙3が前方に向かって排紙されるような、略U字状の用紙3の搬送経路として形成されている。
排紙ローラ51は、排紙側U字パス50の下流側端部に、1対のローラとして設けられている。
排紙トレイ52は、本体ケーシング2の上面に、前方から後方に向かって下方に傾斜する傾斜壁として形成されている。
定着部19から搬送されてくる用紙は、排紙側U字パス50の上流側端部に、後方に向かって給紙され、その排紙側U字パス50内において、搬送方向が反転され、排紙ローラ51により、前方に向かって排紙トレイ52上に排紙される。
2.電気的構成
次に、上記レーザプリンタ1の電気的構成について説明する。
図2は、レーザプリンタ1の電気的構成を概念的に示すブロック図である。
レーザプリンタ1は、図2に示すようにCPU91、ROM92、RAM93、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)からなる制御部95によって各構成要素を制御する制御装置90が構成されている。さらに、制御部95と電気的に接続される形態にて、メインモータ96、スキャナモータ97、入力パネルなどからなる操作部98、各種ランプなどからなる表示部99、各種センサなどからなる検出部100などが設けられ、これらにより制御系が構成されている。
ROM92、RAM93は、CPU91に接続されており、CPU91は、ROM92に記憶された処理手順に従って、その処理結果をRAM93に記憶させながら、制御部95を介して各構成要素を制御する。
メインモータ96は、上述の搬送ベルト38などを回転させるモータである。また、スキャナモータ97は、スキャナユニット20内のポリゴンミラー22を回転させるモータである。
CPU91は、予めROM92に格納されたプログラムに基づいて、メインモータ96やスキャナモータ97の駆動制御を行う。
制御部95は、CPU91からの指令に従い画像形成部5を制御する。具体的には、スキャナユニット20を構成する各部により感光ドラム25の表面を露光する露光制御を行ったり、用紙3にトナーを転写する際の転写バイアスの制御等を行う。
また、制御装置90には、パーソナルコンピュータなどの外部機器と接続するためのネットワークインターフェイス(ネットワークI/F)94が設けられている。
また、検出部100は、各種センサによって構成されており、これらセンサが、制御部95に電気的に接続されている。
モータ120は、複数のモータ120K、120C、120M、120Y、120A(図3参照)を総称するものであり、制御部95と電気的に接続され、この制御部95からの信号に基づき駆動する構成をなしている。具体的には、各モータ120K、120C、120M、120Y(図3)は、現像ローラ27K、27C、27M、27Yを変位させるものであり、モータ120A(図3)は、クリーニングローラ47を変位させるものである。そして、これらモータ120K、120C、120M、120Y、120A(図3)はそれぞれ図示しない駆動回路によって駆動される構成となっており、制御部95は、各モータ120K、120C、120M、120Y、120A(図3)のそれぞれの駆動回路に対して独立して信号を出力できるようになっている。
3.特徴部分
本実施形態では、図1に示すように、複数の感光ドラム25の周囲にぞれぞれ現像ローラ27が配置されている。この現像ローラ27は、ローラ部分32は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、シリコーンゴムまたはEPDMゴムなどからなる弾性体のローラ部と、そのローラ部の表面に被覆され、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などが主成分とされるコート層との2層構造によって形成されている。また、ローラ軸31は、プロセスカートリッジ21の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
このように構成される各現像ローラ27は、図3にて概念的に示すような離間位置と、図4に示すような感光ドラム25に接近する現像位置とで変位可能となっている。具体的には、図3、図4に示すように、各現像ローラ27K、27C、27M、27Yに対応して、制御部95(図2)によってそれぞれ独立して制御可能な複数のモータ120K、120C、120M、120Yが設けられており、各モータ120からの駆動力を受けて各現像ローラ27K、27C、27M、27Yが現像位置と離間位置との間で変位するようになっている。より詳しくは、各モータは、ステッピングモータ等からなり、このモータの回転を変換機構(例えば、カム等を用いた変換機構)を用いて直線的な動きに変換し、各現像ローラ27K、27C、27M、27Yを現像位置と離間位置との間で変位させている。なお、このようにせずに、例えば、ソレノイドなどを用いて各現像ローラ27を変位させるようにしてもよい。
本実施形態では、記録準備開始に伴い、図5、図6(a)に示すように、4つの現像ローラ27のうち、まず現像ローラ27Y(現像ローラ27Yは第1現像手段に相当する)が現像位置に変位するようになっており、現像ローラ27Yが現像位置に変位した時(現像ローラ27Yが感光ドラム25Yに最接近して停止したタイミング)の、感光ドラム25Yにおける現像ローラ27の対向位置を第1位置P1としている。この第1位置P1は、図6(b)のように、感光ドラム25Yの回転に伴って移動し、その後、図6(c)のように搬送ベルト38と対向(接触)することとなる。そして、搬送ベルト38における第1位置P1に対応する部分(即ち、搬送ベルト38において第1位置P1が接触する部分)を第1対応部分Q1としている。
さらに、図7(a)に示すように、現像ローラ27Yが変位した後、現像ローラ27Yとは異なる現像ローラ27M(現像ローラ27Mは第2現像手段に相当する)が現像位置に変位するようになっており、現像ローラ27Mが現像位置に変位した時(現像ローラ27Mが感光ドラム25Mに最接近して停止したタイミング)の、感光ドラム25における現像ローラ27Mの対向位置を第2位置P2としている。この第2位置P2も、図7(b)のように、感光ドラム25Mの回転に伴って移動し、その後、図7(c)のように搬送ベルト38と対向(接触)することとなる。そして、搬送ベルト38における第2位置P2に対応する部分(即ち、搬送ベルト38において第2位置P2が接触する部分)を第2対応部分Q2としている。
本実施形態では、図7(c)に示すように、制御装置90及びモータ120による制御により、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離が、現像ローラ27Yと現像ローラ27Mとが同タイミングで感光ドラム25に接近したときの距離D2(基準距離)よりも小さくなるように、現像ローラ27M及び現像ローラ27Yの変位タイミングを制御している。
なお、本実施形態では、現像ローラ27Yと現像ローラ27Mとが同タイミングで感光ドラム25に接近したとき、その接近時に現像ローラ27Yと対向する感光ドラム25Y上の第1位置P1、及びその接近時に現像ローラ27Mと対向する感光ドラム25M上の第2位置P2が、ほぼ同タイミングで搬送ベルト38に接するようになっており、この場合の第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離は感光ドラム25Yが搬送ベルト38と接触する接触位置A1と、感光ドラム25Mが搬送ベルト38と接触する接触位置A2との距離D2(図4も参照)と等しくなる。つまり、距離D2が基準距離となり、本実施形態では、上述のように現像ローラ27の変位タイミングを制御することにより、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離がこのD2よりも短くなるようにしている。なお、制御装置90及びモータ120K、120C、120M、120Yは、特許請求の範囲でいう変位手段に相当する。
この構成によれば、搬送ベルト38において、現像ローラ27Yの接近動作によって影響を受ける第1対応部分Q1と、現像ローラ27Mの接近動作によって影響を受ける第2対応部分Q2とを狭くすることができるため、搬送ベルト38において、その接近動作による影響への対処を効率よく行うことができる。
なお、接近動作による影響としては、例えば、搬送ベルト38上に不要なトナーが付着することなどが挙げられる。即ち、レーザプリンタ1では、感光ドラム25に対向する搬送ベルト38(搬送ベルト38は、像担持体、共通像担持体に相当する)に対して各現像ローラ27からトナーが転写可能とされているため、各現像ローラ27が現像位置に移動した際に、その衝撃等に起因してトナーが感光体に付着するような事態が生じた場合、共通像担持体たる搬送ベルト38には、各現像ローラ27からの意図しないトナー(即ち、正規の画像形成とは関係のないトナー)が付着してしまう虞がある。
これに対し、本実施形態では、上述したようにクリーニング装置40が設けられると共に、上記制御により、搬送ベルト38において接近に起因してトナー付着が想定される範囲を狭くすることができるため、仮に第1位置P1及び第2位置P2にトナーが付着するような事態が生じたとしても、効率的にクリーニングを行うことができる。
さらに本実施形態では、図3等に示すように、クリーニング装置40において、クリーニングローラ47が、搬送ベルト38に対して接触及び離間可能とされ、かつその接触タイミング及び離間タイミングも制御できるようになっている。より詳しくは、クリーニングローラ47に力を伝達するモータ120Aを制御装置90により制御することで、クリーニングローラ47を搬送ベルト38と接触する接近位置と、離間する離間位置との間で変位させ、クリーニングローラ47の接触タイミングを制御している。従って、狭められたトナー付着範囲付近でのみクリーニングローラ47を搬送ベルト38に接触させるようにすれば、部品の劣化を効果的に防ぐことができ、効率的にクリーニングを行うことができることとなる。
なお、本実施形態では、モータ120Aは、ステッピングモータ等からなり、このモータ120Aの回転を変換機構(例えば、カム等を用いた変換機構)を用いて直線的な動きに変換し、クリーニングローラ47に伝達するようにしている。なお、モータ120Aを搬送ベルト38に対して接近及び離間可能な駆動構成であれば他の方法であってもよく、例えば、ソレノイドなどを用いてクリーニングローラ47を変位させるようにしてもよい。
次に、図8、図9を参照してその他の現像ローラの動作を説明する。図8(a)は、現像ローラ27Cが感光ドラム25Cに接触した時点での様子を概念的に説明する説明図であり、図8(b)は、位置P3が搬送ベルト38と接触した時点での様子を説明する説明図である。また、図9(a)は、現像ローラ27Kが感光ドラム25Kに接触した時点での様子を概念的に説明する説明図であり、図9(b)は、位置P4が搬送ベルト38と接触した時点での様子を説明する説明図である。
上述したように、現像ローラ27Y及び現像ローラ27M以外にも2つの現像ローラ27C,27Kが設けられており、図8(a)、図9(a)に示すように、これら現像ローラ27C,27Kが現像位置に変位した時の、感光ドラム25C,25Kにおける現像ローラ27C,27Kのそれぞれ対向位置P3、P4を第3位置としており、図8(b)、図9(b)に示すように、搬送ベルト38におけるこれら第3位置P3,P4に対応する部分(現像ローラ27C,27KにおいてP3、P4と接触する部分)Q3,Q4を第3対応部分としている。
図5に示すように、最上流に配される現像ローラ27Yは、モータ120及び制御装置90により、他の現像ローラ27M、27C、27Kよりも早いタイミングで現像位置に変位するように制御されているが、この制御により、図9(b)に示すように、搬送ベルト38において、第1対応部分Q1が、第2対応部分Q2及び第3対応部分Q3,Q4よりも上流側となるように調整されている。また、図9(b)に示すように、搬送ベルト38において、第2対応部分Q2及び全ての第3対応部分Q3,Q4が、第1対応部分Q1の下流側で同一位置となるように、他の現像ローラ27M、27C、27Kのタイミングが調整されている。
この構成によれば、第2対応部分Q2及び第3対応部分Q3,Q4の位置にずれが生じたとしても、それら第2対応部分及び第3対応部分が第1対応部分Q1よりも上流側位置とはなりにくく、影響が第1対応部分Q1の上流側に広がることを効果的に防止できる。従って、全現像ローラ27の接近動作によって影響を受ける範囲を、位置的なばらつきを考慮してより一層狭くすることができると共に、画像形成の準備に要する時間を効果的に削減できることとなる。
以下、上記概念を実現するための具体的な制御の流れについて図10及び図11のフローチャートを参照しつつ説明する。
図10に示すように、記録準備が開始されると、まずS100にてスキャナモータの準備処理が実施される。スキャナモータの準備処理は、スキャナモータ97(図2)の駆動を開始し、一定速度で安定した定常状態となるように制御する。また、S110にてメインモータの準備処理も行われる。メインモータの準備処理においても、メインモータ96(図2)の駆動を行い、一定状態で安定した定常状態となるように制御がなされる。その後、S120にて各プロセスカートリッジ21の帯電器26に電圧が印加され、S130にて走査処理が各プロセスカートリッジ21において別スレッドで開始される。
ここで、走査処理について図11を参照して説明する。
走査処理は、S130での開始指令に伴い、まずS310において、スキャナユニット20によるレーザ光の強制照射が実施される。そして、図示しないセンサを介してレーザ光が検知されると、S320にてYesに進み、S330にてレーザ光が停止される。S320でレーザ光が検知されると、ポリゴンミラー22(図1)の回転状態が把握されることとなり、以下、ポリゴンミラー22の回転角度を考慮した正確な制御が可能となる。
そして、S340にて、水平位置確認用のカウンタをリセットする。そして、S350において、カウンタの値に基づいて現在の照射位置が水平位置が記録範囲外であるかを確認し、記録範囲外である場合には、S360にてカウンタをインクリメントする。このS350及びS360の処理は、記録範囲内となるまで繰り返されることとなる。
そして、水平位置が記録範囲内となった場合には、S350にてNoに進み、出力データ(画像データ)に応じてレーザ光の照射処理が行われる(S370)。そして、水平位置が記録範囲内であるうちはS380にてNoに進み、S390にてカウンタをインクリメントし、S370の処理を繰り返す。このS380及びS390の処理は、記録範囲外となるまで繰り返されることとなる。そして、水平位置が記録可能範囲外となった場合には、S380にてYesに進み、S310に戻る。
なお、記録準備開始時には出力データが送られてきていないため、出力データがない状態でS370〜S390の処理が行われる。
図10に戻り、S130にて走査を別スレッドで開始した後、S140にてタイマをリセットする。本実施形態では、同期をとるための初回のレーザ光の強制照射が終了した後、時間T11を経過するタイミングで、現像ローラ27Yを現像位置へ移動させ、現像ローラ27Yを感光ドラム25Yへ圧接させている。
即ち、本実施形態では、S310ないしS330に示すように、走査処理開始時に、同期をとるためのレーザ光を強制照射し、それを検出することによりポリゴンミラーの回転タイミングを把握するようにしているが、S150及びS160の処理では、スキャナユニット20から出射されるタイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像が、現像ローラ27Yの対向位置を通過した後に、現像ローラ27Yを現像位置へ変位させるようにしている。したがって、タイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像によって現像剤が消費されてしまうことを効果的に防止できるようになっている。
S160では、現像ローラ27Yの圧接離間用に設けられたモータ120Yの駆動を開始し、現像位置(圧接位置)となるまで駆動を続ける。そして、現像位置至った場合には当該モータ120Yの駆動を停止する。なお、ここでは、現像ローラ27Yに対応したモータ120Yの処理のみを説明しているが、すべての現像ローラ27について同様の処理が行われ、それぞれ独立して位置制御がなされるようになっている。
現像ローラ27Yの圧接後には、S170にてタイマをリセットし、現像ローラ27Yが現像位置に移動した後の時間をカウントする。そして、現像ローラ27Yが現像位置に移動した後、時間T2が経過したタイミングで現像ローラ27Mを現像位置に移動させる(即ち、図7(a)感光ドラム25Mへ圧接させる)。この時間T2は、図7(c)のように、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離がD2よりも短くなるように設定されている。
さらに、時間T3が経過した場合には、S200にてYesに進み現像ローラ27Cを現像位置に移動させる(即ち、観光ドラム25Cに圧接させる)。この時間T3は、第2対応部分Q2と第3対応部分Q3が同一となるように設定されている(図8(b)参照)。
そして、時間T4が経過した場合には、S220にてYesに進み現像ローラ27Kを現像位置に移動させる(即ち、観光ドラム25Kに圧接させる)。この時間T4は、第3対応部分Q4が、第2対応部分Q2及び第3対応部分Q3と同一となるように設定されている(図9(b)参照)。
その後、時間T5が経過したタイミングでクリーニングローラ47を搬送ベルト38に圧接させ、時間T6が経過したタイミングでクリーニングローラ47を離間させることとなる。時間T5は、第2対応部分Q2及び第3対応部分Q3,Q4が、クリーニングローラ47と搬送ベルト38とが接触する接触位置A5(図4参照)に到達する時間よりも短く設定されている。また、時間T6は、第1対応部分Q1が接触位置A5に到達する時間よりも長く設定されている。この構成によれば、クリーニングローラ47を絶えず接触しないようにして部品の劣化を効果的に防ぐことができ、第1対応部分Q1、第2対応部分Q2,第3対応部分Q3,Q4にトナーの汚れが生じたとしても、全ての汚れを確実にクリーニングできることとなる。
上記のようにして記録準備が終了する。記録準備が終了すると、その後画像データに基づく画像形成がなされる。なお、この画像形成が終了するまでは、各現像ローラ27は、各感光ドラム25に接触し続けることとなり、画像形成が終了すると、再び各感光ドラム25から離間することとなる。
なお、図4を参照し、上記の時間T11、T2、T3,T4、T5、T6を数式で説明すると以下の通りとなる。
なお、以下の数式において、Rは感光ドラム25の半径であり、D11は、レーザ光の照射位置から現像ローラ27の対向位置までの距離である。また、Wは感光ドラム25の角速度であり、Vはベルト上の移動速度である。
さらに、D2は、感光ドラム25Yと搬送ベルト38とが接触する接触位置A1から、感光ドラム25Mと搬送ベルト38とが接触する接触位置A2までの距離であり、D3は、接触位置A1から、感光ドラム25Cと搬送ベルト38とが接触する接触位置A3までの距離であり、D4は接触位置A1から、感光ドラム25Kと搬送ベルト38とが接触する接触位置A4までの距離である。D5は、接触位置A1から、クリーニングローラ47と搬送ベルト38とが接触する接触位置A5までの搬送ベルト38に沿った距離である。
さらに、D12は、感光ドラム25Kにおける現像ローラ27Kによるニップ位置から接触位置A4までの距離である。なお、このニップ位置は、画像形成装置内における不変の一定位置である。
さらに、Δ1、Δ2、Δ3、Δ4、Δ5、Δ6は図4に示す各位置での設定値である。
Δ1は、T11の設定に応じて、初回のレーザ光の強制照射による静電潜像が感光ドラム25Yにおける現像ローラ27Yによるニップ位置から移動する移動量である。なお、このニップ位置は画像形成装置内における不変の一定位置である。Δ2は、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離である。Δ3は、第3対応部分Q3と第1対応部分Q1の距離である。また、Δ4は第3対応部分Q4と第1対応部分Q1の距離である。
また、Δ5は、クリーニングローラ47が接触した時の、想定される最下流の汚れ位置(本実施形態では、第2対応部分Q2及び第3対応部分Q3、Q4の位置)と接触位置A5との距離である。Δ6は、想定される最上流の汚れの位置(本実施形態では、第1対応部分Q1の位置)が接触位置A5を通過した後、クリーニングローラ47が離間した時の、接触位置A5とその際上流の汚れの位置との距離である。
また、MAX(Δ2、Δ3、Δ4)は、Δ2、Δ3、Δ4のうちの最大値のことである。
Figure 2007058073
このとき、本実施形態のように、第1対応部分Q1が最上流となるためには、以下の制約を満たすように設定すればよい。
Figure 2007058073
また、上記のように、第2対応部分Q2,第3対応部分Q3,Q4がクリーニングローラ47の接触位置A5に到達する時間よりもT5を短くするには以下のように設定すればよい。
Figure 2007058073
また、上記のように、第1対応部分Q1がクリーニングローラ47の接触位置A5に到達する時間よりもT6を長くするには以下のように設定すればよい。
Figure 2007058073
また、数1〜数3に加え、下記数4を満たすようにすれば、適切にクリーニングを行いうるより好適なシステムとなる。
Figure 2007058073
数5では、T5を、最下流の汚れが接触位置A4に到達する時間以上に設定している。即ち、T5はいくら小さくしてもクリーニングに支障はないが、この式を満たさない程度まで小さくする必要はなく、こうすることで、クリーニング性能を維持しつつクリーニングローラ47の接触時間をより短く設定できる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)共通像担持体とは、各現像ローラ27から発せられる複数色のトナーを担持可能なものであればよく、実施形態1のような搬送ベルトに限られず、中間転写ベルト、感光体などであってもよい。
(2)実施形態1では、各現像ローラ27毎に感光ドラム25が設けられていたが、1つの感光ドラムに複数の現像ローラが対向して配される構成であってもよい。この場合、感光体が共通像担持体に相当することとなり、第1位置及び第2位置と第1対応部分及び第2対応部分とが同じとなる。
(3)本実施形態は、他の現像ローラ27を2つとしたが、1つであってもよく、3以上であってもよい。
(4)上記実施形態では、Δ2=Δ3=Δ4とし、かつこれらΔ2、Δ3、Δ4が0でないように設定して、第2対応部分Q2,及び第3対応部分Q3,Q4を同一とし、第1対応部部Q1をそれより上流側とするように制御を行っていたが、搬送ベルト38において、第1対応部分Q1、第2対応部分Q2、及び全ての第3対応部分が同一位置となるように制御を行ってもよい。このようにすると、搬送ベルト38において、全現像ローラ27によって影響を受ける範囲が極めて狭めることができる。この場合、図4に示すΔ2、Δ3、Δ4を0とするように各現像ローラ27のタイミング制御を行えばよい。
(5)上記実施形態では、第1対応部分Q1が搬送ベルト38において最上流となる場合を例示したが、第1対応部分Q1,第2対応部分Q2、及び第3対応部分Q3、Q4のいずれが最上流となってもよく、第1対応部分Q1,第2対応部分Q2、及び第3対応部分Q3、Q4の順番や位置も上記例に限定されない。
(6)上記実施形態では、現像ローラ27K、27C、27M、27Yの並びについて一例を示したが、現像ローラの並ぶ順番がどのようであっても本発明の概念を適用できる。例えば、最上流にブラック色の現像ローラを配し、上流側から2番目の位置にシアン色の現像ローラを配し、その下流にマゼンタ色及びイエロー色の現像ローラをそれぞれ配する構成であってもよい。この場合、ブラック色の現像ローラが第1現像手段となり、シアン色の現像ローラが第2現像ローラとなり、マゼンタ色の現像ローラ及びイエロー色の現像ローラが他の現像手段となる。
本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を概略的に示す側断面図 図1のカラーレーザプリンタの電気的構成を概念的に示すブロック図 現像ローラ、感光ドラム、及び搬送ベルト等の関係を概念的に説明する説明図であり、全ての現像ローラが感光ドラムから離間した状態を示す図 現像ローラ、感光ドラム、及び搬送ベルト等の関係を概念的に説明する説明図であり、全ての現像ローラが感光ドラムに接触した状態を示す図 現像ローラ、感光ドラム、及び搬送ベルト等の関係を概念的に説明する説明図であり、現像ローラ27Yが現像位置に変位した時点の様子を説明する説明図 現像ローラ27Yが現像位置に変位した時点からの動作について説明する説明図 現像ローラ27Mが現像位置に変位した時点からの動作について説明する説明図 現像ローラ27Cが現像位置に変位した時点からの動作について説明する説明図 現像ローラ27Kが現像位置に変位した時点からの動作について説明する説明図 記録準備処理の流れを例示するフローチャート 走査処理の流れを例示するフローチャート
符号の説明
1…カラーレーザプリンタ(画像形成装置)
20…スキャナユニット(レーザ光照射手段)
25…感光ドラム(感光体)
27…現像ローラ(現像手段)
27Y…現像ローラ(第1現像手段)
27M…現像ローラ(第2現像手段)
27C…現像ローラ(他の現像手段)
27K…現像ローラ(他の現像手段)
38…搬送ベルト(共通像担持体)
40…クリーニング装置(クリーニング手段)
47…クリーニングローラ(接触部品)
P1…第1位置
P2…第2位置
P3,P4…第3位置
Q1…第1対応部分
Q2…第2対応部分
Q3,Q4…第3対応部分
90…制御装置(変位手段、制御手段)
120K、120C、120M、120Y…モータ(変位手段)

Claims (8)

  1. 1又は複数の感光体と、
    前記感光体の周囲に配置される複数の現像手段と、
    各現像手段を、前記感光体に接近する現像位置と、離間する離間位置とに変位させる変位手段と、
    を備え、
    前記感光体又は前記感光体に対向する像担持体からなる共通像担持体に、各現像手段からの現像剤が転写可能とされており、
    複数の前記現像手段のうちの第1現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記第1現像手段の対向位置を第1位置とし、前記第1現像手段とは異なる第2現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記第2現像手段の対向位置を第2位置とし、更に、前記共通像担持体における前記第1位置に対応する部分を第1対応部分とし、前記第2位置に対応する部分を第2対応部分とした場合、
    前記変位手段は、
    前記第1対応部分と前記第2対応部分との距離が、前記第1現像手段と前記第2現像手段とが同タイミングで前記感光体に接近したときの基準距離よりも小さくなるように、前記第1現像手段及び前記第2現像手段の変位タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記共通像担持体に対して接触及び離間可能な接触部品を備えたクリーニング手段と、
    前記接触部品の接触タイミングを制御可能な制御手段と、
    を備えた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現像手段は、前記第2現像手段よりも上流側に配されており、
    前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第1対応部分が、前記第2対応部分よりも上流側となるように制御を行う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。
  4. 前記第1現像手段は、前記第2現像手段よりも上流側に配されており、
    前記変位手段は、前記第2現像手段よりも早いタイミングで前記第1現像手段を前記現像位置に変位させることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記第1現像手段及び前記第2現像手段とは異なる1又は複数の他の現像手段が設けられており、
    前記他の現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記他の現像手段の対向位置を第3位置とし、前記共通像担持体における前記第3位置に対応する部分を第3対応部分とした場合、
    前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第1対応部分、前記第2対応部分、及び全ての前記第3対応部分が同一位置となるように制御を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記第1現像手段及び前記第2現像手段とは異なる1又は複数の他の現像手段が設けられており、
    前記第1現像手段は、全現像手段において最上流に配されており、
    前記他の現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記他の現像手段の対向位置を第3位置とし、前記共通像担持体における前記第3位置に対応する部分を第3対応部分とした場合、
    前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第2対応部分及び全ての前記第3対応部分が、前記第1対応部分の下流側で同一位置となるように制御を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記変位手段は、レーザ光照射手段から出射されるタイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像が、前記現像手段の対向位置を通過した後に、前記現像手段を前記現像位置へ変位させることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 感光体と、
    前記感光体の周囲に配置される現像手段と、
    前記現像手段を、前記感光体に接近する現像位置と、離間する離間位置とに変位させる変位手段と、
    を備え、
    前記変位手段は、レーザ光照射手段から出射されるタイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像が、前記現像手段の対向位置を通過した後に、前記現像手段を前記現像位置へ変位させることを特徴とする画像形成装置。
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