JP2004145272A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリの位置決め時間をできるだけ短縮して色切替時間を効果的に短くしつつ、ロータリの回転を円滑にする。
【解決手段】画像形成装置１は、ロータリ１３を位置決めしかつこの位置決め位置にロックするロック手段２７を備えている。このロック手段２７は、ロータリ１３側の凸部２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５と、画像形成装置本体移動可能に設けられ、これらの凸部の１つに選択的に係合してロータリ１３をロックするロック位置と凸部に係合しない退避位置とロック位置側の待機位置とが設定されたロックレバー３８と、ロックレバー３８を退避位置の方へ移動するソレノイド４０と、ロックレバー３８をロック位置の方へ付勢するスプリング４１とからなる。ロックレバー３８は、ロータリ１３の回転で凸部に係合する前にこの凸部が当接可能な傾斜部４２を有している。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリに装着された複数の現像ユニットにより、フルカラー等の２色以上の多色現像を行うロータリ現像方式の現像装置を備えた、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置の技術分野に属し、特に、潜像担持体に対して複数の現像ユニットの現像剤担持体を選択的に現像位置に設定するようにロータリを所定位置に位置決めしてロックするロック手段を備えている画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、ロータリに装着された複数の現像ユニットにより、フルカラー等の２色以上の多色現像を行う現像装置を備えた画像形成装置が種々開発されている。この画像形成装置は、画像形成動作時にロータリを回転させて各現像ユニットの現像ローラを順次現像位置に設定して感光体の潜像を各色毎に順次現像して画像を形成するようになっている。
【０００３】
ロータリを所定位置に順次位置決めしてロックする方法として、ロータリを回転するための駆動モータのホールド力を利用するのが最も単純であるが、ホールド時の駆動モータの消費電力やホールド性等を考慮すると、駆動モータのホールド力に頼らず、何らかの機械的手段でロータリの位置決めをすることが望ましい。そこで、従来は、画像形成装置本体に設けられたレバーをロータリの一部に係合させることで、ロータリを機械的に位置決めすることが提案されている。
【０００４】
このレバーは、ロータリを位置決めしない退避位置とロータリに係合してロータリを位置決めする位置決め位置との間で移動可能に設けられている。その場合、例えば４色のフルカラーの画像形成において、潜像担持体上の４色の静電潜像を順次現像するにあたり４色の色替え動作を行う必要があるが、この色替え動作に要する時間をできるだけ短縮することが望ましいため、レバーは退避位置と位置決め位置との間でできるだけ迅速に動作することが求められる。
【０００５】
このようなことから、従来、レバーを駆動するためにソレノイドとスプリングとを用い、画像形成時のロータリの回転時間やソレノイドの通電時間を考慮して、レバーを退避位置に設定するときにソレノイドを通電して励磁し、発生するソレノイド力でレバーを退避位置の方へ回動し、また、レバーを位置決め位置に設定するときにソレノイドの通電を切ってソレノイドを非励磁にしてスプリングのばね力でレバーを位置決め位置の方へ回動することが一般に行われている。
また、レバーの回動手段としては、このようなソレノイドを用いた方法にとどまらず、他の移動手段の移動力により、ステッピングクラッチやカムなどを利用してレバーの回動を行う方法なども考えられる。
【０００６】
また、ロータリの他の機械的なロック手段として、ロータリに設けたカムと、画像形成装置本体に設けられ、かつこのカムに常時当接してカムの回転に応じて動作するストップ手段とで、ロータリの位置決めを行うロータリ現像方式の画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。
この特許文献１に開示されているロータリの位置決め手段は、ストップ手段がロータリを現像位置に位置決めするときのカムの傾斜面の傾斜を比較的急激にし、ロータリが回転して現像位置から離れるときのカムの傾斜面の傾斜を比較的緩くしたカムのプロファイルを有している。
【特許文献１】
【特公平７−１１７７８４号公報】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ソレノイドによりレバーを動作する位置決め手段では、ソレノイドに通電させてからソレノイドのプランジャが実際に動作するまでの時間は使用するソレノイドの特性として決まっているため、画像形成装置での使用形態に合わせてどの特性を持つソレノイドを使用するかを選択することができる。
【０００８】
しかしながら、逆に通電を解除してから実際にプランジャが解放されるまでの時間は一定していないため、画像形成装置でロータリが所定位置に停止してからレバーをロータリを位置決めする位置決め位置まで動作させるのに十分な時間を設ける必要がある。また、前述のように例えばステッピングクラッチやカムなどを利用してレバーの回動を行う方法等、ソレノイド以外の方法を利用したレバーの移動手段においても、その動作時間を見積もることは比較的容易ではあるが、結局ロータリが停止してからレバーを位置決め位置まで動作させるため、ロータリ停止後にその動作時間を設ける必要がある。このため、このレバーの位置決め位置までの動作時間が色切替時間に直接影響して色切替時間が比較的長くなり、その結果、多色現像の速度を向上させることが難しいという問題がある。
【０００９】
また、前述の特許文献１に開示されている位置決め手段においては、ストップ手段が常時カムに当接するために、ロータリの色切替速度が高速になるほど、ストップ手段の当接力を強力にする必要がある。これは、ストップ手段のカムへの当接力が弱い状態でロータリの回転が高速になると、現像位置において、カムのプロファイルの急激な変化に対して、ストップ手段の動作が追いつかず、ストップ手段が跳ねてしまい、カムに当接できなくなるおそれがあるためである。
【００１０】
しかしながら、ストップ手段のカムへの当接力を強力にすると、ストップ手段とカムとの摩擦力が増大するため、この摩擦力がロータリの円滑な回転を阻害するおそれがあり、ロータリの回転の高速化に限度があるという問題がある。
また、画像形成装置の電源投入時等にロータリの位置検出のために初期化動作が行われるが、このときはロータリの回転が現像位置に停止せずにこの現像位置を通過して行われるため、現像位置の通過時には、ストップ手段のカムへの当接力による強い回転モーメントがロータリ駆動源側に作用する。この強い回転モーメントがロータリの回転に悪影響を及ぼすという、ストップ手段がカムへ常時当接することによる問題がある。更に、カム形状によって必然的に現像駆動反力の方向が決まってしまい、画像形成装置の設計自由度が制限されるという問題もある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロータリの位置決め時間をできるだけ短縮して色切替時間を効果的に短くすることで多色現像の速度をより一層向上しつつ、ロータリの回転を円滑にすることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、複数の現像ユニットを搭載するロータリを有するロータリ現像方式の現像装置と、前記現像ユニットを選択的に所定位置に設定するために前記ロータリを位置決めしかつこの位置決め位置にロックするロック手段とを備え、前記ロック手段が、前記ロータリ側に設けられた被ロック部と、画像形成装置本体に移動可能に設けられ、前記被ロック部に係合して前記ロータリをロックするロック位置と前記被ロック部に係合しない退避位置とが設定されているロック部材と、前記ロック部材を前記退避位置の方へ移動する移動手段と、前記ロック部材を前記ロック位置の方へ付勢する付勢手段とからなる画像形成装置において、前記ロック部材が、前記ロータリの回転で前記被ロック部に係合する前に当接可能な当接部を有していることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２の発明は、前記移動手段はソレノイドであることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記ロック部材は前記ロック位置側に待機位置が設けられているとともに、前記被ロック部に係合する前に前記待機位置に設定されていることを特徴としている。
【００１４】
更に、請求項４の発明は、前記ロック部材が前記画像形成装置本体に回動可能に設けられ、かつ凹部を有するロックレバーであり、前記被ロック部が前記ロータリに設けられ、かつ前記ロックレバーに当接可能であるとともに前記凹部が係合可能な凸部であることを特徴としている。
【００１５】
更に、請求項５の発明は、前記凸部の先端が円弧状に形成されており、前記ロックレバーが前記凸部の円弧状先端が当接可能な傾斜面とされているとともに前記傾斜面の始点が前記ロータリの回転中心を中心とし、前記凸部の先端を通る円の円弧上に形成されており、前記ロータリの回転で、前記凸部が前記凹部に係合する前に前記傾斜面に当接してこの傾斜面を押圧するようになっていることを特徴としている。
更に、請求項６の発明は、前記ロータリの駆動手段が、前記ロータリを前記所定位置に設定する際に、このロータリを前記所定位置よりオーバーランさせるように駆動パターンが設定されていることを特徴としている。
【００１６】
【作用】
このように構成された本発明の画像形成装置においては、ロータリの回転で、画像形成装置本体に設けられたロック部材がロータリ側に設けられた被ロック部に係合する前に、被ロック部がロック部材の当接部に当接するようになる。これにより、ロック部材がロータリの回転に応じて動作し、ロータリが位置決めする所定位置に到達すると同時にロック部材と被ロック部との係合が完了する。すなわち、ロータリが現像位置で停止すると直ちに現像駆動が開始可能となるので、色替えをして多色のトナー像を得るために要する時間が短縮され、その結果、画像形成速度が向上する。ロック部材と被ロック部との係合は移動手段でロック部材を移動することにより、解除される。
【００１７】
特に、請求項２の発明においては、ロック部材を移動する移動手段にソレノイドを用いているので、前述のレバーの迅速な動作に対して最適に対応する動作特性が得られる。したがって、簡単な構成でロック部材の移動がより確実にかつ迅速に行われ、ロック部材と被ロック部との係合解除制御がより適切に行われるようになる。
【００１８】
更に、請求項３の発明の画像形成装置においては、ロック部材がロータリが停止する前に予め待機位置に設定されるようになる。したがって、ロック部材がロータリを位置決めするロック位置までの移動量が少なくなり、色替えして現像するために要する時間が短縮されて、画像形成速度が更に一層向上する。
更に、請求項４の発明の画像形成装置においては、画像形成装置本体に回動可能に設けられたロックレバーの凹部がロータリ側の凸部に係合するので、ロックレバーによるロータリの位置決め保持が確実に行われる。
【００１９】
更に、請求項５の発明の画像形成装置においては、ロータリ側に設けた凸部の円弧状先端がロックレバーの傾斜面に当接する。これにより、凸部の先端がロックレバーに当接したときの外乱が抑制され、ロータリはこの当接による影響を受けずに滑らかに回転するとともに、当接による騒音の発生が防止される。その場合、傾斜面の始点がロータリの回転中心を中心とし、凸部の先端を通る円の円弧上に形成されているので、凸部の先端が滑らかに移行するようになる。これにより、外乱が一層効果的に抑制され、ロータリが一層円滑に回転するとともに、当接による騒音が効果的に防止される。
【００２０】
しかも、凸部の先端が円弧状に形成されているので、凸部の先端がロックレバーに点接触（あるいは、線接触）するようになる。これにより、凸部の先端とロックレバーとの接触における接触摩擦が低減し、この接触摩擦によるロータリへの影響が最小限に抑制されて、ロータリの回転が一層円滑になる。
更に、請求項６の発明の画像形成装置においては、ロータリの駆動手段がロータリをオーバーランさせるように設定された駆動パターンで制御されることで、ロータリは編荷重を受けていても、所定位置より必ずオーバーランするように回転する。したがって、ロータリが位置決めする所定位置に到達すると、ロック部材と被ロック部が係合する。これにより、ロータリが編荷重を受けていても確実に所定位置に位置決めされる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を概略的に示す図、図２はこの例の画像形成装置に用いられているロータリ式現像装置を模式的に示す図である。
【００２２】
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、概略的には、露光装置２、ロータリ式現像装置３、露光装置２によって露光されて静電潜像が形成されるとともにこの静電潜像がロータリ式現像装置３からのトナーによって現像されて可視像化されたトナー像が形成される感光体４、無端状の転写ベルトからなる中間転写媒体５、感光体４上のトナー像を中間転写媒体５に一次転写する一次転写装置６、中間転写媒体５上に一次転写されたトナー像を紙等の記録媒体（以下、紙を例に説明する）７に二次転写する二次転写装置８、給紙カセット９に収容された紙７を給紙ローラ１０ａで二次転写装置８に給送する給紙装置１０、紙７に二次転写されたトナー像を定着する定着ユニット１１、および定着ユニット１１で定着されて所定の画像が形成された紙７を収容する排紙トレイ１２からなっている。
【００２３】
図２に示すように、ロータリ式現像装置３は、回転可能に設けられたロータリフレーム１３ａを有するロータリ１３と、このロータリ１３に搭載された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像カートリッジ（本発明の現像ユニットに相当）１４，１５，１６，１７とを備えている。
【００２４】
図２において、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７はロータリ１３の周方向にこれらの順に反時計回りでかつ等間隔で配設されており、それぞれ、現像ローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａと、各現像ローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａにそれぞれそれらと同軸にかつそれらと一体回転可能に設けられた現像ローラ駆動歯車１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂと、駆動モータの駆動力が入力される入力歯車１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃと、各入力歯車１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃに入力された駆動モータの駆動力をそれぞれ対応する各現像ローラ駆動歯車１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂに減速して伝達する歯車動力伝達機構１４ｄ，１５ｄ，１６ｄ，１７ｄとを備えている。なお、図示しないが、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７は、それぞれ、従来と同様にトナー貯溜部、トナー貯溜部のトナーを現像ローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａに供給するトナー供給手段、および感光体４に搬送される現像ローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ上のトナーの薄層を規制するトナー規制手段等を備えていることは言うまでもない。
【００２５】
また、図２および図３に示すようにロータリ１３の一端側においてこのロータリ１３の外周に近接して、駆動モータからの駆動力が伝達されかつこの駆動力を入力歯車１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃの１つに選択的に噛合して伝達可能な現像カートリッジ駆動出力歯車１９が回転可能に設けられている。この現像カートリッジ駆動出力歯車１９は歯車動力伝達機構２０を介して駆動モータ２１の回転軸２１ａに固定されたモータ出力歯車２２に接続されており、駆動モータの駆動力が歯車動力伝達機構２０で減速されて現像カートリッジ駆動出力歯車１９に伝達されるようになっている。
【００２６】
更に、現像カートリッジ駆動出力歯車１９には、ワンウェイクラッチ（本発明の動力伝達制御手段に相当）が内蔵されている。そして、後述するロータリ１３を駆動する際には、現像カートリッジ駆動出力歯車１９と現像駆動入力歯車１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃのいずれかが噛み合ったとしても、ワンウェイクラッチがロータリ１３の回転方向に対応する回転方向に対しては空転することにより現像駆動入力歯車１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃには駆動力が伝達されない。また、現像カートリッジ１４，１５，１６，１７のいずれかを選択的に駆動する（すなわち、現像動作をさせる）際には、ワンウェイクラッチが現像方向に対応する回転方向に対してはロック（接続）することにより、現像駆動入力歯車１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃの選択された現像駆動入力歯車に駆動力が伝達されるようになっている。
【００２７】
更に、ロータリ１３の一端側においてロータリ駆動歯車２３がこのロータリ１３と同軸にかつこれと一体的に回転可能に設けられるとともに、このロータリ駆動歯車２３に噛合して設けられかつ駆動モータからの駆動力が伝達されるロータリ駆動出力歯車２４が回転可能に設けられている。このロータリ駆動出力歯車２４は歯車動力伝達機構２５および電磁クラッチ２６を介して駆動モータのモータ出力歯車２２に接続されている。その場合、電磁クラッチ２６の入力歯車２６ａがモータ出力歯車２２に噛合されている。そして、電磁クラッチ２６がオンして接続されることで、駆動モータの駆動力が歯車動力伝達機構２５で減速されてロータリ駆動出力歯車２４に伝達されるようになっている。
【００２８】
ところで、図２に三点鎖線で示すように、この例の画像形成装置１においては、その本体フレーム（不図示）の予め設定された交換位置に、現像カートリッジ交換用開口部４５が設けられている。この現像カートリッジ交換用開口部４５の大きさは、現像カートリッジをロータリ１３の軸方向（図２において図面と直交する方向）に引き抜きおよび挿入可能な大きさに設定されている。
【００２９】
更に、図５に示すようにロータリ１３の他端側には、ロータリ１３を所定位置に停止しかつその停止位置に保持するロック手段２７が設けられている。このロック手段２７は、ロータリフレーム１３ａに、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７の各搭載部にそれぞれ対応して固定された一対の凸部（本発明の被ロック部に相当）２８，２９；３０，３１；３２，３３；３４，３５と、これらの凸部２８，２９；３０，３１；３２，３３；３４，３５の１つに選択的に係合可能な凹部３６を一端部に有しかつ支点３７を中心に回動可能なロックレバー（本発明のロック部材に相当）３８と、このロックレバー３８の凹部３６と反対側の端部に連結されて凹部３６が凸部２８，２９；３０，３１；３２，３３；３４，３５の１つに係合する方向に常時付勢するロックレバー付勢スプリング（本発明の付勢手段に相当）３９と、ロックレバー３８の凹部３６と支点３７との間にプランジャ４０ａが連結されて、このプランジャ４０ａにより作動時凹部３６が凸部２８，２９；３０，３１；３２，３３；３４，３５の１つから離れる方向にロックレバー付勢スプリング３９のスプリング力に対抗してソレノイド力をロックレバー３８に作用するソレノイド（本発明の移動手段に相当）４０と、ロックレバー３８を図５において時計方向の回転を規制して待機位置に設定するストッパ４１とから構成されている。
【００３０】
また、前述の移動手段はソレノイドに限定されることはなく、例えばカム４０′を用いることもできる。すなわち、図６に示すようにロックレバー３８′に対してカム４０′を常時当接させ、ロックレバー３８′の待避時に、カム４０′のカム面の山がロックレバー３８′を押圧して待避位置に移動させるようにすることも考えられる。カム４０′の駆動手段としては、画像形成装置内に装備されている他の装置を駆動する駆動手段、あるいはカム４０′を専用に駆動するための独立した駆動手段を用いることができる。その場合、駆動手段の回転力を、駆動手段の１回転でカム４０′が半回転するようにステッピングクラッチを介してカム４０′に伝達するようにしてもよい。しかし、この例のようにレバーを待機位置と待避位置との２位置に迅速に移動させるような場合には、移動手段として、ソレノイドを用いるのが、動作特性上最適であることや比較的簡単な構成であることなどから望ましい。
【００３１】
図７に示すように、各凸部２８，２９；３０，３１；３２，３３；３４，３５は、いずれも、ロータリ１３の回転中心を中心とする円の径方向に突出して設けられており、それらの先端は円弧状に形成されている。
【００３２】
また、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７の各搭載部にそれぞれ対応する一対の凸部２８，２９；３０，３１；３２，３３；３４，３５において、一方の凸部２８；３０；３２；３４は、それぞれ、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７の現像位置に設定されたときにロータリ１３を停止しかつその回転位置に保持するための凸部、つまり現像カートリッジの現像位置決め用の凸部であり、また一対の凸部のうち、他方の凸部２９；３１；３３；３５は、それぞれ、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７の交換位置に設定されたときにロータリ１３を停止しかつその回転位置に保持するための凸部、つまり現像カートリッジの交換位置決め用の凸部である。
【００３３】
そして、図５に示すように、後述するように現像位置決め用の凸部２８；３０；３２；３４にロックレバー３８の凹部３６が係合するために、ロックレバー３８が待機位置に設定されても、交換位置決め用の凸部２９；３１；３３；３５がこのロックレバー３８に接触しないように、これらの凸部２９；３１；３３；３５はそれぞれ現像位置決め用の凸部２８；３０；３２；３４のロータリ１３の回転方向下流側直後に、現像位置決め用の凸部２８；３０；３２；３４と周方向に所定の間隔ａをおいて配置されている。
【００３４】
更に、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７の各搭載部にそれぞれ対応する現像カートリッジの交換位置決め用の凸部２９；３１；３３；３５は、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７のロータリ１３の回転方向下流側に隣接する各現像カートリッジ１５，１６，１７，１４の現像位置決め用の凸部３０；３２；３４；２８と周方向に所定の間隔ｂをおいて配置されている。そして、前述の間隔ａと間隔ｂとは、間隔ａが間隔ｂより小さく設定されている（間隔ａ＜間隔ｂ）。
【００３５】
この例のロータリ現像方式の画像形成装置１では、画像形成動作時に各現像カートリッジ１５，１６，１７，１４を順に色切り替えを迅速に行うために現像位置に迅速に設定する必要があることからロータリ１３を比較的高速で回転させ、また、画像形成動作を行わない非画像形成動作時、例えば現像カートリッジの交換動作時に交換しようとする現像カートリッジを交換位置に設定するときは画像形成動作時よりは迅速に設定する必要がないことからロータリ１３を比較的低速で回転させているが、このように間隔ａ＜間隔ｂに設定することにより、各現像カートリッジ１５，１６，１７，１４を現像位置あるいは交換位置に確実にかつ効率よく設定するようにしている。
【００３６】
ロックレバー３８は、凹部３６がロータリ１３側の凸部に係合してロータリ１３をロックするロック位置と、凸部に係合しない退避位置と、ロック位置側に設けられた待機位置とが設定されている。
また、図７および図８に示すように、ロックレバー３８の凹部３６の両側壁３６ａ，３６ｂは、ともに、ロックレバー３８の回転中心つまり支点３７の中心を中心とする円の円弧に形成されている。また、ロックレバー３８の外周面と凹部３６の両側壁３６ａ，３６ｂとの間の角部は丸く形成されたＲ部とされている。そして、図８に示すように凹部３６の凸部への係合時に、側壁３６ａと凸部の先端の円弧面とが一点（正確には一線）で接するようになっている。このとき、ロータリ式現像装置３の現像動作時の反力が凸部の先端から側壁３６ａに伝達され、この側壁３６ａで支持されるようになる。
【００３７】
ロックレバー３８のロータリ１３に対向する側の外周には、支点３７側から凹部３６に向かってロータリ１３に接近する方向に傾斜する傾斜部（本発明の当接部に相当）４２が凹部３６に連なるようにして設けられている。その場合、傾斜部４２の始点部４２ａは、凸部の先端の回転軌跡、つまりロータリ１３の回転中心を中心とし、凸部の先端を通る円の円弧に形成されている。より具体的には、図９に示すようにロックレバー３８のロータリ１３に対向する側の外周の傾斜部４２とこの傾斜部４２より支点３７側の直線部分４３との接続点４２ａが、ロータリ１３の回転中心を中心としかつ傾斜部４２と直線部分４３とに接する円４４の円弧上に形成されており、傾斜部４２と直線部分４３はこの接続点４２ａにおいて滑らかに接続している。これにより、凸部の先端のロックレバー３８との接触部がロックレバー３８の直線部分４３から傾斜部４２に移行する際に、各凸部の先端が滑らかに移行するようにしている。
【００３８】
なお、図９にはロックレバー３８が図５に示すストッパ４１に当接する待機位置にあるときを示しており、このときはロックレバー３８の直線部分４３は円４４の接線に一致するようになる。
【００３９】
ロックレバー３８の支点３７の位置は、図７に示すように凹部３６が凸部に完全に係合してロータリ１３が停止して保持された状態で、ロータリ１３の回転中心を中心としかつ凹部３６が係合した凸部の先端の円弧の中心を通る円の接線ｃ上に設けられている。
【００４０】
次に、この例の画像形成装置１の色切り替え時およびカートリッジ交換時における駆動モータの駆動パターンおよびロータリ１３の制御パターンについて説明する。
図１０は現像色切り替え動作時のモータの駆動パターンの例を示す図、図１１はカートリッジ検知動作時のモータの駆動パターンの例を示す図、図１２はカートリッジ検知動作時の目標角と実際の回転角との関係を示す図である。
【００４１】
この例の画像形成装置１では、係合部であるロックレバー３８をロックレバー付勢スプリング３９で付勢した状態で、ロータリ式現像装置３を停止位置よりオーバーランさせて回転移動させ、ロックレバー３８の凹部３６をロータリフレーム１３ａの凸部２８，２９；３０，３１；３２，３３；３４，３５の１つに係合させて停止制御を行うようにしている。その場合、ロータリ式現像装置３の停止位置でのオーバーラン量を、現像カートリッジ２の交換動作での停止制御時の方が通常の現像色切り替え動作での停止制御時よりも大きくなるように設定している。しかも、カートリッジ交換動作では、停止時にオーバーランのし難い条件となる、ロータリ１３の逆転方向に最大偏荷重がかかる状態でも、ロータリ１３が確実にオーバーランするようにモータの駆動パターンが設定されている。また、色切り替え動作では、４色のカートリッジを搭載し、かつ偏荷重が小さい状態で、ロータリ１３がオーバーランするようにモータの駆動パターンが設定されている。
【００４２】
すなわち、オーバーランさせるためには、駆動モータの目標角が所定の停止位置を超えるように駆動モータの回転移動量を増大させることが考えられるが、この回転移動量を単純に増大させたのでは、停止位置においてロックが係合した後も、駆動モータは駆動を続けるために脱調してしまうおそれがある。
【００４３】
そこで、この例の画像形成装置１では、オーバーランさせるために、ロータリ駆動後の位置決め時に、ロータリ１３にかかる慣性力が偏荷重による回転力を上回る急激な減速方向の加速度（つまり、減速度）をロータリ１３に与えるようにしている。
その場合、まず、初期化動作およびカートリッジ交換動作においては、動作時間に制約がないので、装置の機械的強度や騒音を考慮すると、ロータリ１３をなるべく低速で静かに動作させるのが望ましい。しかし、ロータリ１３を低速で動作させたのでは、ロータリ１３は回転速度が稼げないため、回転慣性が少ない。
【００４４】
そこで、この例の画像形成装置１では、所定の停止位置まで一定速度でロータリ１３を回転させ、停止位置に達した瞬間にモータの駆動速度をスローダウンさせずに一気にゼロにしている。この瞬間、ロータリ１３には、理論上無限大の負の加速度がかかり、ロータリ１３の偏荷重を十分に上回る慣性力が発生し、ロータリ１３は輪列のバックラッシュ分、所定の停止位置よりもオーバーランしようとする。
【００４５】
次に、カートリッジ交換動作におけるカートリッジ装着直後のカートリッジ検出動作では、トナーの撹拌を行いたいため、ロータリ１３を高速で動作させることが望ましい。しかし、撹拌のための専用の駆動パターン（シーケンス）を設けると、ソフト制作上複雑になる。そこで、この駆動パターンに現像色切り替え動作の駆動パターンを流用すると、ソフト制作の工数は削減できるが、現像色切り替え動作は、カートリッジ１３が全色装着されていることを前提としてるため、停止時に慣性を十分に与えることを考慮していない。カートリッジ交換動作はカートリッジの有無による強い偏荷重がロータリにかかる可能性を有しているので、本例では、現像色切り替え動作の駆動パターンを流用することを前提としながら、停止時にはロータリ１３に十分な慣性を与えるように減速パターン最終部分を急激にする小変更を加えている。
【００４６】
例えば、パルス数３００、モータステップ１．８度／ｐ、減速比６として、モータの回転角が５４０度でロータリ１３の回転角が９０度（４色の現像器で、１つの現像器あたりの回転角）となる駆動機構の例では、通常の現像色切り替え動作の場合、図１０に示すように２００前後の駆動周波数から最高速の１６００近い駆動周波数（イ）まで時間０．１５ｓｅｃをかけて加速し、最高速から逆に駆動周波数約３００まで前述の時間とほぼ同じ時間をかけて減速する山形ないしは三角形の駆動パターンを採用している。そして、４色のカートリッジを搭載し、偏荷重が小さいことが前提であるので、最終部では、モータへの負荷を考慮して加速状態で停止させ、オーバラン量を小さくしている。
【００４７】
しかし、この場合には、ロータリ１３の偏荷重が大きくなると、ロータリ駆動輪列のバックラッシュの範囲内でロータリ１３の停止角が誤差を持って停止するようになっている。つまり、駆動モータは、その制御上、目標角９０度回転するように制御され、それに伴い、ロータリ１３は（９０±Ｅ′）度の範囲で回転するようになる。ここで、Ｅ′はロータリ１３の実際の停止位置と９０度回転させたときの所定の停止位置との誤差であり、ロータリ１３を９０度回転させようとしたならば生じるであろうロータリ１３の回転誤差の最大量Ｅより小さい（Ｅ′＜Ｅ）。
【００４８】
一方、このような通常の現像色切り替え動作に対し、カートリッジ交換動作では、図１１に示すように最高速（イ）までは前述と同じであり、最高速（イ）において所定のパルス数（１０パルス）を加え、かつ総パルス数は不変とし、最終部（ロ）において、最高速（イ）で加えた所定のパルス数（１０パルス）を削除した駆動パターンを採用している。この駆動パターンでは、総パルス数は変わらず、回転角も変わらないが、最高速（イ）で所定のパルス数を追加しているので、パルス間隔は短縮され、総回転時間は短くなる。その場合、モータへの負荷はかかるが、カートリッジ交換回数は現像色切り替え動作回数に比べて少ないため、強度的は問題はない。
【００４９】
この駆動パターンによれば、駆動モータの停止時にオーバーランのし難い条件となる、ロータリ１３の逆転方向に最大偏荷重がかかる状態の場合、図１２に示すように駆動開始前０．０７５ｓｅｃでロック解除して自然に回転し（ハ）、駆動開始とともに実際の回転角が目標角より１〜１．５度遅れて追随しながら回転する（ニ）。そして、目標角が９０度となり駆動停止して慣性によるオーバーランを開始し（ホ）、ロック係合すると（ヘ）、ロックのがたの範囲で寄って停止し（ト）、モータがオフとなる。
【００５０】
次に、このように構成されたこの例の画像形成装置１の画像形成動作時の作動について説明する。図１および図２に示す状態では、イエローの現像カートリッジ１４の現像ローラ１４ａが感光体４に当接した状態、つまり、イエローの現像カートリッジ１４が現像位置に設定された状態で示されているが、非現像時（非画像形成時）にはロータリ１３は図５に示すホームポジションにあり、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７の現像ローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａはいずれも感光体４から離間した位置に保持されている。
【００５１】
また、画像形成装置１の非作動時には、画像形成装置１の可動部材は停止している。更に、ソレノイド４０は非励磁で作動しなく、ロックレバー３８はロックレバー付勢スプリング３９のばね力で図５に示すストッパ４１に当接した待機位置に設定されている。更に、ロータリ１３の駆動モータは、色切り替え時では図１０に示す駆動パターンで駆動制御され、また、カートリッジ交換時では図１１に示す駆動パターンで駆動制御されるものとする。
【００５２】
画像形成信号が画像形成動作指示手段２２から画像形成装置１の制御装置（ＣＰＵ）に入力されることで、画像形成のために画像形成装置１が作動開始されると、ＣＰＵは感光体４を図１および図２において時計方向に回転駆動するとともに露光装置２を駆動する。すると、露光装置２は、ＣＰＵからのイエローの画像信号に基づいて感光体４を露光して、感光体４上にイエローの静電潜像を形成する。また、同時に、ＣＰＵは電磁クラッチ２６をオンして接続するとともに駆動モータを駆動し、更に中間転写媒体５を駆動する。
【００５３】
すると、駆動モータの駆動力がモータ出力歯車２２および歯車動力伝達機構２０を介して減速されて現像カートリッジ駆動出力歯車１９に伝達され、現像カートリッジ駆動出力歯車１９が回転する。同時に、駆動モータの駆動力がモータ出力歯車２２、電磁クラッチ２６、歯車動力伝達機構２５、ロータリ駆動出力歯車２４を介してロータリ駆動歯車２３に伝達され、ロータリ１３が図１および図２において反時計方向に、また図５において時計方向に回転する。すると、凸部２８も図５において時計方向に回転する。
【００５４】
ここで、現像カートリッジ駆動出力歯車１９にはワンウェイクラッチが内蔵されているため、ロータリ１３の回転中に現像カートリッジ駆動出力歯車１９と現像駆動入力歯車１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃのいずれかが噛み合ったとしても、ワンウェイクラッチがロータリ１３の回転方向に対して空転することにより、駆動モータの駆動力は現像カートリッジ駆動出力歯車１９と噛み合った現像駆動入力歯車に伝達されない。
【００５５】
図９に示すように、凸部２８の先端がロックレバー３８の傾斜部４２の始点４２ａに当接した後、更に凸部２８が時計方向に移動すると、凸部２８の先端がロックレバー３８の傾斜部４２を押圧する。このとき、始点４２ａがロータリ１３の回転中心を中心とする円４４の円弧上に形成されているので、凸部２８とロックレバー３８とは滑らかに当接し、かつ図１３に示すように凸部２８の先端が傾斜部４２に滑らかに移行する。これにより、凸部２８の先端がロックレバー３８に当接したときの外乱がほとんど発生しなく、この当接によってロータリ１３は影響されず、滑らかに回転し続けるとともに、当接による騒音もほとんど発生しない。しかも、凸部２８の先端が円弧状に形成されていることから、凸部２８の先端はロックレバー３８に点接触（正確には、凸部２８の厚みまたはロックレバー３８厚みの分、線接触）することになり、接触摩擦が少ないので、この接触摩擦によるロータリ１３への影響は最小限に抑制され、ロータリ１３の回転は一層円滑になる。
【００５６】
凸部２８の先端が傾斜部４２を押圧することで、ロックレバー３８は支点３７を中心に図１３において反時計方向にロックレバー付勢スプリング３９のばね力に抗して回転する。駆動モータの回転角が目標角９０度となると、ＣＰＵが駆動モータの駆動を停止するが、ロータリ１３はその慣性で更に時計方向に回転する。このとき、４色のカートリッジが搭載され、偏荷重が小さいことから、ロータリ１３の回転は、停止位置を越えてオーバーランし、回転角が（９０＋Ｅ′）度となる回転となっている。したがって、ロータリ１３が更に図１３において時計方向に回転すると、凸部２８の先端が凹部３６に位置し、ロックレバー付勢スプリング３９のばね力により、ロックレバー３８は図１３において時計方向に回動してその凹部３６が凸部２８に係合するロック位置となる。その直後、ＣＰＵが電磁クラッチ２６をオフにしてロータ駆動輪列を切断する。
【００５７】
ロックレバー３８の凹部３６が凸部２８に係合しかつ駆動モータの駆動力が伝達されないことで、ロックレバー３８はロータリ１３を停止しかつこの停止位置に保持する。つまり、ロータリ１３はロックレバー３８により位置決めされる。このように、ロックレバー３８はロック位置側に設定された待機位置からロック位置となるので、その回動量が少なく迅速にロータリ１３をロックするとともに、凹部３６が凸部２８に係合することで、このロータリ１３のロックが確実なものとなる。
【００５８】
ロックレバー３８の凹部３６と凸部２８との係合時には、凹部３６が凸部２８の先端の円弧状部分に沿って係合していくため、ロックレバー３８が跳ね返されることはなく、凹部３６は凸部２８に滑らかに係合する。しかも、凹部３６の角部がＲ部とされているので、凹部３６は凸部２８に一層滑らかに係合するようになる。
【００５９】
ロックレバー３８の凹部３６と凸部２８との係合で、ロータリ１３が位置決めされた状態では、図１および図２に示すようにイエローの現像カートリッジ１４が現像位置に設定される。すなわち、現像ローラ１４ａが感光体４に当接して現像位置となる。すると、入力歯車１４ｃが現像カートリッジ駆動出力歯車１９に噛合し、ＣＰＵが駆動モータを駆動するとともに、現像動作時の駆動モータの回転方向に対してワンウェイクラッチがロック（接続）されるので、駆動モータの駆動力が現像カートリッジ駆動出力歯車１９から入力歯車１４ｃに入力され、更に歯車動力伝達機構１４ｄにより減速されて現像ローラ駆動歯車１４ｂに伝達されるので、現像ローラ１４ａが回転する。
【００６０】
これにより、現像ローラ１４ａは所定量のイエローのトナーを感光体４の方へ搬送し、感光体４上の静電潜像のイエローの現像が行われ、感光体４上にイエローのトナー像が形成される。この現像駆動時には、凸部２８を介してロックレバー３８にかかる現像駆動反力は、ロータリ１３の回転中心を中心としかつ凸部２８の先端円弧部の中心を通る円の接線方向に働く。
【００６１】
しかし、ロックレバー３８の回転中心である支点３７の中心がこの接線上にあり、かつ凹部３６の側壁３６ａが支点３７の中心を中心とする円の円弧状に形成されているので、この現像駆動反力はロックレバー３８に回転力（回転モーメント）を発生させない。これにより、ロックレバー３８が現像駆動時に回転して凹部３６が凸部２８から外れることはなく、ロータリ１３は現像カートリッジ１４が現像位置となるようにロックレバー３８に、より確実に位置決めされる。その場合、凹部３６の両側壁３６ａ，３６ｂのいずれもが支点３７の中心を中心とする円弧に形成されているので、現像駆動反力が両側壁３６ａ，３６ｂのどちらに働いても、ロータリ１３は確実に位置決めされるとともに、イレギュラー時などに現像駆動が急に停止したときにおいてもロータリ１３の位置決めは確実に行われるようになる。
【００６２】
ところで、この色切り替え動作時には、駆動モータが図１０に示す駆動パターンで制御されるが、この駆動パターンは４色のカートリッジが装着され、かつ偏荷重が小さい場合を前提としている。しかし、４色のカートリッジのうち、例えば１色のトナーの消費量が多くなって、そのカートリッジのトナー収納量が他のカートリッジに比べてかなり少なくなること、あるいはトナーカートリッジの例えば１つが装着されないこと等により、ロータリ１３の偏荷重が比較的大きくなる場合がある。そして、このような場合、駆動輪列のバックラッシュの範囲内で、ロータリ１３が停止位置（９０度回転位置）に到達せず、（９０−Ｅ′）度回転して停止してしまう。
【００６３】
しかし、この場合には、現像側の駆動輪列が噛み合っているため、ロータリ１３の駆動モータの停止後に続いて行われる現像駆動開始時に、その現像駆動反力によってロータリ１３がその回転方向へ更に回転し、ロータリ１３の凸部２８がロックレバー３８の凹部３６に係合し、ロータリ１３が停止位置、つまりイエローの現像位置に位置決めされる（なお、この場合のロータリ１３の位置決め方法は、特開２００２−３１１７１３号公報に開示されている位置決め方法と同じである）。
【００６４】
感光体４上に担持されたイエローのトナー像は一次転写装置６によって中間転写媒体５上に一次転写される。イエローのトナー像の一次転写が終了すると、ＣＰＵが駆動モータを停止させ、同時に、ＣＰＵが電磁クラッチ２６を再びオンして接続する。このとき、現像カートリッジ１４の駆動が停止する。その直後、ＣＰＵがソレノイド４０を励磁するので、ソレノイド４０のソレノイド力によりプランジャ４０ａが吸引されることにより、ロックレバー３８が支点３７を中心に図１４において反時計方向にロックレバー付勢スプリング３９のばね力に抗して回転する。すると、図１５に示すように凹部３６が凸部２８から脱出し、凸部２８との係合が解除され、ロックレバー３８は凹部３６が凸部２８に係合しない退避位置となる。その後、ＣＰＵが駆動モータを駆動し、前述と同様に駆動モータの駆動力でロータリ１３が再び図１５において時計方向に回転する。
【００６５】
このロータリ１３の回転開始に相前後して、露光装置２は、ＣＰＵからのマゼンタの画像信号に基づいて感光体４を露光して、感光体４上にマゼンタの静電潜像を形成する。
【００６６】
ロータリ１３の回転で、図１６に示すように交換位置決め用の凸部２９が凹部３６を通過し、更なるロータリ１３の回転で、この凸部２９がロックレバー３８の領域から外れると、ソレノイド４０が非励磁となってそのプランジャ４０ａがソレノイド力から解放される。すると、ロックレバー付勢スプリング３９のばね力により、ロックレバー３８が支点３７を中心に図１６において時計方向に回転し、図５に示すと同様にロックレバー３８はストッパ４１に当接して再び待機位置となる。
【００６７】
このとき、画像形成動作におけるロータリ１３の回転は前述のように比較的高速で行われるが、現像位置決め用の凸部２８と交換位置決め用の凸部２９との周方向の間隔ａが、この凸部２９と次のマゼンタの現像カートリッジ１５の現像位置決め用の凸部３０との周方向の間隔ｂより小さく設定されているので、この凸部３０がロックレバー３８の傾斜部４２の始点４２ａに当接する位置に来るまでの時間が十分に確保される。これにより、プランジャ４０ａの解放時間を長く見込むことができるので、ソレノイド４０が励磁されてプランジャ４０ａがソレノイド力で吸引された拘束状態から解放されるまでの時間が前述のように不確定で長いとしても、凸部３０がこの始点４２ａに当接する位置に来る前に、ロックレバー３８が待機位置に確実に設定されるようになる。
【００６８】
なお、ソレノイド４０のプランジャ４０ａの解放時間をできるだけ長く見込むために、間隔ａは交換位置決め用の凸部２９；３１；３３；３５にロックレバー３８の凹部３６が係合できる範囲で可能な限り小さく設定し、その分間隔ｂを大きく設定することが好ましい。
【００６９】
更にロータリ１３が図５において時計方向に回転すると、前述の図１４に示すイエローの場合と同様にして、現像位置決め用の凸部３０にロックレバー３８の凹部３６が係合し、ロータリ１３が位置決めされて、マゼンタの現像カートリッジ１５が現像位置に設定される。
【００７０】
マゼンタの現像カートリッジ１５が現像位置に設定されると、ロータリ１３が回転停止してその回転位置に保持され、入力歯車１５ｃが現像カートリッジ駆動出力歯車１９に噛合するとともに、現像ローラ１５ａが感光体４に当接して現像位置となる。続いて、マゼンタの現像カートリッジ１５によるマゼンタの現像が行われ、感光体４上に現像されたマゼンタのトナー像が中間転写媒体５に一次転写される。
【００７１】
マゼンタのトナー像の一次転写が終了すると、前述の図１５に示すイエローの場合と同様にして、ＣＰＵが駆動モータを停止させ、同時に、ＣＰＵが電磁クラッチ２６を再びオンして接続する。このとき、現像カートリッジ１５の駆動が停止する。その直後、ソレノイド４０が励磁されてロックレバー３８の凹部３６が現像位置決め用の凸部３０から脱出し、再びロータリ１３が同方向に回転する。
【００７２】
更に、前述のイエローの場合と同様にして、ソレノイド４０が非励磁となって、ロックレバー３８が図５に示すと同様に再び待機位置に設定される。以後、同様にしてシアンの現像カートリッジ１６のための現像位置決め用の凸部３２にロックレバー３８の凹部３６が係合することで、シアンの現像カートリッジ１６によるシアンの現像が行われ、感光体４上に現像されたシアンのトナー像が中間転写媒体５に一次転写され、更に、黒の現像カートリッジ１７のための現像位置決め用の凸部３４にロックレバー３８の凹部３６が係合することで、黒の現像カートリッジ１７による黒の現像が行われ、感光体４上に現像された黒のトナー像が中間転写媒体５に一次転写される。
【００７３】
これにより、中間転写媒体５上に一次転写された４色のトナー像が色合わせされてフルカラーのトナー像が形成される。この中間転写媒体５上のフルカラーのトナー像は二次転写装置８で紙７に転写され、次いで、定着ユニットで紙７に転写されたトナー像が定着されることで、フルカラーの画像が紙７に形成される。
【００７４】
次に、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７の交換動作について説明する。
例えば、ユーザーが画像形成装置１の操作盤上の現像カートリッジ交換キーを操作することで、ＣＰＵが駆動モータを駆動するとともに、電磁クラッチ２６をオンして接続し、更にソレノイド４０を励磁する。すると、図１５および図１６に示すと同様に、ロックレバー３８は、ソレノイド４０によりその凹部３６が各凸部に係合しない位置に拘束保持されるとともに、ロータリ１３がこれらの図１５および図１６において時計方向に回転する。この現像カートリッジの交換動作時のロータリ１３の回転は画像形成動作時よりも比較的低速で行われる。
【００７５】
交換しようとする現像カートリッジを、例えばイエローの現像カートリッジ１４とすると、この現像カートリッジ１４が交換位置の直前になる、つまり現像カートリッジ１４に対応する交換位置決め用の凸部２９がロックレバー３８の凹部３６と係合する位置の直前になると、ＣＰＵがソレノイド４０を非励磁にする。すると、前述と同様にロックレバー３８がロックレバー付勢スプリング３９のばね力により支点３７を中心に時計方向につまり待機位置の方向に回動し、ロックレバー３８の傾斜部４２に現像カートリッジ１４の交換位置決め用の凸部２９が当接する。そして、ロータリ１３の更なる同方向の回転で、この交換位置決め用の凸部２９が傾斜部４２を押圧するので、前述と同様にしてロックレバー３８が支点３７を中心に反時計方向に回動する。
【００７６】
このとき、前述の図１１に示すカートリッジ交換動作時の駆動モータの駆動パターンは、駆動モータの停止時にオーバーランのし難い条件となる、ロータリ１３の逆転方向に最大偏荷重がかかる状態の場合を前提としているので、ロータリ１３は停止位置を必ずオーバランするようになる。
したがって、交換位置決め用の凸部２９が凹部３６に対向する位置に来ると、前述と同様にしてロックレバー３８がロックレバー付勢スプリング３９のばね力により支点３７を中心に時計方向に回動し、図１７に示すように凹部３６がこの凸部２９に係合する。これにより、ロータリ１３は回転停止してその回転位置に位置決めされる。このとき、交換位置決め用の凸部２９がロックレバー３８の凹部３６との係合位置直前になったとき、ソレノイド４０が非励磁となるが、交換動作時にはロータリ１３が比較的低速で回転するので、ソレノイド４０のプランジャ４０ａがソレノイド力で吸引された拘束状態から解放されるまでの時間が前述のように不確定で長いとしても、凹部３６が凸部２９に確実に係合するようになる。
【００７７】
このように、ロータリ１３が位置決めされた状態では、交換しようとする現像カートリッジ１４が交換位置に設定される。現像カートリッジ１４が交換位置に設定されたときは、この現像カートリッジ１４の現像ローラ１４ａが感光体４から離れているとともに入力歯車１４ｃが現像カートリッジ駆動出力歯車１９から離れている。
【００７８】
交換しようとする現像カートリッジ１４が交換位置に設定された状態で、この現像カートリッジ１４が現像カートリッジ交換用開口部４５を通してロータリ１３の軸方向にロータリ１３から引き抜かれることで取り出されるとともに、新しい現像カートリッジが現像カートリッジ交換用開口部４５を通してロータリ１３の軸方向にロータリ１３に挿入されることで搭載される。これらの現像カートリッジの着脱時に、着脱される現像カートリッジの現像ローラが感光体４から離れているので、着脱動作によって感光体４が現像カートリッジによって損傷することはない。
【００７９】
この例の画像形成装置１によれば、ロータリ１３の回転で、ロックレバー３８の凹部３６がロータリ１３に設けられた凸部に係合する前に、凸部がロックレバー３８の傾斜部４２に当接するようになる。これにより、ロックレバー３８がロータリ１３の回転に応じて動作し、ロータリが位置決めする位置に到達すると同時にロックレバー３８の凹部３６とロータリ１３の凸部との係合が完了する。すなわち、ロータリが現像位置で停止すると直ちに現像駆動が開始可能となるので、色替えをして４色のトナー像を得るために要する時間が短縮され、その結果、フルカラーの画像形成速度が向上する。
また、ロックレバー３８を待避させる手段にソレノイド４０を用いることで、ロックレバー３８の動作がより確実にかつ迅速に行われる。
【００８０】
また、ロータリ１３の回転中に、ロックレバー３８をロータリ１３が停止する前に予め待機位置に設定しておき、ロータリ１３の停止と同時にロックレバー３８を作動してロータリ１３を拘束して位置決めしているので、ロックレバー３８がロータリ１３を拘束する位置までの移動量を少なくすることができる。これにより、４色の色替えをしてフルカラーのトナー像を得るために要する時間を短縮でき、その結果、フルカラーの画像形成速度を向上できる。
【００８１】
また、ロータリ１３側に設けた凸部をロックレバー３８の傾斜部４２に当接させるようにしているので、凸部の先端がロックレバー３８に当接したときの外乱を抑制でき、この当接による影響を受けずにロータリ１３を滑らかに回転させることができるとともに、当接による騒音の発生も防止できる。
【００８２】
特に、傾斜部４２の始点部４２ａを、ロータリ１３の回転中心を中心とし、凸部の先端を通る円の円弧上に形成しているので、凸部の先端のロックレバー３８との接触部がロックレバー３８の直線部分４３から傾斜部４２に移行する際に、各凸部の先端を滑らかに移行させることができる。
【００８３】
更に、凸部の先端を円弧状に形成して、凸部の先端をロックレバー３８に点接触（あるいは、線接触）させているので、接触摩擦を低減することができ、この接触摩擦によるロータリ１３への影響を最小限に抑制できる。これにより、ロータリ１３の回転を一層円滑にできる。
【００８４】
しかも、ロックレバー３８の凹部３６をロータリ１３の凸部に係合させているが、凹部３６が凸部の先端の円弧に沿って係合していくため、ロックレバー３８を跳ねらせずに凹部３６をロータリ１３の凸部に確実に係合させることができ、ロータリ１３を停止位置に確実に拘束することができる。
【００８５】
更に、現像駆動時に、現像駆動反力が凸部を介してロックレバー３８に、ロータリ１３の回転中心を中心としかつ凸部の先端円弧部の中心を通る円の接線方向に働くようになるが、ロックレバー３８の回転中心をこの接線上に設け、かつ凹部３６の側壁３６ａをロックレバー３８の回転中心を中心とする円の円弧状に形成しているので、この現像駆動反力によりロックレバー３８に回転力（回転モーメント）を発生させないようにすることができる。これにより、ロックレバー３８が現像駆動時に回転することで凹部３６が凸部２８から外れることを防止でき、ロータリ１３をロックレバー３８により確実に位置決めできる。
【００８６】
その場合、凹部３６の両側壁３６ａ，３６ｂのいずれをもロックレバー３８の回転中心を中心とする円弧に形成しているので、現像駆動反力が両側壁３６ａ，３６ｂのどちらに働いても、ロータリ１３を確実に位置決めできるとともに、イレギュラー時などに現像駆動が急に停止したときにおいてもロータリ１３の位置決めを確実に行うことができる。
【００８７】
更に、各現像カートリッジ１４，１５，１６，１７に対応して、それぞれ、現像位置決め用の凸部２８，３０，３２，３４と交換位置決め用の凸部２９，３１，３３，３５とを設け、かつ、これらの現像位置決め用の凸部２８，３０，３２，３４と交換位置決め用の凸部２９，３１，３３，３５との間隔ａを、交換位置決め用の凸部２９，３１，３３，３５と次の現像カートリッジ１５，１６，１７，１４の現像位置決め用の凸部３０，３２，３４，２８との周方向の間隔ｂより小さく設定しているので、画像形成動作におけるロータリ１３の回転を比較的高速で行うようにしても、凸部がロックレバー３８の傾斜部４２の始点４２ａに当接する位置に来るまでの時間を十分に確保できる。これにより、プランジャ４０ａの解放時間を長く見込むことができるので、プランジャ４０ａがソレノイド力で吸引された拘束状態から解放されるまでの時間が前述のように不確定で長いとしても、凸部がこの始点４２ａに当接する位置に来る前に、ロックレバー３８を待機位置に確実に設定できる。
【００８８】
更に、色切り替え時に、ロータリ１３がバックラッシュの範囲内で停止位置（９０度回転位置））を超えて（９０＋Ｅ′）度回転（オーバーラン）しようとした場合、あるいはロータリ１３がバックラッシュの範囲内で停止位置に到達する前の（９０−Ｅ′）度回転して停止した場合のどちらの場合でも、最終的な停止角は必ず９０度となって高精度の位置決めができる。しかも、高精度の位置決めができることで、同時に次のロータリ回転に対して開始角がまったく同位相になることから、前述のようにロータリ駆動輪列のバックラッシュによる回転角度差があるとしても、その誤差を常にキャンセルし、ロータリ１３の回転を常に安定して行うことができるようになる。
【００８９】
図１８は、本発明の画像形成装置の実施の形態の他の例を示す、図８と同様の部分拡大図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
前述の例では、各凸部２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５の先端部が円弧状に形成されているが、この例の画像形成装置１では、図１８に示すように各凸部２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５の先端部に、それぞれ、回転ローラ等のロータリ４６が回転可能に設けられている。その場合、ロータリ４６の回転中心は、前述の例の凸部の先端部における円弧の中心位置と同じ位置に設定されている。
【００９１】
この例の画像形成装置１によれば、凸部とロックレバー３８とがロータリ４６を介して接触するようになるので、この接触による摩擦を非常に小さくできる。したがって、この摩擦によるロータリ１３の回転に与える影響を更に一層小さくすることができるとともに、凸部に係合しているロックレバー３８の凸部からの引き抜きがきわめて容易となる。また、ロータリ４６の少なくとも表面を、ロータリ位置決め効果を損なわない程度の弾性体で構成することにより、ロックレバー３８の凸部との係合時およびロックレバー３８の凸部からの引き抜き時の緩衝効果を得ることができる。
この例の画像形成装置１の他の構成および他の作用効果は、前述の例と同じである。
【００９２】
なお、前述の例では、ロータリ１３に４個の現像カートリッジ１４，１５，１６，１７を設けるものとしているが、本発明の画像形成装置１では、現像カートリッジは４個に限定されず、２個以上の複数の現像カートリッジを設けることができる。
また、前述の例では、駆動モータはロータリ駆動用と現像カートリッジ駆動用とに共通に１つだけ設けているが、ロータリ駆動用と現像カートリッジ駆動用とに別々に設けることもできる。
【００９３】
更に、前述の例では、図１０に示す色切り替え動作時の駆動パターンが、４色のカートリッジが装着され、かつ偏荷重が小さい場合を前提としているが、カートリッジ交換動作時の駆動パターンと同様に、駆動モータの停止時にオーバーランのし難い条件となる、ロータリ１３の逆転方向に最大偏荷重がかかる状態の場合を前提とすることもできる。この場合には、色切り替え動作時でも、ロータリ１３は必ず停止位置をオーバーランしてロータリ１３の凸部がロックレバー３８の凹部３６に確実に係合する。これにより、ロータリ１３は確実に停止位置（つまり、現像位置）に設定することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、画像形成装置本体に設けたロック部材がロータリ側に設けた被ロック部に係合する前に、被ロック部をロック部材の当接部に当接させているので、色替えをして多色のトナー像を得るために要する時間を短縮でき、その結果、画像形成速度を向上できる。
【００９５】
特に、請求項２の発明の画像形成装置によれば、ロック部材と被ロック部との係合を解除する移動手段にソレノイドを用いているので、簡単な構成でロック部材の移動をより確実にかつ迅速に行うことができる。これにより、ロック部材と被ロック部との係合解除制御をより適切に行うことができるようになる。
【００９６】
また、請求項３の発明の画像形成装置によれば、ロック部材を予め待機位置に設定しているので、ロック部材がロータリを位置決めする位置までの移動量を少なくできる。これにより、色替えして現像するために要する時間を短縮でき、画像形成速度を更に一層向上できる。
更に、請求項４の発明の画像形成装置によれば、画像形成装置本体に回動可能に設けたロックレバーの凹部をロータリ側の凸部に係合させているので、ロックレバーによるロータリの位置決め保持を確実に行うことができる。
【００９７】
更に、請求項５の発明の画像形成装置によれば、凸部の円弧状先端をロックレバーの傾斜面に当接させるようにしているので、凸部の先端がロックレバーに当接したときの外乱を抑制できる。これにより、この当接による影響を受けずにロータリを滑らかに回転できるとともに、当接による騒音の発生を防止できる。その場合、傾斜面の始点をロータリの回転中心を中心とし、凸部の先端を通る円の円弧上に形成しているので、凸部の先端を滑らかに移行させることができる。これにより、外乱を一層効果的に抑制でき、ロータリを一層円滑に回転させることができるとともに、当接による騒音を効果的に防止できる。
【００９８】
しかも、凸部の先端を円弧状に形成して、凸部の先端をロックレバーに点接触（あるいは、線接触）させるようにしているので、凸部の先端とロックレバーとの接触における接触摩擦を低減できる。これにより、この接触摩擦によるロータリへの影響を最小限に抑制でき、ロータリの回転を一層円滑にできる。
更に、請求項６の発明の画像形成装置によれば、ロータリの駆動手段をロータリがオーバーランするように設定された駆動パターンで制御しているので、ロータリを位置決めする所定位置より必ずオーバーランさせることができる。したがって、ロータリが所定位置に到達すると、ロック部材と被ロック部が係合することにより、ロータリが編荷重を受けていても、このロータリを確実に所定位置に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を概略的に示す図である。
【図２】この例の画像形成装置に用いられているロータリ式現像装置を模式的に示す図である。
【図３】図２に示すロータリ式現像装置における現像カートリッジの駆動系を模式的に示す図である。
【図４】図２に示すロータリ式現像装置におけるロータリの駆動系を模式的に示す図である。
【図５】図２に示すロータリ式現像装置におけるロック手段を模式的に示す図である。
【図６】ロック手段の変形例を模式的に示す図である。
【図７】図５に示すロック手段におけるロックレバーを説明する図である。
【図８】図７に示すロック手段の部分拡大図である。
【図９】画像形成動作時における図５に示すロック手段の動作の一過程を示す図である。
【図１０】現像色切り替え動作時の駆動モータの駆動パターンの一例を示す図である。
【図１１】カートリッジ交換動作時の駆動モータの駆動パターンの一例を示す図である。
【図１２】カートリッジ交換動作時の駆動モータの目標角と実際のロータリの回転角との関係を示す図である。
【図１３】画像形成動作時における図５に示すロック手段の動作の他の一過程を示す図である。
【図１４】画像形成動作時における図５に示すロック手段の動作の更に他の一過程を示す図である。
【図１５】画像形成動作時における図５に示すロック手段の動作の更に他の一過程を示す図である。
【図１６】画像形成動作時における図５に示すロック手段の動作の更に他の一過程を示す図である。
【図１７】現像カートリッジ交換動作時における図５に示すロック手段によるロータリの位置決め状態を示す図である。
【図１８】本発明の画像形成装置の実施の形態の他の例を示す、図８と同様の部分拡大図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…露光装置、３…ロータリ式現像装置、４…感光体、５…中間転写媒体、６…一次転写装置、７…記録媒体、８…二次転写装置、１０…給紙装置、１１…定着ユニット、１３…ロータリ、１４，１５，１６，１７…イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像カートリッジ、１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ…現像ローラ、１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃ…入力歯車、１９…現像カートリッジ駆動出力歯車、２２…モータ出力歯車、２３…ロータリ駆動歯車、２４…ロータリ駆動出力歯車、２６…電磁クラッチ、２７…ロック手段、２８，３０，３２，３４…現像位置決め用の凸部、２９，３１，３３，３５…交換位置決め用の凸部、３６…凹部、３６ａ，３６ｂ…側壁、３７…支点、３８…ロックレバー、３９…ロックレバー付勢スプリング、４０…ソレノイド、４０ａ…プランジャ、４１…ストッパ、４２…傾斜部、４２ａ…始点、４３…直線部分、４５…現像カートリッジ交換用開口部、４６…ロータリ

Claims (6)

1. 複数の現像ユニットを搭載するロータリを有するロータリ現像方式の現像装置と、前記現像ユニットを選択的に所定位置に設定するために前記ロータリを位置決めしかつこの位置決め位置にロックするロック手段とを備え、
   前記ロック手段は、前記ロータリ側に設けられた被ロック部と、画像形成装置本体に移動可能に設けられ、前記被ロック部に係合して前記ロータリをロックするロック位置と前記被ロック部に係合しない退避位置とが設定されているロック部材と、前記ロック部材を前記退避位置の方へ移動する移動手段と、前記ロック部材を前記ロック位置の方へ付勢する付勢手段とからなる画像形成装置において、
   前記ロック部材は、前記ロータリの回転で前記被ロック部に係合する前に当接可能な当接部を有していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記移動手段はソレノイドであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ロック部材は前記ロック位置側に待機位置が設けられているとともに、前記被ロック部に係合する前に前記待機位置に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記ロック部材は前記画像形成装置本体に回動可能に設けられ、かつ凹部を有するロックレバーであり、前記被ロック部は前記ロータリに設けられ、かつ前記ロックレバーに当接可能であるとともに前記凹部が係合可能な凸部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の画像形成装置。
5. 前記凸部の先端が円弧状に形成されており、
   前記ロックレバーは前記凸部の円弧状先端が当接可能な傾斜面とされているとともに前記傾斜面の始点が前記ロータリの回転中心を中心とし、前記凸部の先端を通る円の円弧上に形成されており、
   前記ロータリの回転で、前記凸部が前記凹部に係合する前に前記傾斜面に当接してこの傾斜面を押圧するようになっていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記ロータリの駆動手段は、前記ロータリを前記所定位置に設定する際に、このロータリを前記所定位置よりオーバーランさせるように駆動パターンが設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１記載の画像形成装置。

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