JP2007304540A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置複雑化、大型化、高コスト化を招くことなく、安定した現像動作が可能な画像形成装置を実現する。
【解決手段】現像ユニット110の現像ローラ111の軸端部は軸受構造の支持手段115により回転自在に支持されているとともに、支持手段116により感光体ドラム101に対して接離する方向に移動可能に設けられ、かつ現像ローラ111の軸端部は感光体ドラム101側へ向けて付勢手段117により付勢されている。該軸端部には空転可能なコロ部材112が設けられている。現像ユニット120も同様の構成であり、コロ部材112、122はカム部材104のカム面104aに常時当接している。カム部材104の回動により、一方の現像ローラ111が現像状態のときは他方の現像ローラ121は非現像状態にある。
【選択図】図2
【解決手段】現像ユニット110の現像ローラ111の軸端部は軸受構造の支持手段115により回転自在に支持されているとともに、支持手段116により感光体ドラム101に対して接離する方向に移動可能に設けられ、かつ現像ローラ111の軸端部は感光体ドラム101側へ向けて付勢手段117により付勢されている。該軸端部には空転可能なコロ部材112が設けられている。現像ユニット120も同様の構成であり、コロ部材112、122はカム部材104のカム面104aに常時当接している。カム部材104の回動により、一方の現像ローラ111が現像状態のときは他方の現像ローラ121は非現像状態にある。
【選択図】図2
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらのうち少なくとも2つを備える複合機、プロッタ等の画像形成装置に関し、詳しくは、1つの画像担持体(像担持体)の周りに現像色が異なる複数の現像ユニットを備えた画像形成装置に関する。
中間転写体上に形成した複数色画像を記録材に転写・出力する画像形成装置として、画像担持体の回りに潜像形成手段と複数の現像手段を配置した画像形成ユニットを複数設け、それぞれの画像形成ユニットで形成した可視像を、順次、単一の中間転写体上に重ね転写することにより複数色画像を得る装置が特許文献1、2、3に提示されている。
4色のフルカラー画像を形成する場合、単一の画像担持体、中間転写体を用いる方式においては、画像担持体の周りに4つの現像手段を配置する必要があり、かつ、中間転写体を4回転する必要があるのに対し、この方式の画像形成装置においては、画像担持体の周りに配置する現像手段が2つであり、中間転写体2回転でのフルカラー画像形成が可能であるため、画像担持体の小型化、小径化および装置高速化が可能である。
この方式の基本動作については、特許文献1に詳細が述べられている(明細書の段落「0016」〜「0031」)。
4色のフルカラー画像を形成する場合、単一の画像担持体、中間転写体を用いる方式においては、画像担持体の周りに4つの現像手段を配置する必要があり、かつ、中間転写体を4回転する必要があるのに対し、この方式の画像形成装置においては、画像担持体の周りに配置する現像手段が2つであり、中間転写体2回転でのフルカラー画像形成が可能であるため、画像担持体の小型化、小径化および装置高速化が可能である。
この方式の基本動作については、特許文献1に詳細が述べられている(明細書の段落「0016」〜「0031」)。
特許文献2、3においては、2つの現像ローラを、感光体ドラムの回転軸と平行な軸を中心に回転可能に現像ユニットに配設し、現像ユニットを感光体ドラムの回転軸と略平行な回動軸を中心に回動可能に画像形成ユニットに支持させ、現像ユニットを画像形成ユニットに対して所定の回動角だけ回動して、2つの現像ローラのうちの一方の現像ローラと感光体ドラムとの間隔を現像状態の位置に切り換える現像機能切換手段を有する画像形成装置が提示されている。
これらの出願においては、現像ユニットの回動により、感光体と現像ローラの間隔(現像ギャップ)を切り換えると同時に、駆動歯車と現像ローラ歯車の駆動力伝達状態を切り換えることができるため、小型かつ低コストで、確実な現像機能切り換えが実現できるとしている。
また、特許文献4、5では、駆動力伝達状態を切り換える他の構成も示されている。
特許文献6では、白黒画像出力時に、Bk(ブラック)色現像ローラを含まない側の画像形成ユニットの2つの現像ローラを非動作状態とするための構成が提示されている。
特許文献6においては、不要な現像剤接触による感光体膜の磨耗・劣化および、不要な攪拌による現像剤の磨耗・劣化を防止でき、感光体および現像剤の長寿命化によりランニングコストの低コスト化および環境負荷低減が可能な画像形成装置が実現できるとしている。
これらの出願においては、現像ユニットの回動により、感光体と現像ローラの間隔(現像ギャップ)を切り換えると同時に、駆動歯車と現像ローラ歯車の駆動力伝達状態を切り換えることができるため、小型かつ低コストで、確実な現像機能切り換えが実現できるとしている。
また、特許文献4、5では、駆動力伝達状態を切り換える他の構成も示されている。
特許文献6では、白黒画像出力時に、Bk(ブラック)色現像ローラを含まない側の画像形成ユニットの2つの現像ローラを非動作状態とするための構成が提示されている。
特許文献6においては、不要な現像剤接触による感光体膜の磨耗・劣化および、不要な攪拌による現像剤の磨耗・劣化を防止でき、感光体および現像剤の長寿命化によりランニングコストの低コスト化および環境負荷低減が可能な画像形成装置が実現できるとしている。
上述のような、2つの現像ローラを、感光体ドラムの回転軸と平行な軸を中心に回転可能に現像ユニットに配設し、現像ユニットを感光体ドラムの回転軸と略平行な回動軸を中心に回動可能に画像形成ユニットに支持させ、現像ユニットを画像形成ユニットに対して所定の回動角だけ回動して、2つの現像ローラのうちの一方の現像ローラと感光体ドラムとの間隔を現像状態の位置に切り換える現像機能切換手段を有する画像形成装置には以下のような問題がある。
2つの現像ローラおよび感光体ドラムの回転中心軸、現像ユニットの回動中心軸のそれぞれの平行度は部品精度により規定され、特に、2つの現像ローラと感光体ドラムとの間には多くの部品が介在するため、部品精度で平行度を確保することは困難であり、現像ギャップを高精度に規定できない。
2つの現像ローラおよび感光体ドラムの回転中心軸、現像ユニットの回動中心軸のそれぞれの平行度は部品精度により規定され、特に、2つの現像ローラと感光体ドラムとの間には多くの部品が介在するため、部品精度で平行度を確保することは困難であり、現像ギャップを高精度に規定できない。
特許文献3や、特許文献4、特許文献5においては、実施例の1つとして感光体ドラムの回転軸と同軸に設けた偏心カムを現像ローラと同軸に設けたコロ部材に当接させつつ回動することにより現像ユニットを回動することで、現像ギャップの高精度化を実現する構成が示されているが、画像形成ユニットに固定配置された回動軸に支持された現像ユニットに、回転可能に支持された2つの現像ローラの両端のコロ部材すべてを、画像形成ユニットに別固定配置された回転軸に支持された感光体ドラム軸上の両端部に設けられたカム部材に対して常時当接させることは、間に介在するすべての部品を高精度で形成しても困難なことであり、コロ部材と偏心カムの間には部品ばらつきを考慮した隙間を設ける必要が生じ、この隙間が現像ギャップの変動要因となる問題がある。
このため、特許文献3では、カム部材に調整機構を設け、現像切換動作における回動角を画像形成ユニットの両側板で任意に調整可能とすることにより、現像ローラと感光体ドラムの平行度ずれを吸収する構成も示されているが、調整機構の付加は装置大型化、コスト上昇を招くとともに、カム部材の調整精度にも限界があり、平行度ずれを完全に除去することは困難である。
また、現像ローラには駆動伝達歯車からの駆動力が働き、現像ローラを支持する現像ユニットハウジングの剛性が不足すると、駆動力により、感光体ドラムと現像ローラの平行度がずれ、現像ギャップが変動してしまう。
現像ユニットハウジングの高剛性化でこれを防止することは困難であるとともに、現像ユニットハウジングの大幅な高剛性化はコスト削減の大きな障害となる。
また、現像ローラには駆動伝達歯車からの駆動力が働き、現像ローラを支持する現像ユニットハウジングの剛性が不足すると、駆動力により、感光体ドラムと現像ローラの平行度がずれ、現像ギャップが変動してしまう。
現像ユニットハウジングの高剛性化でこれを防止することは困難であるとともに、現像ユニットハウジングの大幅な高剛性化はコスト削減の大きな障害となる。
また、特許文献6では、画像形成ユニット内の2つの現像ローラをともに非動作状態とすることが可能な構成が示されているが、双方の現像ローラが非現像状態となる現像ユニット回動位置を設けることにより、一方の現像ローラが現像状態にあるとき、他方の現像ローラは必要以上に感光体から離れた状態となるため、装置の大型化、現像状態切換時間の長時間化が避けられない。
以上のような問題を解決する構成としては、特許文献7に開示されているような構成が考えられる。特許文献7において、感光体ドラムの周囲に配設され、感光ドラム側に付勢された現像ユニットは、感光ドラムの両側に感光ドラムとは独立して回転可能に設けられ、外周面に少なくとも一つ以上の溝が形成されたカム部材のカム面に接するように現像ローラのシャフトが支持されている。
このため、感光体ドラムと現像ローラの平行度は、ほぼカム部材の部品精度で規定されるため、現像ギャップの高精度維持が可能となるとともに、現像ローラが感光ドラムに接触する際の衝撃を最小限に抑えることができるとしている。
このため、感光体ドラムと現像ローラの平行度は、ほぼカム部材の部品精度で規定されるため、現像ギャップの高精度維持が可能となるとともに、現像ローラが感光ドラムに接触する際の衝撃を最小限に抑えることができるとしている。
しかしながら、それぞれの現像ユニットを感光体ドラムに対し移動可能に支持する手段、感光体ドラム側に付勢する手段を設ける必要がり、それぞれの現像ユニットを独立に、感光体ドラムに対して接離する方向に平行移動可能に支持するとともに移動方向に付勢するためには、複雑な機構、大きなスペースが必要となり、装置の大型化、コスト増大の原因となる問題がある。
また、感光ドラムに対する現像ローラあるいは現像ローラ上の現像剤の接触/非接触状態が切り換わる際、等速で回転している感光体に対する負荷が変動し、現像色切り換え時に感光体回転速度が変動する問題は避けられない。
現像色切り換えが感光体への露光や感光体から中間転写ベルトへの中間転写動作中の場合、画像が乱れてしまうため、現像色の切り換えは、露光や中間転写等の感光体上のプロセス動作中でないタイミングで実施する必要があり、中間転写ベルト上には画像を形成できない領域が露光位置と中間転写位置の間隔+現像色切り換え動作中に画像が進む距離の範囲で存在し、中間転写ベルトの大型化を招く。これは、装置大型化、コスト増大の原因となるばかりでなく、中間転写ベルトの剛性低下による伸び、振動等の影響で、出力画像の高画質化が困難であるという問題も生じる。
現像色切り換えが感光体への露光や感光体から中間転写ベルトへの中間転写動作中の場合、画像が乱れてしまうため、現像色の切り換えは、露光や中間転写等の感光体上のプロセス動作中でないタイミングで実施する必要があり、中間転写ベルト上には画像を形成できない領域が露光位置と中間転写位置の間隔+現像色切り換え動作中に画像が進む距離の範囲で存在し、中間転写ベルトの大型化を招く。これは、装置大型化、コスト増大の原因となるばかりでなく、中間転写ベルトの剛性低下による伸び、振動等の影響で、出力画像の高画質化が困難であるという問題も生じる。
また、現像ユニットは感光体ドラム側に付勢され、現像ローラのシャフトがカム部材に接することにより、感光体ドラムと現像ローラの平行度、現像ギャップが規定されているが、現像ローラは回転駆動されるため、駆動力により現像ローラと感光体ドラムの平行度にずれが生じないよう、十分な付勢力で現像ローラのシャフトをカム部材に当接させる必要がある。
このため、十分な付勢力を受けても変形が生じないよう、現像ユニットハウジングは高い剛性を確保する必要があり、部品コスト上昇を招く。また、現像切り換えのためのカム部材回動は、十分な付勢力に反する力を発生しなければならないため、大きな電力消費が必要となるか、あるいは高速な切り換えが困難となる問題もある。
このため、十分な付勢力を受けても変形が生じないよう、現像ユニットハウジングは高い剛性を確保する必要があり、部品コスト上昇を招く。また、現像切り換えのためのカム部材回動は、十分な付勢力に反する力を発生しなければならないため、大きな電力消費が必要となるか、あるいは高速な切り換えが困難となる問題もある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、装置複雑化、大型化、高コスト化を招くことなく、現像状態にある現像手段を画像担持体に対し、高精度に位置決めすることで、出力画像の高画質化が可能であるとともに、駆動手段から現像手段に確実に駆動力を伝達し、安定した現像動作が可能な画像形成装置を実現することを目的とする。
また、画像担持体に対する現像ローラやトナー層の接触/非接触を切り換えることで現像色を切り換える現像切換機構を有する画像形成装置において、現像色切換動作による画像への影響を防止し、高画質化を実現とするとともに、中間転写体の小型化による装置小型化、低コスト化、および中間転ベルトの高剛性化による出力画像の高画質化を実現することを目的とする。
また、画像担持体に対する現像ローラやトナー層の接触/非接触を切り換えることで現像色を切り換える現像切換機構を有する画像形成装置において、現像色切換動作による画像への影響を防止し、高画質化を実現とするとともに、中間転写体の小型化による装置小型化、低コスト化、および中間転ベルトの高剛性化による出力画像の高画質化を実現することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、回転可能な1つの画像担持体に対し、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して任意の色で可視像化する現像ユニットと、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して前記任意の色と異なる色で可視像化するもう1つの現像ユニットとをそれぞれ該画像担持体の外周面に対向して隣合う関係で配置した構成の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットでの色の切り換えに際し、前記画像担持体の回転中に前記現像ユニットのうちのいずれか一方の現像ユニットから他方の現像ユニットに現像機能の切り換えを行い、前記画像担持体上の可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、前記中間転写体上の転写像を記録材に転写して記録画像を得る画像形成装置において、前記各現像ユニットの前記各現像ローラを、前記画像担持体の回転軸と略平行な軸を中心に回転可能にかつ前記画像担持体に対して接離する方向に移動可能に支持する支持手段と、前記各現像ローラを前記画像担持体に向けて付勢する付勢手段と、前記画像担持体の回転軸に略平行な回動軸を備え少なくとも前記画像担持体の回転軸の軸方向一端側に設けられるカム部材とを有し、該カム部材は、前記各現像ローラの回転軸端部の双方に当接しつつ回動することにより、前記一方の現像ユニットの現像ローラ(以下、「一方の現像ローラ」と称する。)と前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ユニットの現像ローラ(以下、「他方の現像ローラ」と称する。)と前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置、および前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置に、前記各現像ローラと前記画像担持体との間隔を変更するカム面を有し、前記付勢手段の付勢力により前記各現像ローラの回転軸端部を前記カム面に常時当接させることを特徴とする。
請求項2記載の発明では、回転可能な1つの画像担持体に対し、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して任意の色で可視像化する現像ユニットと、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して前記任意の色と異なる色で可視像化するもう1つの現像ユニットとをそれぞれ該画像担持体の外周面に対向して隣合う関係で配置した構成の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットでの色の切り換えに際し、前記画像担持体の回転中に前記現像ユニットのうちのいずれか一方の現像ユニットから他方の現像ユニットに現像機能の切り換えを行い、前記画像担持体上の可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、前記中間転写体上の転写像を記録材に転写して記録画像を得る画像形成装置において、前記各現像ユニットの前記各現像ローラを、それぞれ前記画像担持体の回転軸と略平行な軸を中心に回転可能に一体に保持する保持手段と、該保持手段を前記画像担持体の回転軸と略平行な回動軸を中心に回動可能に支持するとともに前記画像担持体に対して接離する方向に移動可能に支持する支持手段と、前記保持手段を前記画像担持体に向けて付勢する付勢手段と、前記画像担持体の回転軸に略平行な回動軸を備え少なくとも前記画像担持体の回転軸の軸方向一端側に設けられるカム部材とを有し、該カム部材は、前記各現像ローラの回転軸端部の双方に当接しつつ回動することにより、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置、および前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置に、前記各現像ローラと前記画像担持体との間隔を変更するカム面を有し、前記付勢手段の付勢力により前記各現像ローラの回転軸端部を前記カム面に常時当接させることを特徴とする。
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記各現像ローラの回転軸端部が、該回転軸端部に支持された空転可能なコロ部材を介して前記カム面に当接していることを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記カム部材は、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置と、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置との間に、前記各現像ユニットの各現像ローラと前記画像担持体との間隔が共に非現像状態となる位置を有していることを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記カム部材が、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置と、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置との間に、前記各現像ユニットの各現像ローラと前記画像担持体との間隔が共に現像状態となる位置を有していることを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の画像形成装置において、前記カム部材は、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置から現像状態にある位置への移動を終了すると同時に、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にある位置から非現像状態となる位置への移動を開始するように前記カム面が形成されていることを特徴とする。
請求項7に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記カム部材は前記画像担持体の回転軸上に設けられていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラの回転軸にそれぞれ被駆動部材を固定し、前記カム部材の回動により、前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となるとき、前記現像ローラの前記被駆動部材と駆動力伝達状態となるとともに、前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となるとき、前記現像ローラの前記被駆動部材と駆動力非伝達状態となる駆動力伝達手段を設け、駆動力伝達状態にて前記現像ローラの前記被駆動部材を駆動するときに、前記被駆動部材に作用する駆動力が、前記現像ローラの回転軸端部が前記カム面に当接する方向の力を有する位置に前記駆動力伝達手段を設けたことを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラに対し、回転駆動する駆動手段を設け、前記各現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸のそれぞれに接続され、前記駆動手段の回転駆動力を前記現像ローラに伝達するとともに、前記駆動手段に対し、前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラが、前記カム部材の回動により前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置と前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となる位置との間で回転軸方向と交差する方向に移動可能である駆動力伝達手段を設けたことを特徴とする。
請求項10に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラに対し、回転駆動する駆動手段を設け、前記各現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸のそれぞれに同軸上に接続され前記駆動手段の回転駆動力を前記現像ローラに伝達する駆動力伝達手段を設け、前記駆動力伝達手段は、前記現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸が回転軸方向に所定距離移動することにより駆動力伝達状態が解除され、かつ前記駆動手段の回転軸に対して前記現像ローラの回転軸が、前記カム部材の回動により前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置と前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となる位置との間で移動可能となる駆動力伝達部を有し、前記カム部材の少なくとも一方には、その回動により、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となるとともに、前記一方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達状態となり、かつ前記他方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態となる位置、および前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となり、かつ前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となるとともに、前記他方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達状態となり、かつ前記一方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態となる位置に、前記各現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸の回転軸方向距離を変更する距離変更カム面が一体に形成されていることを特徴とする。
請求項1、2又は3に記載の発明によれば、現像切換スペース削減による装置小型化、および部品の高精度化、高強度化を招くことなく現像ギャップの高精度に安定した規定が可能となり、装置低コスト化、出力画像の高画質化を実現できる。
請求項2に記載の発明によれば、現像ローラを感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能に支持する手段、可動方向の一方に付勢する手段をそれぞれの現像ローラに設けるのではなく、2つの現像ローラを一体に支持する保持部材に対し設けているため、さらなる構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
請求項4に記載の発明によれば、2つの現像ローラが、それぞれ感光体ドラムに対して近接・離間する方向に移動可能な構成であるため、黒単色出力時に、黒色を含まない現像ローラ(例えばシアン、マゼンタに対応する現像ローラ)を非現像位置に設定する必要がある場合でも現像ローラの退避間隔は必要最低限とすることができ、装置小型化、現像切換動作の高速化が可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、現像ローラを感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能に支持する手段、可動方向の一方に付勢する手段をそれぞれの現像ローラに設けるのではなく、2つの現像ローラを一体に支持する保持部材に対し設けているため、さらなる構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
請求項4に記載の発明によれば、2つの現像ローラが、それぞれ感光体ドラムに対して近接・離間する方向に移動可能な構成であるため、黒単色出力時に、黒色を含まない現像ローラ(例えばシアン、マゼンタに対応する現像ローラ)を非現像位置に設定する必要がある場合でも現像ローラの退避間隔は必要最低限とすることができ、装置小型化、現像切換動作の高速化が可能となる。
請求項5に記載の発明によれば、2つの現像ローラが、それぞれ感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能な構成であるため、現像ローラの非現像位置から現像位置への切換完了にともなう感光体負荷変動と、現像位置から非現像位置への切換開始にともなう感光体負荷変動が発生するタイミングが近接するようにカム部材を形成することで、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域を削減でき、中間転写ベルトの小型化による、装置小型化、低コスト化が実現でき、中間転写ベルトの高剛性化により伸び、振動等を防止でき、出力画像の高画質化を実現できる。
請求項6に記載の発明によれば、現像を行う現像ローラの非現像位置から現像位置への切換が完了すると同時に現像していた現像ローラの現像位置から非現像位置への切換を開始することにより、非現像位置から現像位置への切換完了にともなう感光体負荷変動と、現像位置から非現像位置への切換開始にともなう感光体負荷変動が同じタイミングで発生するようカム部材を形成することにより、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域は最小となり、中間転写ベルトの大幅な小型化により、大幅な装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、中間転写ベルトのさらなる高剛性化により伸び、振動等をより確実に防止でき、出力画像の大幅な高画質化を実現できる。
請求項7に記載の発明によれば、カムを感光体の回転軸と同軸上に設けることにより、感光体−現像ローラ間の現像ギャップを規定する部品点数の削減による現像ギャップの高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化を実現できる。
請求項8に記載の発明によれば、現像機能切換と現像駆動切換を同一の構成、動作により実現することで、装置小型化、低コスト化が可能となるとともに、現像ギャップ、現像ローラギヤ伝達状態の高精度な安定した規定が可能となり、かつ現像切換時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止できるため、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上を実現できる。
請求項8に記載の発明によれば、現像機能切換と現像駆動切換を同一の構成、動作により実現することで、装置小型化、低コスト化が可能となるとともに、現像ギャップ、現像ローラギヤ伝達状態の高精度な安定した規定が可能となり、かつ現像切換時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止できるため、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上を実現できる。
請求項9又は10に記載の発明によれば、現像ギャップの高精度な安定した規定が可能となるとともに、現像切換時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止できるため、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上を実現できる。
以下、本発明の第1の実施形態を図1乃至図3に基づいて説明する。
図1は、2つの現像器を並設した画像担持体としての感光体ドラムを2つ用い、中間転写体(ここでは中間転写ベルト)上にフルカラー画像を形成する画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
このような構成は、1つの感光体ドラムを用いた構成と比較し、装置の小型化が可能となるとともに、プリントスピードが高速化できる特徴がある(詳細は特許文献3参照)。この画像形成装置では、画像形成時に、2つの感光ドラム101、201を矢印方向(時計回り方向)に回転駆動し、その表面を帯電器102、202で均一に帯電した後、露光装置103、203によって、入力される画像情報に応じた露光を行い、静電潜像を形成する。
図1は、2つの現像器を並設した画像担持体としての感光体ドラムを2つ用い、中間転写体(ここでは中間転写ベルト)上にフルカラー画像を形成する画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
このような構成は、1つの感光体ドラムを用いた構成と比較し、装置の小型化が可能となるとともに、プリントスピードが高速化できる特徴がある(詳細は特許文献3参照)。この画像形成装置では、画像形成時に、2つの感光ドラム101、201を矢印方向(時計回り方向)に回転駆動し、その表面を帯電器102、202で均一に帯電した後、露光装置103、203によって、入力される画像情報に応じた露光を行い、静電潜像を形成する。
シアン色の現像ユニット110の現像ローラ111、マゼンタ色の現像ユニット120の現像ローラ121、イエロー色の現像ユニット210の現像ローラ211、ブラック色の現像ユニット220の現像ローラ221を現像切換機構114、124、214、224により移動させて、第1色目(シアン)の現像ローラ111を感光体ドラム101と対向する現像位置に、第2色目(イエロー)の現像ローラ211を感光体ドラム201と対向する現像位置にそれぞれ位置させ、感光体ドラム101上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像(可視像化)するとともに、感光体ドラム201上の静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像する。
図1において、現像切換機構114、124、214、224は分かり易くするために現像ユニットの後端側に表示しているが、実際には現像ローラ側に設けられており、その矢印は現像ローラの移動方向を示している。
感光ドラム101、帯電器102、露光装置103、現像ユニット110、現像ユニット120、現像切換機構114、124等により画像形成ユニットAが構成されている。
感光ドラム201、帯電器202、露光装置203、現像ユニット210、現像ユニット220、現像切換機構214、224等により画像形成ユニットBが構成されている。
感光ドラム101、帯電器102、露光装置103、現像ユニット110、現像ユニット120、現像切換機構114、124等により画像形成ユニットAが構成されている。
感光ドラム201、帯電器202、露光装置203、現像ユニット210、現像ユニット220、現像切換機構214、224等により画像形成ユニットBが構成されている。
シアンのトナー像、イエローのトナー像は、感光体ドラム101、201に当接して矢印方向に回転する中間転写体(中間転写ベルト)105上に1次転写部T11、T12にて1次転写される。
この1次転写工程を他の2色、すなわちマゼンタ、ブラックについても順次行い、中間転写ベルト105上に4色のトナー像を重ねる。これらの4色のトナー像は、給紙カセット(不図示)から搬送されてきた記録材Pに、2次転写部T2にて2次転写部材106によって一括して2次転写されることでフルカラー画像を得ることができる。
この1次転写工程を他の2色、すなわちマゼンタ、ブラックについても順次行い、中間転写ベルト105上に4色のトナー像を重ねる。これらの4色のトナー像は、給紙カセット(不図示)から搬送されてきた記録材Pに、2次転写部T2にて2次転写部材106によって一括して2次転写されることでフルカラー画像を得ることができる。
図2及び図3に基づいて詳細な構成・動作を示す。
図2において、感光体ドラム101は、画像形成ユニットAの図示しない側板に対し、回転軸101sを中心に回転可能に支持されている。感光体ドラム101の回転方向上流側(以下、「感光体ドラム上流側」という)に位置する現像ローラ111を含む現像ユニット110と、感光体ドラム101の回転方向下流側(以下、「感光体ドラム下流側」という)に位置する現像ローラ121を含む現像ユニット120は、図示しない側板に固定されている。
現像ローラ111は現像ユニット110に対し、現像ローラ121は現像ユニット120に対し、支持手段115、125により感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸を中心に回転可能に支持されているとともに、支持手段116、126により感光体ドラム101に対して接離(近接・離間)する方向に移動可能に支持されている。
また、現像ユニット110、現像ユニット120に対し、付勢手段117、127により感光体ドラム101に近接する方向に付勢されている。
支持手段115、125は、現像ローラ軸を回転自在に支持する軸受構造を有し、それ自体は回転せずに枠構造を有する支持手段116、126内を感光体ドラム101に対して接離する方向に摺動する。
図2において、感光体ドラム101は、画像形成ユニットAの図示しない側板に対し、回転軸101sを中心に回転可能に支持されている。感光体ドラム101の回転方向上流側(以下、「感光体ドラム上流側」という)に位置する現像ローラ111を含む現像ユニット110と、感光体ドラム101の回転方向下流側(以下、「感光体ドラム下流側」という)に位置する現像ローラ121を含む現像ユニット120は、図示しない側板に固定されている。
現像ローラ111は現像ユニット110に対し、現像ローラ121は現像ユニット120に対し、支持手段115、125により感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸を中心に回転可能に支持されているとともに、支持手段116、126により感光体ドラム101に対して接離(近接・離間)する方向に移動可能に支持されている。
また、現像ユニット110、現像ユニット120に対し、付勢手段117、127により感光体ドラム101に近接する方向に付勢されている。
支持手段115、125は、現像ローラ軸を回転自在に支持する軸受構造を有し、それ自体は回転せずに枠構造を有する支持手段116、126内を感光体ドラム101に対して接離する方向に摺動する。
現像ローラ111、121の回転軸(以下、「現像ローラ軸」ともいう)111s、121sの軸方向端部には、現像ローラ軸上で空転可能なコロ部材112、122が設けられており、これらのコロ部材112、122が感光体ドラム101の回転軸(以下、「感光体ドラム軸」ともいう)101sと平行な回動軸104sを有するカム部材104のカム面104aに常時当接することで、付勢手段117、127の付勢力による現像ローラ111、121の移動が制限されている。
感光体ドラム101および現像ユニット110、120は、感光体ドラム軸の軸方向他端側の図示しない画像形成ユニット側板に対しても同様な構成で支持、固定されるとともに、現像ローラは現像ユニットに対し同様な構成で支持、付勢され、現像ローラ軸上のコロ部材が同様のカム部材に当接することで移動が制限されている。
感光体ドラム101および現像ユニット110、120は、感光体ドラム軸の軸方向他端側の図示しない画像形成ユニット側板に対しても同様な構成で支持、固定されるとともに、現像ローラは現像ユニットに対し同様な構成で支持、付勢され、現像ローラ軸上のコロ部材が同様のカム部材に当接することで移動が制限されている。
以上のような構成において、感光体ドラム軸方向両端側でカム部材104が回動し、カム部材104の回動軸104bからコロ部材112、122が当接するカム面104aまでの距離が変化することにより、カム部材104の回動軸から現像ローラ軸までの距離が変化し、現像ローラ軸から感光体ドラム軸までの距離が変化することで感光体ドラム−現像ローラ間距離、いわゆる現像ギャップが変化する。
図2において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
図2において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111を、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となるように切り換えるため、カム部材104を回動軸中心に反時計回り方向に回動した状態を図3に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
換言すれば、現像ローラ121は「現像位置」に設定され、現像ローラ111は「非現像位置」に設定されている。
以上のような構成によって、現像ユニットに対し2つの現像ローラを回転可能、かつ、感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能に支持するとともに可動方向の一方(近接する方向)に付勢し、2つの現像ローラ両端部のコロ部材を、感光体ドラム軸と平行な軸方向両端部のカム部材のカム面に常時当接させることにより、現像ギャップの高精度に安定した規定が可能となる。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
換言すれば、現像ローラ121は「現像位置」に設定され、現像ローラ111は「非現像位置」に設定されている。
以上のような構成によって、現像ユニットに対し2つの現像ローラを回転可能、かつ、感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能に支持するとともに可動方向の一方(近接する方向)に付勢し、2つの現像ローラ両端部のコロ部材を、感光体ドラム軸と平行な軸方向両端部のカム部材のカム面に常時当接させることにより、現像ギャップの高精度に安定した規定が可能となる。
本実施形態では、現像ユニットに回転可能に支持された2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能な構成であるため、現像機能切り換え動作の必要スペースを削減することができ、装置小型化が可能となる。
また、現像ローラを回転可能に支持する支持手段115、125の外周が直接、感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能に支持されるため、現像切り換え動作時に現像ローラのスムーズな移動が可能となり、現像ギャップの高精度な切り換え動作が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
また、現像ローラを支持する軸受構造の支持手段115、125の外周を直接付勢するため、現像ユニット剛性を低減しても安定して現像ローラをカム部材104に常時当接させることが可能となり、部品コストの削減による低コスト化が実現できる。
以上、画像形成ユニットAのみについて説明したが、他方の画像形成ユニットBにおいても同様の構成を有し、同様の動作がなされる(以下、同じ)。
また、現像ローラを回転可能に支持する支持手段115、125の外周が直接、感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能に支持されるため、現像切り換え動作時に現像ローラのスムーズな移動が可能となり、現像ギャップの高精度な切り換え動作が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
また、現像ローラを支持する軸受構造の支持手段115、125の外周を直接付勢するため、現像ユニット剛性を低減しても安定して現像ローラをカム部材104に常時当接させることが可能となり、部品コストの削減による低コスト化が実現できる。
以上、画像形成ユニットAのみについて説明したが、他方の画像形成ユニットBにおいても同様の構成を有し、同様の動作がなされる(以下、同じ)。
図4乃至図6に基づいて第2の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する(以下の他の実施形態において同じ)。
図4において、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
ここでカラー画像出力から白黒画像出力に切り換えるためには、ブラック色の現像ローラを含まない側の画像形成ユニットAの2つの現像ローラを非動作状態とする必要がある。
図4において、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
ここでカラー画像出力から白黒画像出力に切り換えるためには、ブラック色の現像ローラを含まない側の画像形成ユニットAの2つの現像ローラを非動作状態とする必要がある。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となるように切り換えるため、カム部材104を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を図5に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
次に白黒画像出力からカラー画像出力に切り換える場合、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となるように切り換えるため、カム部材104を回動軸中心にさらに時計回り方向に回動した状態を図6に示す。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
白黒画像出力時に、シアン色現像ユニット110、マゼンタ色現像ユニット120を含む画像形成ユニットAの動作を休止する場合、特許文献6に開示された従来方式では双方の現像ローラが非現像状態となる状態を設ける場合、一方の現像ローラが現像状態にあるとき、他方の現像ローラは必要以上に感光体から離れた状態となり、装置の大型化、現像状態切換時間の長時間化が避けられない。
本実施形態では、現像ユニットに回転可能に支持された2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、上記の場合でも現像機能切り換え動作の必要スペースは最低限とすることができ、装置小型化、現像切換動作の高速化が可能となる。
本実施形態では、現像ユニットに回転可能に支持された2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、上記の場合でも現像機能切り換え動作の必要スペースは最低限とすることができ、装置小型化、現像切換動作の高速化が可能となる。
図7乃至図9に基づいて第3の実施形態を説明する。
図7において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となるように切り換えるため、カム部材104を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を図8に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となっている。
図7において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となるように切り換えるため、カム部材104を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を図8に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となっている。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111を、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となるように切り換えるため、カム部材104を回動軸中心にさらに時計回り方向に回動した状態を図9に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
本実施形態では、現像ユニットに回転可能に支持された2つの現像ローラが、感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、現像ローラの非現像状態から現像状態への切り換え完了にともなう感光体負荷変動と、現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う感光体負荷変動が発生するタイミングが近接するようにカム部材104のカム面104aを形成することで、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域を削減でき、中間転写ベルトの小型化による、装置小型化、低コスト化が実現でき、中間転写ベルトの高剛性化により伸び、振動等を防止でき、出力画像の高画質化を実現できる。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
本実施形態では、現像ユニットに回転可能に支持された2つの現像ローラが、感光体ドラムに対し近接・離間する方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、現像ローラの非現像状態から現像状態への切り換え完了にともなう感光体負荷変動と、現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う感光体負荷変動が発生するタイミングが近接するようにカム部材104のカム面104aを形成することで、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域を削減でき、中間転写ベルトの小型化による、装置小型化、低コスト化が実現でき、中間転写ベルトの高剛性化により伸び、振動等を防止でき、出力画像の高画質化を実現できる。
また、ここで、現像を行う現像ローラの非現像状態から現像状態への切り換えが完了すると同時に現像していた現像ローラの現像状態から非現像状態への切り換えを開始することで、非現像状態から現像状態への切り換え完了に伴う感光体負荷変動と、現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う感光体負荷変動が同じタイミングで発生するようカム部材104のカム面104aを形成することにより、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域は最小となり、中間転写ベルトの大幅な小型化により、大幅な装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、中間転写ベルトのさらなる高剛性化により、伸び、振動等をより確実に防止でき、出力画像の大幅な高画質化を実現できる。
特に、1成分現像法のように現像動作中に感光体に対し現像ローラを当接させる場合は、感光体に対し現像ローラが当接する非現像状態から現像状態への現像色切り換え動作完了の瞬間と、感光体から現像ローラが離間する現像状態から非現像状態への現像色切り換え動作開始瞬間の影響がともに大きいため、本構成による効果が大きい。
特に、1成分現像法のように現像動作中に感光体に対し現像ローラを当接させる場合は、感光体に対し現像ローラが当接する非現像状態から現像状態への現像色切り換え動作完了の瞬間と、感光体から現像ローラが離間する現像状態から非現像状態への現像色切り換え動作開始瞬間の影響がともに大きいため、本構成による効果が大きい。
図10及び図11に基づいて第4の実施形態を説明する。
図10に示すように、現像ローラ端部のコロ部材112、122が、感光体ドラム軸101sと同軸に回動可能に支持されたカム部材204のカム面204aに常時当接することで、現像ローラ111、121の移動を制限し感光体ドラム101との間隔を規定している。
図10において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となるように切り換えるため、カム部材204を回動軸中心に反時計回り方向に回動した状態を図11に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
図10に示すように、現像ローラ端部のコロ部材112、122が、感光体ドラム軸101sと同軸に回動可能に支持されたカム部材204のカム面204aに常時当接することで、現像ローラ111、121の移動を制限し感光体ドラム101との間隔を規定している。
図10において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となるように切り換えるため、カム部材204を回動軸中心に反時計回り方向に回動した状態を図11に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているとともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
以上のような構成において、感光体ドラム−現像ローラ間距離を規定するカム部材を感光体ドラム軸と同軸上に設けることにより、現像ローラ−感光体ドラム間距離である現像ギャップを規定する部品点数削減による現像ギャップの高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
図12及び図13に基づいて第5の実施形態を説明する。
図10の現像状態における現像ローラ駆動状態を図12に示す。装置本体側に設けられた駆動源としてのモータ(図示せず)に結合された駆動軸500sには、駆動歯車500Gが固定されている。この駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車501Gを介し、現像ローラ111の回転軸111sに配置された被駆動部材としての歯車111Gに連結されている。
モータにより駆動軸500sが駆動されたとき、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501Gを介し、歯車111Gが駆動され、現像ローラ111が回転する。また、駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車502Gと連結されているが、このとき駆動伝達歯車502Gは現像ローラ121の回転軸121sに配置された被駆動部材としての歯車121Gと連結されていないため、モータにより駆動軸500Sが駆動されても、現像ローラ121は回転しない。
上記モータ、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502G、歯車111G、歯車121Gにより、現像ローラ111及び121に対する駆動手段が構成されている。
また、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502Gにより駆動力伝達手段が構成されている。
図10の現像状態における現像ローラ駆動状態を図12に示す。装置本体側に設けられた駆動源としてのモータ(図示せず)に結合された駆動軸500sには、駆動歯車500Gが固定されている。この駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車501Gを介し、現像ローラ111の回転軸111sに配置された被駆動部材としての歯車111Gに連結されている。
モータにより駆動軸500sが駆動されたとき、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501Gを介し、歯車111Gが駆動され、現像ローラ111が回転する。また、駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車502Gと連結されているが、このとき駆動伝達歯車502Gは現像ローラ121の回転軸121sに配置された被駆動部材としての歯車121Gと連結されていないため、モータにより駆動軸500Sが駆動されても、現像ローラ121は回転しない。
上記モータ、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502G、歯車111G、歯車121Gにより、現像ローラ111及び121に対する駆動手段が構成されている。
また、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502Gにより駆動力伝達手段が構成されている。
図11の現像状態における現像ローラ駆動状態を図13に示す。駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された駆動伝達歯車502Gを介し、現像ローラ121の回転軸121sに配置された歯車121Gに連結されている。モータにより駆動軸500sが駆動されたとき、駆動歯車500G、駆動伝達歯車502Gを介し、歯車121Gが駆動され、現像ローラ121が回転する。また、このとき駆動歯車500Gと連結されている駆動伝達歯車501Gは現像ローラ111の回転軸111sに配置された歯車111Gと連結されていないため、モータにより駆動軸500sが駆動されても、現像ローラ111は回転しない。
ここで、駆動歯車500Gを矢印a方向に駆動することで駆動伝達歯車501Gあるいは502Gを矢印b方向に駆動し、現像ローラ軸上の歯車111Gあるいは121Gを矢印c方向に駆動した場合、歯車111Gあるいは121Gが受ける、歯車の圧力角の影響を考慮した力dは、駆動力を受ける現像ローラに支持されたコロ部材と感光体ドラム軸上に設けられたカム部材の当接・離間方向(接離方向)の成分dxを有し、現像ローラ111、121はコロ部材−カム部材当接・離間方向の駆動力を受ける。
このコロ部材−カム部材当接・離間方向成分dxの力の方向は、現像ローラ軸上の歯車111G、121Gと駆動伝達歯車501G、502Gの位置関係により決定される。それに対し、現像ローラ軸上の歯車111Gおよび121Gに対する駆動伝達歯車501Gおよび502Gの位置を、現像ローラ駆動状態において現像ローラが受ける駆動力のコロ部材−カム部材近接・離間方向成分の力の方向が、コロ部材をカム部材に当接させる方向と一致する位置とすることにより、現像ローラ駆動力による現像ローラのコロ部材−カム部材当接・離間方向移動は、カム部材により制限されているため、感光体ドラムに対する現像ローラ位置変動を確実に防止できるとともに、付勢手段に必要とされる付勢力を抑制することができる。
以上のような構成によって、現像ギャップの変更による現像機能切換と現像ローラ駆動源とのギヤ伝達状態変更による現像駆動切換を同一の構成、動作により行うことが可能となり、装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、現像ギャップ、現像ローラギヤ伝達状態を現像ローラの両端部で常時当接することでコロ部材−カム部材当接・離間方向移動を制限するカム部材により規定するため、高精度に安定した規定が可能となるとともに、現像切換時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止できるため、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上が実現できる。
図14乃至図16に基づいて第6の実施形態を説明する。
図2の現像状態における現像ローラ駆動状態を図14に示す。装置本体側に設けられた駆動源に連結された駆動軸510には、駆動力伝達手段511の一端をなす駆動側連結部511aが同軸上に連結されている。この駆動力伝達手段511の駆動側連結部511aは、中間部材511bを介し、現像ローラ111の回転軸111sに同軸上に連結された被駆動側連結部511cに回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラ111が回転する。
また、同様に別の駆動源に連結された駆動軸520には、駆動力伝達手段521の一端をなす駆動側連結部521aが同軸上に連結されている。この駆動力伝達手段521の駆動側連結部521aは、中間部材521bを介し、現像ローラ121の回転軸121Sに同軸上に連結された被駆動側連結部521cに回転駆動力を伝達可能であるが、駆動源が回転停止しているため現像ローラ121は回転停止している。
図2の現像状態における現像ローラ駆動状態を図14に示す。装置本体側に設けられた駆動源に連結された駆動軸510には、駆動力伝達手段511の一端をなす駆動側連結部511aが同軸上に連結されている。この駆動力伝達手段511の駆動側連結部511aは、中間部材511bを介し、現像ローラ111の回転軸111sに同軸上に連結された被駆動側連結部511cに回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラ111が回転する。
また、同様に別の駆動源に連結された駆動軸520には、駆動力伝達手段521の一端をなす駆動側連結部521aが同軸上に連結されている。この駆動力伝達手段521の駆動側連結部521aは、中間部材521bを介し、現像ローラ121の回転軸121Sに同軸上に連結された被駆動側連結部521cに回転駆動力を伝達可能であるが、駆動源が回転停止しているため現像ローラ121は回転停止している。
図3の現像状態における現像ローラ駆動状態を図15に示す。駆動軸520は、同軸上に連結された駆動力伝達手段521の駆動側連結部521aから、中間部材521bを介し、現像ローラ121の軸121Sに同軸上に連結された被駆動側連結部521cに回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラ121が回転する。
また、同様に駆動軸510は、同軸上に連結された駆動力伝達手段511の駆動側連結部511aから中間部材511bを介し、現像ローラ111の軸111Sに同軸上に連結された被駆動側連結部511cに回転駆動力を伝達可能であるが、駆動源が回転停止しているため現像ローラ111は回転停止している。
また、同様に駆動軸510は、同軸上に連結された駆動力伝達手段511の駆動側連結部511aから中間部材511bを介し、現像ローラ111の軸111Sに同軸上に連結された被駆動側連結部511cに回転駆動力を伝達可能であるが、駆動源が回転停止しているため現像ローラ111は回転停止している。
ここで、駆動力伝達手段511、521は、駆動軸に連結される駆動側連結部511a、521aの回転中心軸に対し、現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部511c、521cの回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向(交差する方向)に移動可能に構成されている。
このため、カム部材の回動により、現像ローラが駆動軸に対し、感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置と非現像状態となる位置の間で移動可能となる。
このため、カム部材の回動により、現像ローラが駆動軸に対し、感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置と非現像状態となる位置の間で移動可能となる。
このような駆動力伝達手段の機能を実現する構成を図16に示す。図16は駆動軸510と現像ローラ111との連結構成のみを示しているが、駆動軸520と現像ローラ121との連結構成においても同様である。
同図において、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部511aは、駆動軸回転中心軸に直交する軸511dを有する支持部材511eに対し、軸511dを中心に回動自在に支持されている。
支持部材511eは、軸511dと直交する軸511fを有し、中間部材511bは、支持部材511eに対し、軸511fを中心に回動自在に支持されている。現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部511cは、現像ローラ軸回転中心軸に直交する軸511dを有する支持部材511eに対し、軸511dを中心に回動自在に支持されている。支持部材511eは、軸511dと直交する軸511fを有し、中間部材511bは、支持部材511eに対し、軸511fを中心に回動自在に支持されている。
同図において、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部511aは、駆動軸回転中心軸に直交する軸511dを有する支持部材511eに対し、軸511dを中心に回動自在に支持されている。
支持部材511eは、軸511dと直交する軸511fを有し、中間部材511bは、支持部材511eに対し、軸511fを中心に回動自在に支持されている。現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部511cは、現像ローラ軸回転中心軸に直交する軸511dを有する支持部材511eに対し、軸511dを中心に回動自在に支持されている。支持部材511eは、軸511dと直交する軸511fを有し、中間部材511bは、支持部材511eに対し、軸511fを中心に回動自在に支持されている。
以上の構成により、駆動軸と現像ローラ軸は、回転駆動力が伝達可能に連結されるとともに、駆動軸回転中心軸に対し、現像ローラ軸回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能となる。
図17に上記駆動力伝達手段の機能を実現する別の構成を示す。図17は駆動軸510と現像ローラ111との連結構成のみを示しているが、駆動軸520と現像ローラ121との連結構成においても同様である。
同図において、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部511aは、駆動軸回転中心軸に直交する方向のレール部511gを有する。中間部材511bは、駆動側連結部511aのレール部511g対し嵌合する溝部511hを有し、レール部511gと平行な方向に摺動自在に支持されている。
図17に上記駆動力伝達手段の機能を実現する別の構成を示す。図17は駆動軸510と現像ローラ111との連結構成のみを示しているが、駆動軸520と現像ローラ121との連結構成においても同様である。
同図において、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部511aは、駆動軸回転中心軸に直交する方向のレール部511gを有する。中間部材511bは、駆動側連結部511aのレール部511g対し嵌合する溝部511hを有し、レール部511gと平行な方向に摺動自在に支持されている。
現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部511cは、現像ローラ軸回転中心軸に直交する方向のレール部511iを有する。中間部材511bは、被駆動側連結部511cのレール部511i対し嵌合するとともに、溝部511hと直交する方向の溝部511jを有し、レール部511iと平行な方向に摺動自在に支持されている。
以上の構成により、駆動軸と現像ローラ軸は、回転駆動力が伝達可能に連結されるとともに、駆動軸回転中心軸に対し、現像ローラ軸回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能となる。この構成においては、図16の構成と比較し、部品点数の削減、省スペース化が実現でき、装置小型化、低コスト化が可能となる。
以上の構成により、駆動軸と現像ローラ軸は、回転駆動力が伝達可能に連結されるとともに、駆動軸回転中心軸に対し、現像ローラ軸回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能となる。この構成においては、図16の構成と比較し、部品点数の削減、省スペース化が実現でき、装置小型化、低コスト化が可能となる。
図16、図17に示したような駆動力伝達手段の構成において、駆動軸を駆動することで駆動力伝達手段の駆動側連結部は駆動軸と同軸上に駆動される。また、現像ローラ軸は、駆動力伝達手段の被駆動側連結部と同軸上に駆動される。
この場合、現像ローラが受ける感光体ドラム近接・離間方向の駆動力は微小であり、付勢手段による感光体ドラム近接・離間方向付勢力を抑制しても、感光体ドラムに対する現像ローラ位置変動を確実に防止できる。
また、ここで、駆動軸に対し現像ローラ軸は、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能であるが、その位置関係を、現像状態において、すなわち、現像ローラと感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置にあるとき、現像ローラ軸と駆動軸が同軸上になるよう規定することにより、現像ローラが受ける感光体ドラム近接・離間方向の駆動力は最小となり、最も大きな効果を得ることが可能となる。
この場合、現像ローラが受ける感光体ドラム近接・離間方向の駆動力は微小であり、付勢手段による感光体ドラム近接・離間方向付勢力を抑制しても、感光体ドラムに対する現像ローラ位置変動を確実に防止できる。
また、ここで、駆動軸に対し現像ローラ軸は、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能であるが、その位置関係を、現像状態において、すなわち、現像ローラと感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置にあるとき、現像ローラ軸と駆動軸が同軸上になるよう規定することにより、現像ローラが受ける感光体ドラム近接・離間方向の駆動力は最小となり、最も大きな効果を得ることが可能となる。
以上のような構成によって、現像ギャップを現像ローラ両端部で常時当接することで感光体近接・離間方向移動を制限するカム部材により規定するため、高精度に安定した規定が可能となるとともに、現像切換時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止でき、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上が実現できる。
本発明に適用可能な駆動力伝達手段として図16、図17の構成を例示したが、この限りではなく、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部の回転中心軸に対し、現像ローラ軸に同軸上に連結される被駆動側連結部の回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能な駆動力伝達手段を用いることにより、本発明の作用効果は実現可能である。
本発明に適用可能な駆動力伝達手段として図16、図17の構成を例示したが、この限りではなく、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部の回転中心軸に対し、現像ローラ軸に同軸上に連結される被駆動側連結部の回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能な駆動力伝達手段を用いることにより、本発明の作用効果は実現可能である。
図18乃至図21に基づいて第7の実施形態を説明する。
図2の現像状態における現像ローラ駆動状態を図18(a)に示す。装置本体側に設けられた駆動源に連結された駆動軸510には、駆動力伝達手段511の一端をなす駆動側連結部511aが同軸上に連結されている。
現像ローラ111の回転軸111sには被駆動側連結部511cが同軸上に連結されている。ここで駆動力伝達手段511は駆動力伝達状態となっており、駆動源を駆動することにより駆動軸510が回転すると、駆動側連結部511aが被駆動側連結部511cに回転駆動力を伝達し、現像ローラ111が回転する。
また、図18(b)に示すように、同様に共通の駆動源に連結された駆動軸520には、駆動力伝達手段521の一端をなす駆動側連結部521aが同軸上に連結されている。現像ローラ121の回転軸121sには被駆動側連結部521cが同軸上に連結されている。
ここで、駆動力伝達手段521は駆動力伝達解除状態となっており、駆動源を駆動し駆動軸520が回転しても、現像ローラ121は回転しない。
図2の現像状態における現像ローラ駆動状態を図18(a)に示す。装置本体側に設けられた駆動源に連結された駆動軸510には、駆動力伝達手段511の一端をなす駆動側連結部511aが同軸上に連結されている。
現像ローラ111の回転軸111sには被駆動側連結部511cが同軸上に連結されている。ここで駆動力伝達手段511は駆動力伝達状態となっており、駆動源を駆動することにより駆動軸510が回転すると、駆動側連結部511aが被駆動側連結部511cに回転駆動力を伝達し、現像ローラ111が回転する。
また、図18(b)に示すように、同様に共通の駆動源に連結された駆動軸520には、駆動力伝達手段521の一端をなす駆動側連結部521aが同軸上に連結されている。現像ローラ121の回転軸121sには被駆動側連結部521cが同軸上に連結されている。
ここで、駆動力伝達手段521は駆動力伝達解除状態となっており、駆動源を駆動し駆動軸520が回転しても、現像ローラ121は回転しない。
図3の現像状態における現像ローラ駆動状態を図19に示す。図19(b)に示すように、駆動軸520に同軸上に連結された駆動力伝達手段521の駆動側連結部521aと、現像ローラ121の軸121sに同軸上に連結された被駆動側連結部521cは駆動力伝達状態となっており、駆動源を駆動することにより駆動軸520が回転すると、駆動側連結部521aが被駆動側連結部521cに回転駆動力を伝達し、現像ローラ121が回転する。
また、図19(a)に示すように、同様に駆動軸510に同軸上に連結された駆動力伝達手段511の駆動側連結部511aと、現像ローラ111の回転軸111sに同軸上に連結された被駆動側連結部511cは駆動力伝達解除状態となっており、駆動源を駆動し駆動軸510が回転しても、現像ローラ111は回転しない。
また、図19(a)に示すように、同様に駆動軸510に同軸上に連結された駆動力伝達手段511の駆動側連結部511aと、現像ローラ111の回転軸111sに同軸上に連結された被駆動側連結部511cは駆動力伝達解除状態となっており、駆動源を駆動し駆動軸510が回転しても、現像ローラ111は回転しない。
ここで、駆動力伝達手段511、521は、駆動軸に連結される駆動側連結部511a、521aの回転中心軸に対し、現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部511b、521bの回転中心軸が、駆動力伝達解除状態においては、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能に構成されている。
このため、カム部材の回動により、現像ローラが駆動軸に対し、感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置と非現像状態となる位置の間で移動可能となる。
このため、カム部材の回動により、現像ローラが駆動軸に対し、感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置と非現像状態となる位置の間で移動可能となる。
このような駆動力伝達手段の機能を実現する構成の詳細を図20及び図21に示す。
図20(a)に示すように、駆動側連結部511aには、回転軸に平行な複数の平面を有する駆動力伝達部511bが形成されている。被駆動側連結部511cには、回転軸に平行な複数の平面を有する駆動力被伝達部511dが形成されている。
現像ローラが感光体ドラムに対し現像状態となるよう、コロ部材112はカム面104aに当接し、現像ギャップを規定しており、このとき、駆動側連結部511aと被駆動側連結部511cの回転軸が同軸上にある。
また、駆動側連結部511aは、一体に形成された回転軸方向規定部511kがカム部材104の側面(カム面104aと直交する面)に形成された距離変更カム面としてのカム面104cに当接する方向に付勢されているとともに、回転軸方向規定部511kがカム面104cに当接することで、被駆動側連結部511cに対する駆動側連結部511aの回転軸方向位置が、駆動力伝達状態となるように規定している。
図20(a)に示すように、駆動側連結部511aには、回転軸に平行な複数の平面を有する駆動力伝達部511bが形成されている。被駆動側連結部511cには、回転軸に平行な複数の平面を有する駆動力被伝達部511dが形成されている。
現像ローラが感光体ドラムに対し現像状態となるよう、コロ部材112はカム面104aに当接し、現像ギャップを規定しており、このとき、駆動側連結部511aと被駆動側連結部511cの回転軸が同軸上にある。
また、駆動側連結部511aは、一体に形成された回転軸方向規定部511kがカム部材104の側面(カム面104aと直交する面)に形成された距離変更カム面としてのカム面104cに当接する方向に付勢されているとともに、回転軸方向規定部511kがカム面104cに当接することで、被駆動側連結部511cに対する駆動側連結部511aの回転軸方向位置が、駆動力伝達状態となるように規定している。
この状態で駆動側連結部511aが駆動されると、駆動側連結部511aの駆動力伝達部511bが被駆動側連結部511cの駆動力被伝達部511dに当接することで回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラが回転する。
駆動側連結部521aも同様に、駆動力伝達部521bが形成されている。被駆動側連結部521cにも同様に駆動力被伝達部521dが形成されている。
現像ローラが感光体ドラムに対し非現像状態となるよう、コロ部材122はカム面104aに当接し、現像ギャップを規定しており、このとき、図20(b)に示すように、駆動側連結部521aと被駆動側連結部521cの回転軸は同軸上にない。
駆動側連結部521aも同様に、駆動力伝達部521bが形成されている。被駆動側連結部521cにも同様に駆動力被伝達部521dが形成されている。
現像ローラが感光体ドラムに対し非現像状態となるよう、コロ部材122はカム面104aに当接し、現像ギャップを規定しており、このとき、図20(b)に示すように、駆動側連結部521aと被駆動側連結部521cの回転軸は同軸上にない。
また、駆動側連結部521aは、一体に形成された回転軸方向規定部521kがカム部材104に形成されたカム面104cに当接する方向に付勢されているとともに、回転軸方向規定部521kがカム面104cに当接することで、被駆動側連結部521cに対する駆動側連結部521aの回転軸方向位置が、駆動力伝達解除状態となるように規定している。
この状態で駆動側連結部521aが駆動されても、駆動側連結部521aの駆動力伝達部521bが被駆動側連結部521cの駆動力被伝達部521dに当接せず、回転駆動力は伝達されないので、駆動源を回転駆動しても現像ローラは回転しない。
この状態で駆動側連結部521aが駆動されても、駆動側連結部521aの駆動力伝達部521bが被駆動側連結部521cの駆動力被伝達部521dに当接せず、回転駆動力は伝達されないので、駆動源を回転駆動しても現像ローラは回転しない。
現像機能を切り換えるため、カム部材を回動した状態を図21に示す。現像ローラが感光体ドラムに対し現像状態となるよう、コロ部材122はカム面104aに当接し、現像ギャップを規定しており、このとき、駆動側連結部521aと被駆動側連結部521cの回転軸が同軸上にある。
また、駆動側連結部521aは、回転軸方向規定部521kがカム面104cに当接することで、被駆動側連結部521cに対する駆動側連結部521aの回転軸方向位置が、駆動力伝達状態となるように規定している。
この状態で駆動側連結部521aが駆動されると、駆動側連結部521aの駆動力伝達部521bが被駆動側連結部521cの駆動力被伝達部521dに当接することで回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラが回転する。
また、駆動側連結部521aは、回転軸方向規定部521kがカム面104cに当接することで、被駆動側連結部521cに対する駆動側連結部521aの回転軸方向位置が、駆動力伝達状態となるように規定している。
この状態で駆動側連結部521aが駆動されると、駆動側連結部521aの駆動力伝達部521bが被駆動側連結部521cの駆動力被伝達部521dに当接することで回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラが回転する。
現像ローラが感光体ドラムに対し非現像状態となるよう、コロ部材112はカム面104aに当接し、現像ギャップを規定しており、このとき、駆動側連結部511aと被駆動側連結部511cの回転軸は同軸上にない。
また、駆動側連結部511aは、一体に形成された回転軸方向規定部511kがカム部材104に形成されたカム面104cに当接する方向に付勢されているとともに、回転軸方向規定部511kがカム面104cに当接することで、被駆動側連結部511cに対する駆動側連結部511aの回転軸方向位置が、駆動力伝達解除状態となるように規定している。
この状態で駆動側連結部511aが駆動されても、駆動側連結部511aの駆動力伝達部511bが被駆動側連結部511cの駆動力被伝達部511dに当接せず、回転駆動力は伝達されないので、駆動源を回転駆動しても現像ローラは回転しない。
また、駆動側連結部511aは、一体に形成された回転軸方向規定部511kがカム部材104に形成されたカム面104cに当接する方向に付勢されているとともに、回転軸方向規定部511kがカム面104cに当接することで、被駆動側連結部511cに対する駆動側連結部511aの回転軸方向位置が、駆動力伝達解除状態となるように規定している。
この状態で駆動側連結部511aが駆動されても、駆動側連結部511aの駆動力伝達部511bが被駆動側連結部511cの駆動力被伝達部511dに当接せず、回転駆動力は伝達されないので、駆動源を回転駆動しても現像ローラは回転しない。
ここで、駆動力伝達手段は、駆動伝達解除状態にあるときのみ、駆動軸に対する現像ローラの回転軸直交方向の移動自由度を有する構成であるため、確実な駆動力伝達解除状態でのみ現像ギャップの現像/非現像状態切換動作を行うようカム面を形成することが望ましい。
そのため、カム部材104は、その回動により、一方の現像ローラ側の駆動力伝達手段が駆動力伝達状態から駆動力伝達解除状態へ変更する動作を開始、終了したのち、一方の現像ローラと感光体ドラムの間隔を現像状態から非現像状態へ変更する動作を開始し、他方の現像ローラと感光体ドラムの間隔が非現像状態から現像状態へ変更する動作を終了したのち、他方の現像側の駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態から駆動力伝達状態へ変更する動作を開始、終了するとともに、他方の現像ローラ側の駆動力伝達手段が駆動力伝達状態から駆動力伝達解除状態へ変更する動作を開始、終了したのち、他方の現像ローラと感光体ドラムの間隔が現像状態から非現像状態へ変更する動作を開始し、一方の現像ローラと感光体ドラムの間隔が非現像状態から現像状態へ変更する動作を終了したのち、一方の現像側の駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態から駆動力伝達状態へ変更する動作を開始、終了するようカム面を形成することにより安定した現像切換が実現できる。
そのため、カム部材104は、その回動により、一方の現像ローラ側の駆動力伝達手段が駆動力伝達状態から駆動力伝達解除状態へ変更する動作を開始、終了したのち、一方の現像ローラと感光体ドラムの間隔を現像状態から非現像状態へ変更する動作を開始し、他方の現像ローラと感光体ドラムの間隔が非現像状態から現像状態へ変更する動作を終了したのち、他方の現像側の駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態から駆動力伝達状態へ変更する動作を開始、終了するとともに、他方の現像ローラ側の駆動力伝達手段が駆動力伝達状態から駆動力伝達解除状態へ変更する動作を開始、終了したのち、他方の現像ローラと感光体ドラムの間隔が現像状態から非現像状態へ変更する動作を開始し、一方の現像ローラと感光体ドラムの間隔が非現像状態から現像状態へ変更する動作を終了したのち、一方の現像側の駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態から駆動力伝達状態へ変更する動作を開始、終了するようカム面を形成することにより安定した現像切換が実現できる。
図22及び図23に基づいて第8の実施形態を説明する。図1で示した画像形成装置の要部の概略構成は同様であるので省略する。
上記各実施形態では、1つの画像形成ユニットにおける2つの現像ローラを個別に支持し、かつ個別に付勢する構成としたが、本実施形態以降では、2つの現像ローラを一体に保持し、該一体保持構成を付勢する構成を特徴としている。
図22において、感光体ドラム101は、画像形成ユニットAの図示しない側板に対し、回転軸101sを中心に回転可能に支持されている。感光体ドラム上流側に位置する現像ローラ111を含むC色の現像ユニット110と、感光体ドラム下流側に位置する現像ローラ121を含むM色の現像ユニット120は、図示しない側板に固定されている。
現像ユニット110の現像ローラ111、現像ユニット120の現像ローラ121の各端部は、保持手段150に対し平行な軸を中心に回動可能な状態で一体に支持されている。
上記各実施形態では、1つの画像形成ユニットにおける2つの現像ローラを個別に支持し、かつ個別に付勢する構成としたが、本実施形態以降では、2つの現像ローラを一体に保持し、該一体保持構成を付勢する構成を特徴としている。
図22において、感光体ドラム101は、画像形成ユニットAの図示しない側板に対し、回転軸101sを中心に回転可能に支持されている。感光体ドラム上流側に位置する現像ローラ111を含むC色の現像ユニット110と、感光体ドラム下流側に位置する現像ローラ121を含むM色の現像ユニット120は、図示しない側板に固定されている。
現像ユニット110の現像ローラ111、現像ユニット120の現像ローラ121の各端部は、保持手段150に対し平行な軸を中心に回動可能な状態で一体に支持されている。
くの字状の外形形状を有する保持手段150は、画像形成ユニットAの図示しない側板に対し、軸受構造を有する支持手段155により感光体ドラム軸と平行な軸を中心に回動可能に支持されているとともに、支持手段156により感光体ドラム101に対して接離(近接・離間)する方向に移動可能に支持されている。
また、画像形成ユニットAの図示しない側板に対し、付勢手段157により感光体ドラム101に近接する方向に付勢されている。現像ローラ111、121の端部には、現像ローラ軸上で空転可能なコロ部材112、122が設けられており、感光体ドラム軸と平行な回動軸を有するカム部材304のカム面304aに常時当接することで、付勢手段157の付勢力による現像ローラ111、121の移動が制限されている。
感光体ドラム101および現像ユニット110、120は、感光体ドラム軸方向他端側の図示しない画像形成ユニット側板に対しても同様な構成で支持、固定されるとともに、現像ローラは現像ユニットに対し同様な構成で支持、付勢され、回転軸上のコロ部材が同様のカム部材に当接することで移動が制限されている。
また、画像形成ユニットAの図示しない側板に対し、付勢手段157により感光体ドラム101に近接する方向に付勢されている。現像ローラ111、121の端部には、現像ローラ軸上で空転可能なコロ部材112、122が設けられており、感光体ドラム軸と平行な回動軸を有するカム部材304のカム面304aに常時当接することで、付勢手段157の付勢力による現像ローラ111、121の移動が制限されている。
感光体ドラム101および現像ユニット110、120は、感光体ドラム軸方向他端側の図示しない画像形成ユニット側板に対しても同様な構成で支持、固定されるとともに、現像ローラは現像ユニットに対し同様な構成で支持、付勢され、回転軸上のコロ部材が同様のカム部材に当接することで移動が制限されている。
以上のような構成において、感光体ドラム軸方向両端でカム部材304が回動し、カム部材304回動軸304sからコロ部材112、122が当接するカム面304aまでの距離が変化することにより、カム部材304の回動軸304sから現像ローラ軸までの距離が変化し、現像ローラ軸から感光体ドラム軸までの距離が変化することで感光体ドラム−現像ローラ間距離、いわゆる現像ギャップが変化する。
図22において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。現像ローラ111、121の感光体ドラム101に対向する部分の盛り上がり部分は、現像剤をイメージしている。
図22において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。現像ローラ111、121の感光体ドラム101に対向する部分の盛り上がり部分は、現像剤をイメージしている。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111を、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態に切り換えるため、カム部材304を回動軸中心に反時計回り方向に回動した状態を図23に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
以上のような構成によって、1つの現像ユニットに対し2つの現像ローラを回転可能、かつ、感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能に支持するとともに可動方向の一方に付勢し、2つの現像ローラ両端のコロ部材を、感光体ドラム軸と平行な軸方向両端のカム部材のカム面に常時当接させることにより、現像ギャップの高精度に安定した規定が可能となる。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
以上のような構成によって、1つの現像ユニットに対し2つの現像ローラを回転可能、かつ、感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能に支持するとともに可動方向の一方に付勢し、2つの現像ローラ両端のコロ部材を、感光体ドラム軸と平行な軸方向両端のカム部材のカム面に常時当接させることにより、現像ギャップの高精度に安定した規定が可能となる。
本実施形態では、現像ユニットに回転可能に支持された2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラム101に対し近接・離間方向に移動可能な構成であるため、現像機能切り換え動作の必要スペースを削減することができ、装置小型化が可能となる。
また、現像ローラを回転可能に支持する支持手段155の外周が直接、感光体ドラム101に対し近接・離間方向に移動可能に支持されるため、現像切り換え動作時に現像ローラのスムーズな移動が可能となり、現像ギャップの高精度な切り換え動作が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
また、現像ローラを支持する軸受の外周を直接付勢するため、現像ユニット剛性を低減しても安定して現像ユニットをカム部材に常時当接させることが可能となり、部品コストの削減による低コスト化が実現できる。
さらに、現像ローラを感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能に支持する手段155、156、可動方向の一方に付勢する付勢手段157をそれぞれの現像ローラに設けるのではなく、2つの現像ローラを一体に支持する保持手段150に対し設けているため、さらなる構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
また、現像ローラを回転可能に支持する支持手段155の外周が直接、感光体ドラム101に対し近接・離間方向に移動可能に支持されるため、現像切り換え動作時に現像ローラのスムーズな移動が可能となり、現像ギャップの高精度な切り換え動作が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
また、現像ローラを支持する軸受の外周を直接付勢するため、現像ユニット剛性を低減しても安定して現像ユニットをカム部材に常時当接させることが可能となり、部品コストの削減による低コスト化が実現できる。
さらに、現像ローラを感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能に支持する手段155、156、可動方向の一方に付勢する付勢手段157をそれぞれの現像ローラに設けるのではなく、2つの現像ローラを一体に支持する保持手段150に対し設けているため、さらなる構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
図24乃至図26に基づいて第9の実施形態を説明する。
図24において、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
ここでカラー画像出力から白黒画像出力に切り換えるためには、ブラック色現像ローラを含まない側の画像形成ユニットの2つの現像ローラを非動作状態とする必要がある。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態に切り換えるため、カム部材304を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を図25に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
図24において、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
ここでカラー画像出力から白黒画像出力に切り換えるためには、ブラック色現像ローラを含まない側の画像形成ユニットの2つの現像ローラを非動作状態とする必要がある。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態に切り換えるため、カム部材304を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を図25に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
次に白黒画像出力からカラー画像出力に切り換える場合、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態に切り換えるため、カム部材304を回動軸中心にさらに時計回り方向に回動した状態を図26に示す。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
白黒画像出力時に、C色・M色現像ユニットを含む画像形成ユニットAの動作を休止する場合、特許文献6に開示された従来方式では双方の現像ローラが非現像状態となる状態を設けるため、一方の現像ローラが現像状態にあるとき、他方の現像ローラは必要以上に感光体から離れた状態となり、装置の大型化、現像状態切換時間の長時間化が避けられない。
本実施形態では、2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、上記の場合でも現像機能切り換え動作の必要スペースは最低限とすることができ、装置小型化、現像切換動作の高速化が可能となる。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
白黒画像出力時に、C色・M色現像ユニットを含む画像形成ユニットAの動作を休止する場合、特許文献6に開示された従来方式では双方の現像ローラが非現像状態となる状態を設けるため、一方の現像ローラが現像状態にあるとき、他方の現像ローラは必要以上に感光体から離れた状態となり、装置の大型化、現像状態切換時間の長時間化が避けられない。
本実施形態では、2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラムに対し近接・離間方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、上記の場合でも現像機能切り換え動作の必要スペースは最低限とすることができ、装置小型化、現像切換動作の高速化が可能となる。
図27乃至図29に基づいて第10の実施形態を説明する。
図27において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態に切り換えるため、カム部材304を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を図28に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となっている。
図27において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態に切り換えるため、カム部材304を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を図28に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111も、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態となっている。
感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111を、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態に切り換えるため、カム部材を回動軸中心にさらに時計回り方向に回動した状態を図29に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
本実施形態では、2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラム101に対し近接・離間方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、現像ローラの非現像状態から現像状態への切り換え完了に伴う感光体負荷変動と、現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う感光体負荷変動が発生するタイミングが近接するようにカム部材304を形成することで、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域を削減でき、中間転写ベルトの小型化による、装置小型化、低コスト化が実現でき、中間転写ベルトの高剛性化により伸び、振動等を防止でき、出力画像の高画質化が実現する。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
本実施形態では、2つの現像ローラのみが、それぞれ感光体ドラム101に対し近接・離間方向に移動可能な構成であることを有効に利用し、現像ローラの非現像状態から現像状態への切り換え完了に伴う感光体負荷変動と、現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う感光体負荷変動が発生するタイミングが近接するようにカム部材304を形成することで、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域を削減でき、中間転写ベルトの小型化による、装置小型化、低コスト化が実現でき、中間転写ベルトの高剛性化により伸び、振動等を防止でき、出力画像の高画質化が実現する。
また、ここで、現像を行う現像ローラの非現像状態から現像状態への切り換えが完了すると同時に現像していた現像ローラの現像状態から非現像状態への切り換えを開始することで、非現像状態から現像状態への切り換え完了に伴う感光体負荷変動と、現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う感光体負荷変動が同じタイミングで発生するようにカム部材304を形成することにより、中間転写ベルト上に画像を形成できない領域は最小となり、中間転写ベルトの大幅な小型化により、大幅な装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、中間転写ベルトのさらなる高剛性化により伸び、振動等をより確実に防止でき、出力画像の大幅な高画質化が実現する。
特に、1成分現像法のように現像動作中に感光体に対し現像ローラを当接させる場合は、感光体に対し現像ローラが当接する非現像状態から現像状態への現像色切り換え動作完了の瞬間と、感光体から現像ローラが離間する現像状態から非現像状態への現像色切り換え動作開始瞬間の影響がともに大きいため、本構成による効果が大きい。
特に、1成分現像法のように現像動作中に感光体に対し現像ローラを当接させる場合は、感光体に対し現像ローラが当接する非現像状態から現像状態への現像色切り換え動作完了の瞬間と、感光体から現像ローラが離間する現像状態から非現像状態への現像色切り換え動作開始瞬間の影響がともに大きいため、本構成による効果が大きい。
図30及び図31に基づいて第11の実施形態を説明する。
第8の実施形態および図22、図23の構成と同等の構成・動作に関しては説明を省略する。
現像ローラ端部のコロ部材112、122は、感光体ドラム軸と同軸に回動可能に支持されたカム部材404のカム面404bに常時当接することで、現像ローラの移動を制限し、感光体ドラムとの間隔を規定している。
図30において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
第8の実施形態および図22、図23の構成と同等の構成・動作に関しては説明を省略する。
現像ローラ端部のコロ部材112、122は、感光体ドラム軸と同軸に回動可能に支持されたカム部材404のカム面404bに常時当接することで、現像ローラの移動を制限し、感光体ドラムとの間隔を規定している。
図30において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、感光体ドラム101に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121を、現像剤が感光体ドラム101に対し接触状態に切り換えるため、カム部材404を回動軸中心に反時計回り方向に回動した状態を図31に示す。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
以上のような構成において、感光体ドラム−現像ローラ間距離を規定するカム部材404を感光体ドラム同軸上に設けることにより、現像ローラ−感光体ドラム間距離である現像ギャップを規定する部品点数削減による現像ギャップの高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ121が感光体ドラム101に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム101に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ111は、現像剤が感光体ドラム101に対し非接触状態となっている。
以上のような構成において、感光体ドラム−現像ローラ間距離を規定するカム部材404を感光体ドラム同軸上に設けることにより、現像ローラ−感光体ドラム間距離である現像ギャップを規定する部品点数削減による現像ギャップの高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化が実現できる。
図32及び図33に基づいて第12の実施形態を説明する。
第11の発明および図30、31の構成と同等の構成・動作に関しては説明を省略する。
図30の現像状態における現像ローラ駆動状態を図32に示す。装置本体側に設けられた駆動源としてのモータ(図示せず)に結合された駆動軸500sには、駆動歯車500Gが固定されている。この駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車501Gを介し、現像ローラ111の軸111Sに配置された歯車111Gに連結されている。
モータにより駆動軸500sが駆動されたとき、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501Gを介し、歯車111Gが駆動され、現像ローラ111が回転する。
また、駆動歯車500Gは、感光体ドラム回動軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車502Gと連結されているが、このとき駆動伝達歯車502Gは現像ローラ121の軸121sに配置された歯車121Gと連結されていないため、モータにより駆動軸500sが駆動されても、現像ローラ121は回転しない。
上記モータ、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502G、歯車111G、歯車121Gにより、現像ローラ111及び121に対する駆動手段が構成されている。
また、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502Gにより駆動力伝達手段が構成されている。
第11の発明および図30、31の構成と同等の構成・動作に関しては説明を省略する。
図30の現像状態における現像ローラ駆動状態を図32に示す。装置本体側に設けられた駆動源としてのモータ(図示せず)に結合された駆動軸500sには、駆動歯車500Gが固定されている。この駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車501Gを介し、現像ローラ111の軸111Sに配置された歯車111Gに連結されている。
モータにより駆動軸500sが駆動されたとき、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501Gを介し、歯車111Gが駆動され、現像ローラ111が回転する。
また、駆動歯車500Gは、感光体ドラム回動軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された中間遊び歯車である駆動伝達歯車502Gと連結されているが、このとき駆動伝達歯車502Gは現像ローラ121の軸121sに配置された歯車121Gと連結されていないため、モータにより駆動軸500sが駆動されても、現像ローラ121は回転しない。
上記モータ、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502G、歯車111G、歯車121Gにより、現像ローラ111及び121に対する駆動手段が構成されている。
また、駆動軸500s、駆動歯車500G、駆動伝達歯車501G、駆動伝達歯車502Gにより駆動力伝達手段が構成されている。
図31の現像状態における現像ローラ駆動状態を図33に示す。駆動歯車500Gは、感光体ドラム101の回転軸101sと平行な軸上に回転自在に配置された駆動伝達歯車502Gを介し、現像ローラ121の軸121sに配置された歯車121Gに連結されている。モータにより駆動軸500sが駆動されたとき、駆動歯車500G、駆動伝達歯車502Gを介し、歯車121Gが駆動され、現像ローラ121が回転する。
また、このとき駆動歯車500Gと連結されている駆動伝達歯車501Gは現像ローラ111の軸111sに配置された歯車111Gと連結されていないため、モータにより駆動軸500sが駆動されても、現像ローラ111は回転しない。
ここで、駆動歯車500Gを矢印a方向に駆動することで駆動伝達歯車501Gあるいは502Gを矢印b方向に駆動し、現像ローラ軸上の歯車111Gあるいは121Gを矢印c方向に駆動した場合、歯車111Gあるいは121Gが受ける、歯車の圧力角の影響を考慮した力dは、駆動力を受ける現像ローラに支持されたコロ部材と感光体ドラム軸上に設けられたカム部材404の当接・離間方向の成分dxを有し、現像ローラ111、121はコロ部材−カム部材当接・離間方向の駆動力を受ける。
また、このとき駆動歯車500Gと連結されている駆動伝達歯車501Gは現像ローラ111の軸111sに配置された歯車111Gと連結されていないため、モータにより駆動軸500sが駆動されても、現像ローラ111は回転しない。
ここで、駆動歯車500Gを矢印a方向に駆動することで駆動伝達歯車501Gあるいは502Gを矢印b方向に駆動し、現像ローラ軸上の歯車111Gあるいは121Gを矢印c方向に駆動した場合、歯車111Gあるいは121Gが受ける、歯車の圧力角の影響を考慮した力dは、駆動力を受ける現像ローラに支持されたコロ部材と感光体ドラム軸上に設けられたカム部材404の当接・離間方向の成分dxを有し、現像ローラ111、121はコロ部材−カム部材当接・離間方向の駆動力を受ける。
このコロ部材−カム部材当接・離間方向成分dxの力の方向は、現像ローラ歯車111G、121Gと駆動伝達歯車501G、502Gの位置関係により決定される。それに対し、現像ローラ軸上の歯車111Gおよび121Gに対する駆動伝達歯車501Gおよび502Gの位置を、現像ローラ駆動状態において現像ローラが受ける駆動力のコロ部材−カム部材近接・離間方向成分の力の方向が、コロ部材をカム部材に当接させる方向と一致する位置とすることにより、現像ローラ駆動力による現像ローラのコロ部材−カム部材当接・離間方向移動は、カム部材により制限されているため、感光体ドラムに対する現像ローラ位置変動を確実に防止できるとともに、付勢手段に必要とされる付勢力を抑制することができる。
以上のような構成によって、現像ギャップの変更による現像機能切換と現像ローラ駆動源とのギヤ伝達状態変更による現像駆動切換を同一の構成、動作により行うことが可能となり、装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、現像ギャップ、現像ローラギヤ伝達状態を現像ローラ両端でコロ部材−カム部材方向移動を常時当接することで制限するカム部材により規定するため、高精度に安定した規定が可能となるとともに、現像切換時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止できるため、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上が実現できる。
第8〜第12の実施形態においても、図14〜図21で示した駆動力伝達構成を同様に実施することができる。
101、201 画像担持体としての感光体ドラム
101s 画像担持体の回転軸
104、204、304、404 カム部材
104a、204a、304a、404a カム面
104c 距離変更カム面
105 中間転写体としての中間転写ベルト
110、120、210、220 現像ユニット
111、121、211、221 現像ローラ
111s、121s 現像ローラの回転軸
117、127、157 付勢手段
150 保持手段
155、156 支持手段
511、521 駆動力伝達手段
511b 駆動力伝達部
A、B 画像形成ユニット
P 記録材
101s 画像担持体の回転軸
104、204、304、404 カム部材
104a、204a、304a、404a カム面
104c 距離変更カム面
105 中間転写体としての中間転写ベルト
110、120、210、220 現像ユニット
111、121、211、221 現像ローラ
111s、121s 現像ローラの回転軸
117、127、157 付勢手段
150 保持手段
155、156 支持手段
511、521 駆動力伝達手段
511b 駆動力伝達部
A、B 画像形成ユニット
P 記録材
Claims (10)
- 回転可能な1つの画像担持体に対し、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して任意の色で可視像化する現像ユニットと、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して前記任意の色と異なる色で可視像化するもう1つの現像ユニットとをそれぞれ該画像担持体の外周面に対向して隣合う関係で配置した構成の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットでの色の切り換えに際し、前記画像担持体の回転中に前記現像ユニットのうちのいずれか一方の現像ユニットから他方の現像ユニットに現像機能の切り換えを行い、前記画像担持体上の可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、前記中間転写体上の転写像を記録材に転写して記録画像を得る画像形成装置において、
前記各現像ユニットの前記各現像ローラを、前記画像担持体の回転軸と略平行な軸を中心に回転可能にかつ前記画像担持体に対して接離する方向に移動可能に支持する支持手段と、前記各現像ローラを前記画像担持体に向けて付勢する付勢手段と、前記画像担持体の回転軸に略平行な回動軸を備え少なくとも前記画像担持体の回転軸の軸方向一端側に設けられるカム部材とを有し、該カム部材は、前記各現像ローラの回転軸端部の双方に当接しつつ回動することにより、前記一方の現像ユニットの現像ローラ(以下、「一方の現像ローラ」と称する。)と前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ユニットの現像ローラ(以下、「他方の現像ローラ」と称する。)と前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置、および前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置に、前記各現像ローラと前記画像担持体との間隔を変更するカム面を有し、前記付勢手段の付勢力により前記各現像ローラの回転軸端部を前記カム面に常時当接させることを特徴とする画像形成装置。 - 回転可能な1つの画像担持体に対し、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して任意の色で可視像化する現像ユニットと、該画像担持体上の潜像を現像ローラを介して前記任意の色と異なる色で可視像化するもう1つの現像ユニットとをそれぞれ該画像担持体の外周面に対向して隣合う関係で配置した構成の画像形成ユニットを有し、該画像形成ユニットでの色の切り換えに際し、前記画像担持体の回転中に前記現像ユニットのうちのいずれか一方の現像ユニットから他方の現像ユニットに現像機能の切り換えを行い、前記画像担持体上の可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、前記中間転写体上の転写像を記録材に転写して記録画像を得る画像形成装置において、
前記各現像ユニットの前記各現像ローラを、それぞれ前記画像担持体の回転軸と略平行な軸を中心に回転可能に一体に保持する保持手段と、該保持手段を前記画像担持体の回転軸と略平行な回動軸を中心に回動可能に支持するとともに前記画像担持体に対して接離する方向に移動可能に支持する支持手段と、前記保持手段を前記画像担持体に向けて付勢する付勢手段と、前記画像担持体の回転軸に略平行な回動軸を備え少なくとも前記画像担持体の回転軸の軸方向一端側に設けられるカム部材とを有し、該カム部材は、前記各現像ローラの回転軸端部の双方に当接しつつ回動することにより、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置、および前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置に、前記各現像ローラと前記画像担持体との間隔を変更するカム面を有し、前記付勢手段の付勢力により前記各現像ローラの回転軸端部を前記カム面に常時当接させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記各現像ローラの回転軸端部が、該回転軸端部に支持された空転可能なコロ部材を介して前記カム面に当接していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記カム部材は、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置と、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置との間に、前記各現像ユニットの各現像ローラと前記画像担持体との間隔が共に非現像状態となる位置を有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記カム部材が、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置と、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置との間に、前記各現像ユニットの各現像ローラと前記画像担持体との間隔が共に現像状態となる位置を有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置において、
前記カム部材は、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にあり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態にある位置から現像状態にある位置への移動を終了すると同時に、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態にある位置から非現像状態となる位置への移動を開始するように前記カム面が形成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記カム部材は前記画像担持体の回転軸上に設けられていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラの回転軸にそれぞれ被駆動部材を固定し、前記カム部材の回動により、前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となるとき、前記現像ローラの前記被駆動部材と駆動力伝達状態となるとともに、前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となるとき、前記現像ローラの前記被駆動部材と駆動力非伝達状態となる駆動力伝達手段を設け、駆動力伝達状態にて前記現像ローラの前記被駆動部材を駆動するときに、前記被駆動部材に作用する駆動力が、前記現像ローラの回転軸端部が前記カム面に当接する方向の力を有する位置に前記駆動力伝達手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラに対し、回転駆動する駆動手段を設け、
前記各現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸のそれぞれに接続され、前記駆動手段の回転駆動力を前記現像ローラに伝達するとともに、前記駆動手段に対し、前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラが、前記カム部材の回動により前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置と前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となる位置との間で回転軸方向と交差する方向に移動可能である駆動力伝達手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記一方の現像ローラおよび前記他方の現像ローラに対し、回転駆動する駆動手段を設け、
前記各現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸のそれぞれに同軸上に接続され前記駆動手段の回転駆動力を前記現像ローラに伝達する駆動力伝達手段を設け、
前記駆動力伝達手段は、前記現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸が回転軸方向に所定距離移動することにより駆動力伝達状態が解除され、かつ前記駆動手段の回転軸に対して前記現像ローラの回転軸が、前記カム部材の回動により前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となる位置と前記現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となる位置との間で移動可能となる駆動力伝達部を有し、
前記カム部材の少なくとも一方には、その回動により、前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となり、かつ前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となるとともに、前記一方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達状態となり、かつ前記他方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態となる位置、および前記他方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が現像状態となり、かつ前記一方の現像ローラと前記画像担持体との間隔が非現像状態となるとともに、前記他方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達状態となり、かつ前記一方の現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸に接続された前記駆動力伝達手段が駆動力伝達解除状態となる位置に、前記各現像ローラの回転軸と前記駆動手段の回転軸の回転軸方向距離を変更する距離変更カム面が一体に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006209155A JP2007304540A (ja) | 2006-04-14 | 2006-07-31 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2006112595 | 2006-04-14 | ||
JP2006209155A JP2007304540A (ja) | 2006-04-14 | 2006-07-31 | 画像形成装置 |
Publications (1)
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JP2007304540A true JP2007304540A (ja) | 2007-11-22 |
Family
ID=38838486
Family Applications (1)
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JP2006209155A Pending JP2007304540A (ja) | 2006-04-14 | 2006-07-31 | 画像形成装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108549201A (zh) * | 2011-05-03 | 2018-09-18 | 纳思达股份有限公司 | 图像形成装置、显影盒和图像形成设备 |
-
2006
- 2006-07-31 JP JP2006209155A patent/JP2007304540A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108549201A (zh) * | 2011-05-03 | 2018-09-18 | 纳思达股份有限公司 | 图像形成装置、显影盒和图像形成设备 |
CN108549200A (zh) * | 2011-05-03 | 2018-09-18 | 纳思达股份有限公司 | 图像形成装置、显影盒和图像形成设备 |
CN108549200B (zh) * | 2011-05-03 | 2020-01-31 | 纳思达股份有限公司 | 图像形成装置、显影盒和图像形成设备 |
CN108549201B (zh) * | 2011-05-03 | 2020-07-28 | 纳思达股份有限公司 | 图像形成装置、显影盒和图像形成设备 |
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