JP2011053476A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、１つの感光体ドラムに対して２個の現像器が配置された構成において、現像状態となるために必要な各現像部材への駆動あるいは／および給電の切り替えを簡易化された構成により行うことを目的とする。
【解決手段】 各現像器は感光体ドラムと略平行、回転自在に支持されたフレームに支持されており、各現像部材が感光体ドラムに交互に接離することにより多色画像を形成する構成において、各現像部材への駆動あるいは／および給電の切り替えを接離動作と連動して行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

これまでカラー画像形成装置の一例として、例えばタンデム方式の装置が開発されている。このタンデム方式では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成手段が転写ベルトに沿って配設され、給送部から給紙された記録媒体が転写ベルト上に静電気的に吸着される。こうして記録媒体が、転写ベルトによって次々に各画像形成手段へ搬送され、各画像形成手段では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が、ライン単位で順次に重ね合わせて、記録媒体に転写されている。

こうしたタンデム方式の装置では、例えばブラックの画像形成手段だけを動作させてモノクロプリントを行うことが可能である。さらに、カラープリントのプリントスピードはモノクロプリントと同程度にすることができる。しかし、カラープリントのためには、電子写真感光体（感光体ドラム）や露光手段などの記録手段が各色毎に４個必要であって、比較的高価で大型な装置になる。

また、このようなタンデム方式のものとは別に、ロータリー方式のカラー画像記録装置もある。ロータリー方式では、タンデム方式とは異なり、一旦中間転写ベルトまたは中間転写ドラムに各色トナー画像を多重転写した後、一括して記録媒体に転写するものであるから、感光体ドラムや露光手段の記録手段が１個で済み、装置の小型化や低コストが実現できる。しかしカラープリントの場合、モノクロプリントの４倍の時間がかかる。

このようなタンデム方式とロータリー方式の中間的な特徴を持つハイブリッド方式が特開平２−１２２７３号（特許文献１）、特開平４−２０４８７１号（特許文献２）等で開示されおり、この方式の特徴として比較的小型で低コストであり、カラープリントスピードもモノクロプリントスピードの約半分まで速くできるという特徴を持つ。

つまり、中間転写体に沿って２個の記録手段（露光手段と感光体ドラム）を配置し、各々の感光体ドラムに２個ずつ現像手段（現像部材）を配置し、中間転写体には２色ずつ多重転写し、一括して記録媒体に転写するものである。従って、夫々の感光体ドラムに対して１色目の現像手段が現像状態にある時、２色目の現像手段は非現像状態である必要がある。逆に２色目の現像手段が現像状態にある時、１色目の現像手段は非現像状態である必要がある。このような現像状態の切り替えは従来大きく分けると２種類の切り替え方法が提案されてきた。

第１番目の方法として、両方の現像手段を共に所定の現像位置に維持したまま切り替える方法であり、例えば、現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦ、現像ローラに内包されているマグネットローラの回転による穂切り等である。これらの方法は主にジャンピング現像方式、２成分現像方式等の感光体ドラムと現像ローラが非接触にて行う現像方法で採用されている。

第２番目の方法としては、非現像状態の現像手段に関しては現像ローラを現像位置から退避させておく方法である。この方法は主に、現像ローラが感光体ドラムに接触して行う接触現像方式にて採用され、本発明ではこちらの方式を用いている。

また非接触、接触のどちらの現像方式に関しても、現像可能な状態となった現像ローラには、電子写真感光体上の潜像を現像するため、電子写真感光体と同一方向の現像駆動を入力し、所定の現像バイアスを印加する必要がある。

この方法の１つとして、例えば特開平１１−１０９７０８号（特許文献３）では２つの現像手段を駆動する１つの現像駆動系と、この現像駆動系の動力が２つの現像手段の何れか一方に択一的に伝わるように切り替える切り替え手段とを設けることを提案している。

特開平２−１２２７３号公報（図１） 特開平４−２０４８７１号公報（図１） 特開平１１−１０９７０８号公報（図１、請求項１）

しかしながら上記提案は非接触現像方式における構成で、画像形成後に非現像動作としての穂切りを行うため、現像駆動系の動力を正転の状態から一時的に逆転に切り替えている。よって逆転動作を現像駆動系のシーケンス内に組み込む必要があり、また逆転動作と現像切り替えの同期をとるための制御が必要となる。

本発明は、１つの感光体ドラムに対して２個の現像器が配置された構成において、現像状態となるために必要な各現像部材への駆動と、加えて給電の切り替えを簡易化された構成により行うことを目的とする。

上記目的を達成する為に、本出願に係わる第１の発明は、画像形成装置において、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用する第１の現像部材と、前記第１の現像部材とは色が異なり、前記電子写真感光体に作用する第２の現像部材と、前記第１の現像部材と前記第２の現像部材を回転自在に支持し、前記電子写真感光体と略平行に回転自在に支持されたフレームと、を有し、前記第１の現像部材と前記第２の現像部材が前記電子写真感光体に交互に接触することにより多色画像を形成する画像形成装置において、前記第１の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第１の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われ、前記第２の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第２の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われることを特徴とする。

本出願に係る第２の発明は、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用する第１の現像部材と、前記第１の現像部材とは色が異なり、前記電子写真感光体に作用する第２の現像部材と、前記第１の現像部材と前記第２の現像部材を回転自在に支持し、前記電子写真感光体と略平行に回転自在に支持されたフレームと、前記第１の現像部材と前記第２の現像部材への１箇所の駆動入力部あるいは／および給電入力部と、を有し、前記第１の現像部材と前記第２の現像部材が前記電子写真感光体に交互に接触することにより多色画像を形成するプロセスカートリッジにおいて、前記第１の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第１の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われ、前記第２の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第２の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われることを特徴とする。

本出願に係る第３の発明は、画像形成装置において、第２の発明に記載のプロセスカートリッジと、前記駆動入力部あるいは／および前記給電入力部への駆動入力手段あるいは／および給電入力手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば以下のような効果が挙げられる。

・１つの感光体ドラムに２個の現像器が接離動作を行う構成において、現像状態となるために必要な各現像部材への駆動あるいは／および給電の切り替えを、接離動作と連動して行うことにより、１つの駆動入力あるいは／および給電入力のみで駆動あるいは／および給電の伝達、切り替えが可能となり、コストが抑えられる。また簡易化された構成により、省スペース化を図ることができる。

・また、各現像器の加圧切り替えと同時に現像状態となるために必要な駆動あるいは／および給電の入力が可能で、画像出力速度の向上を図ることができる。

・また、非現像（離間）状態にある現像部材は駆動を停止させることが可能で、部材としての長寿命化を図ることができる。

・また、非現像状態にある停止された現像部材の給電を遮断することにより、現像ブレードとの当接部における局部的な電位の発生や、接離動作に伴った摺擦メモリを防止し、良好な画像を得ることができる。

・また、現像部材への給電を離間動作と伴って遮断することにより、近接するフレームとの間にリークを発生することなく、安定した画像を得ることができる。

実施の形態に係る現像ローラの駆動構成と給電構成を模式的に説明した図である。 本発明に係る画像形成装置全体の縦断面図である。 本発明に係る画像形成部（プロセスカートリッジ）の縦断面図である。 本発明に係る１つの現像器の拡大縦断面図である。 実施の形態に係る現像接離を模式的に示した図である。 実施の形態に係る現像接離時の現像フレームのモーメントを表す図である。 実施の形態に係る現像ローラ駆動系の駆動配列を説明した図である。 実施の形態に係る現像ローラの給電構成を説明した図である。

以下に、本発明に係る多色画像形成装置の実施形態について図面により詳しく説明する。

［カラー画像形成装置の全体構成］
まず多色画像形成装置の全体構成について、図２、図３を参照して概要説明する。なお、図２はカラー画像形成装置１０００の全体構成を示す縦断面図である。図３は特に感光体ドラム周辺を取り出した状態（プロセスカートリッジ８）の縦断面図である。

図２、図３に示すように、このカラー画像形成装置１０００の主要部は、現像剤として夫々色の異なるトナーを収容した４つの現像手段たる現像器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、これら現像器５のうち夫々２つの現像器５と組み合わせて配置された像担持体たる感光体ドラム１（１ａ、１ｂ）、感光体ドラム１に可視化され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材Ｐに更に転写する中間転写体６、各感光体ドラム１に当接するクリーニングブレード４０ａを備えたクリーニング装置７（７ａ、７ｂ）、クリーニング装置７よりも感光体ドラム１の回転方向下流側に在って感光体ドラム１に当接する帯電装置２（２ａ、２ｂ）、各感光体ドラム１の周面をそれぞれ露光する露光装置３、カラー画像を転写された転写材Ｐに定着する定着器１０、転写材Ｐを装置上面の排紙トレイ１１４上に排出する排出ローラ１１３ａ、１１３ｂ等で構成される。

次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。

［像担持体］
像担持体である感光体ドラム１（１ａ、１ｂ）はアルミシリンダの外周面に有機光導電体層を塗布して構成し、感光体ドラム１のクリーニング枠体４１に回転自在に支持されている。また図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転させるようにしている。

［帯電装置］
帯電装置（帯電ローラ）２は接触帯電方式を用いたものであり、ローラ状に形成された導電性の帯電ローラ２を感光体ドラム１表面に当接させるとともに、帯電ローラ２に電圧印加することにより、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものである。

［露光装置］
上記感光体ドラム１への露光は露光装置３から行われる。画像信号が不図示のレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光Ｌ（Ｌａ、Ｌｂ）をポリゴンミラー１０１へ照射する。このポリゴンミラー１０１はスキャナーモータ１００によって高速回転し、ポリゴンミラー１０１で反射した画像光Ｌが結像レンズ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）を介して一定速度で回転する感光体ドラム１の表面を選択的に露光しその結果感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。

［現像器］
現像器５は特に図４も加えて説明する。図４は一つの現像器５を拡大して示した縦断面図である。

現像器５はトナー収納部１７と現像部１６により構成されている。トナー収納部１７には所定色のトナーＴが充填されておりトナー搬送部材１５が回転することによって、トナーＴは現像開口部１８を通って現像部１６に所定量搬送される。搬送されたトナーＴは現像部においてスポンジ状のトナー供給ローラ１３の回転によって現像部材（現像ローラ）１２表面に供給され、さらに薄板状の現像ブレード１４と現像ローラ１２との摩擦により電荷を付与され薄層化される。薄層化された現像ローラ１２上のトナーＴは、回転により現像部Ｇに搬送され、所定の現像バイアスを印加することにより感光体ドラム１の静電潜像をトナー像に可視化させる。

感光体ドラム１上の潜像の可視化に寄与しなかった残トナー、すなわち現像ローラ１２表面の未現像トナーは、再度トナー供給ローラ１３で剥ぎ取られ、またこれと同時に新しいトナーＴが現像ローラ１２上に供給されて新たな現像動作が連続的に行われる。

ここで本発明では各々の感光体ドラム１に作用する一対の現像器５は一体的に支持されている。すなわち、現像器５ａと現像器５ｃは現像フレーム１１ａに一体的に支持されている。現像フレーム１１ａには感光体ドラム１の回転軸線と略平行な揺動中心２５（２５ａ）が配されており、現像部Ｇａと現像部Ｇｃの中点と感光体ドラム１ａ中心を結んだ線上であり、かつ現像ローラ１２ａ、１２ｃ対して感光体ドラム１中心とは反対側に位置している。また、現像部Ｇａ（またはＧｃ）と揺動中心２５結ぶ線分の長さｍａは、揺動中心２５から感光体ドラム１表面までの最短距離ｍｂより長い（ｍａ＞ｍｂ）。また、現像ローラ中心１２ａ、１２ｃは、揺動中心２５と感光体ドラム１の中心を結んだ線ｌの両側に夫々配置されている。

現像器５は揺動中心２５において回転自在になるようクリーニング枠体４１に直接支持されている。後に詳細説明する画像形成時には、２個の現像器５ａ、５ｃが交互に現像状態となるために、揺動中心２５を中心に現像フレーム１１ａが回転する。ここでは現像器５ａ、５ｃについて述べたが他方の対の現像器５ｂ、５ｄについても同様である。

［中間転写体］
中間転写体６はカラー画像形成動作時には各現像器５により可視化された感光体ドラム１上のトナー画像を多重転写するため感光体ドラム１の外周速度と同期して図示時計回りに回転する。感光体ドラム１上に形成されたトナー画像は感光体ドラム１に中間転写体６を挟んで対向位置に配置され、電圧を印加された一次転写ローラ１０４（１０４ａ、１０４ｂ）との接点である一次転写で中間転写体６上に多重転写される。多重転写を受けた中間転写体６は二次転写部において電圧を印加された二次転写ローラ１１２によって転写材Ｐを挟み込み搬送することにより転写材Ｐに中間転写体６上の各色トナー像を同時多重転写する。

本実施例に係わる中間転写体（中間転写ベルト）６はシームレス樹脂ベルトで形成されていて、駆動ローラ１０５、テンションローラ１０７の２軸で張架され、テンションローラ１０７の両端をバネで加圧し、中間転写ベルト６の周長が本体内の温湿度や経時変化により変化しても、変化量を吸収できる構成になっている。

中間転写体６の内側の片側縁部全周には、ゴムで形成されたガイドリブ（不図示）が接着剤により貼り付けられている。そして、テンションローラ１０７の片側端部には勾配を持ち、樹脂で形成したフランジ（不図示）が配置されていて、ガイドリブ（不図示）とフランジ（不図示）で中間転写体６の走行方向と直行する方向の動き（寄り）を規制している。

中間転写体６は本体に駆動ローラ１０５を支点とし支持され、駆動ローラ１０５の図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、中間転写体６を画像形成動作に応じて図示時計回りに回転させるようにしている。

［給紙部］
給紙部（不図示）は画像形成部へ転写材Ｐを給送するものであり、複数枚の転写材Ｐを収納した給紙カセット（不図示）と給紙ローラ（不図示）、分離パッド（不図示）、給紙ガイド（不図示）、レジストローラ１１０から主に構成される。画像形成時には給紙ローラ（不図示）が画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット内の転写材Ｐを一枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板（不図示）によってガイドし、搬送ローラを経由してレジストローラ１１０に至る。画像形成動作中にレジストローラ１１０は、転写材Ｐを静止待機させる非回転の動作と転写材Ｐを中間転写体６に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材Ｐとの位置合わせを行う。

［転写部］
転写部は揺動可能な二次転写ローラ１１２からなる。転写ローラ１１２は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示略上下方向に移動可能で且つ駆動を有す。転写材Ｐにカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ１１２は図示しないカム部材により上方の位置、即ち転写材Ｐを介して中間転写体６に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラ１１２にはバイアスが印加され中間転写体６上のトナー画像は転写材Ｐに転写される。ここで中間転写体６と転写ローラ１１２とは夫々駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材Ｐは転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され、次工程である定着器１０にむけて搬送される。

［定着器］
定着器１０は上記転写手段により形成されたトナー画像を転写材Ｐ上に定着させるものであり、転写材Ｐに熱を加えるためのセラミックヒータ（不図示）を内蔵しているフィルムガイド１１１と転写材Ｐをフィルムガイドユニット１１１に圧接させるための加圧ローラ１１５とから成る。即ちトナー像を保持した転写材Ｐはフィルムガイドユニット１１１と加圧ローラ１１５とにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材Ｐに定着される。

［画像形成動作］
次に上記のように構成された装置によって画像形成を行う場合の動作について図２を用いて説明する。

先ず給紙ローラ（不図示）を回転して給紙カセット（不図示）内の転写材Ｐを一枚分離し、レジストローラ１１０へと搬送する。

一方感光体ドラム１と中間転写体６とが各々所定の外周速度ｖ（以下プロセス速度と呼ぶ）で図示矢印方向へ回転する。上記のクリーニング装置７ａにより感光体ドラム１ａの周面に残留するトナー汚れを清掃し、帯電ローラ２ａは上記清掃された感光体ドラム１ａの周面を一様な高電位に帯電させて初期化する。そして露光装置３は、この第１の現像器５ａに対応する画像光Ｌａを感光体ドラム１ａに照射する。

これにより、上記一様な高電位に帯電している感光体ドラム１ａの周面が画像データに基づき選択的に露光され、この露光により電位の減衰した低電位部と上記初期化による高電位部とからなる静電潜像が形成される。現像ローラ１２ａは上記静電潜像の低電位部（又は高電位部）にトナーを転移させてトナー像を形成（現像）する。感光体ドラム１ａはトナー像を回転搬送して中間転写ベルト６に転写する。

この中間転写ベルト６上の上記トナー像が感光体ドラム１ｂとの当接部に来るタイミングに合わせて、上記同様に第２の画像形成部が動作して、現像ローラ１２ｂが感光体ドラム１ｂ上の静電潜像をトナー像化（現像）し、感光体ドラム１ｂがそのトナー像を回転搬送して中間転写ベルト６上のトナー像に重ねて転写する。

引き続き中間転写ベルト６が循環移動し、上記の重ね転写されたトナー像が感光体ドラム１ａとの当接部に来るタイミングに合わせて、再び第１の画像形成部が動作し、今度は現像ローラ１２ｃが感光体ドラム１ａ上の静電潜像をトナー像化し、感光体ドラム１ａがそのトナー像を回転搬送して中間転写ベルト６上の重ね転写されているトナー像に更に重ねて転写する。

最後に、この中間転写ベルト６上の上記３重に転写されたトナー像が感光体ドラム１ｂとの当接部に来るタイミングに合わせて、再び第２の画像形成部が動作して、現像ローラ１２ｄが感光体ドラム１ｂ上の静電潜像をトナー像化し、感光体ドラム１ｂがそのトナー像を回転搬送して中間転写ベルト６上の３重のトナー像に更に重ねて転写する。４色のトナー像を重ね転写された中間転写ベルト６は循環移動を続けて上記４重のトナー像を搬送する。

ここで、すべてのトナー像の中間転写体６への転写が終了する前に、即ち４色目の一次転写を終えてフルカラー画像を形成した中間転写体６の画像先端が二次転写部Ｔ２へ到達する前に、先述のレジストローラ１１０で待機させておいた転写材Ｐをタイミングを合わせて搬送スタートさせる。上記４色の中間転写体６上への画像形成時には下方に待機し中間転写体６とは非接触状態であった転写ローラ１１２を同時に上方へカム（図示せず）で移動させ転写材Ｐを中間転写体６の第二転写部Ｔ２で圧接すると同時に転写ローラ６にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、中間転写体６上のフルカラー画像を転写材Ｐに一気に４色同時に転写する。二次転写部Ｔ２を経た転写材Ｐは中間転写体６から剥離され定着器１０へ搬送されトナー定着を行った後に排出ローラ１１３ａ、１１３ｂを介して本体上部の排紙トレイ１１４上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。

［現像器の接離機構および加圧機構］
ここで先に述べた画像形成時の現像器５の切り替え機構（接離機構）と現像器５の感光体ドラム１への加圧機構について、図５を用いて述べる。図５は現像器５、感光体ドラム１及び関係する装置本体の機構を簡素化して書いた模式図である。また、２個の現像フレーム１１ａ、１１ｂは同一の構成、動作を示すので特に画像形成部を区別する符号は付与しない。

本実施例では現像切り替え機構及び加圧機構は従来から知られている『トグル機構』を応用したものである。

先に述べたように現像器５ａ、５ｃは現像フレーム１１に一体的に固定され、揺動中心２５を中心にしてクリーニング枠体４１の支点４１ａ（図５（ａ）にのみ記載）に回転自在に支持されている。また（図３に図示された）現像ローラ１２ａ、１２ｃの軸方向両端にはスペーサコロ１９ａ、１９ｃが配されており、このスペーサコロ１９ａ、１９ｃが感光体ドラム１に突き当たることにより、感光体ドラム１と現像ローラ１２ａ、１２ｃの軸間距離が決定される。

現像加圧バネ７０は引っ張りバネであり、その一方を現像フレーム１１のバネ固定部（バネピン）１１ｃに固定し、その他方をクリーニング枠体４１の軸４１ｂ（図５（ａ）にのみ記載）に回転自在に保持されたバネギア７１のバネ固定部（バネピン）７１ａに固定されている。固定部１１ｃと固定部７１ａの距離は、現像フレーム１１の揺動範囲内では現像加圧バネ７０の自由長より常に長く設定されており、現像フレーム１１とクリーニング枠体４１は相互に揺動中心２５を中心としたモーメントを受けている。例えば、図５（ａ）の場合では揺動中心２５を中心にクリーニング枠体４１に対して現像フレーム１１が時計周りに回転するような方向にモーメントを受けている。従って、先に説明した現像ローラ１２ａと同軸のスペーサコロ１９ａが感光体ドラム１に突き当たる方向に加圧力が働き、スペーサコロ１９ａの位置が安定し、ひいては現像ローラ１２ａと感光体ドラム１の軸間距離が安定して、現像特性が安定する。

現像フレーム１１には対の対向面としてカム受け面１１ｄ、１１ｅが設けられており、その間には、装置本体に設けられた接離カム１３０が長手方向に延びるカム駆動軸１３１により支持されている。カム駆動軸１３１の端部には図示しない駆動手段が配置され、カム駆動軸１３１に選択的に回転角が与えられると接離カム１３０はカム受け面１１ｄ、１１ｅに突き当たる。図５（ａ）では、スペーサコロ１９ａが感光体ドラム１に突き当たっているためその位置を阻害しないよう接離カム１３０とカム受け面１１ｄ、１１ｅは接触していない。

またカム駆動軸１３１には接離カム１３０と同軸にバネ駆動ギア１３２が配されている。バネ駆動ギア１３２はバネギア７１と噛み合っており、接離カム１３０と同様にカム駆動軸１３１に一定の回転角が与えられるとバネギア７１が回転し、現像加圧バネ７０のバネ圧作用方向が変化する。

次に接離機構と加圧機構の動作について説明する。

図５（ａ）の状態からカム駆動軸１３１が一定角回転すると接離カム１３０が回転しカム面１３０ａがカム受け面１１ｅに当接する（（ｂ）の状態）。この時バネギア７１も回転するため、現像加圧バネ７０はバネ圧による作用方向とバネ圧が変化する。バネ圧が上昇するが作用方向はより揺動中心２５に近づくため、モーメントの値としては（ａ）の状態も（ｂ）の状態もほぼ変化しない。この後更に駆動軸が回転して、現像加圧バネ７０のバネ力、作用方向は変化するがモーメントとしての量は変化しない（図６参照）。従来トグル機構の弱点であった一時的な不可の増大を防ぐことができ、駆動源（例えばステッピングモータ）の許容トルクをあげてトルクアップするようなことをしないで済む。

続いて更にカム駆動軸１３１が回転すると接離カム１３０により現像フレーム１１が揺動回転し、現像ローラ１２ａ（スペーサコロ１９ａ）が感光体ドラム１から離間する（（ｃ）の状態）。

更に（ｄ）の状態から（ｅ）の状態に至る間に現像加圧バネ７０の固定部７１ａが、揺動中心２５とバネ駆動ギア１３２中心を結んだ線ｈを越える。この時、現像加圧バネ７０の作用によるモーメントは揺動中心２５を中心とした時計回り方向から反時計回り方向に変わる。これまで接離カム１３０により、現像フレーム１１は現像加圧バネ７０によるモーメントに逆らって回転していたが、加圧バネ７０の作用力が加わり、現像フレーム１１は加速的に回転する。この時、現像フレーム１１の回転角があまりに大きいと衝撃力が大きくなり、トナー飛散等につながるのでカム受け面１１ｄが接離カム１３０に接触するまでの距離をできるだけ小さくし衝撃を緩和した（（ｅ）の状態）。

更に（ｆ）から（ｇ）（更に（ｈ））に至る状態では、現像加圧バネ７０によるモーメントにより現像フレーム１１が回転し、接離カム１３０はカム受け面１１ｄと接触することにより、その回転角速度をコントロールする役目を果たす。つまり、カム駆動軸１３１をできるだけゆっくり回転することにより、（ｇ）の状態で現像ローラ１２ｃ（スペーサコロ１９ｃ）が感光体ドラム１に当接するが、当接する際の衝撃力をできるだけ減らすことができる。それにより、衝撃力によるスキャナー、感光体ドラム１、転写等の振動、位置ずれ等を防ぐことができ、他方の感光体ドラム１（例えば図２では感光体ドラム１ａで衝撃を受けていたとして、感光体ドラム１ｂ）での画像形成を可能にすることができ、画像出力速度をあげることができる。最後に（ｈ）の状態で接離カム１３０はカム受け面１１ｄから離れ、現像ローラ１２ｃ（スペーサコロ１９ｃ）と感光体ドラム１の軸間距離が一義的に決まり、現像器５ｃが現像可能な状態となる。

［現像器の駆動切り替えおよび給電切り替え］
次に本発明の現像器５内の現像ローラ１２ａ、１２ｃの駆動切り替えと給電切り替えについて、図１、図７、図８を用いて説明する。図１は現像器５、感光体ドラム１及び関係する装置本体の機構を簡素化して書いた模式図である。また、２個の現像フレーム１１ａ、１１ｂは同一の構成、動作を示すので特に画像形成部を区別する符号は付与しない。

図１（ａ）はクリーニング枠体４１と現像器５を分離した状態である。クリーニング枠体４１には感光体ドラム１と一体化されたドラム軸９が回転自在に支持され、現像器５を支持する揺動軸４１ａと現像ローラ１２ａ、１２ｃへの駆動入力部（カップリング）８０を具備している。カップリング８０と同軸にはカップリングギア８４を有し、一体となって回動する。また感光体ドラム１とカップリング８０の中心軸を結んだ線ｓを対称軸としてアイドラギア８１ａ、８１ｃが対称に配列されカップリングギア８４と噛み合っている。

またクリーニング枠体４１には現像ローラ１２ａ、１２ｃへの（後に示すような）給電接点９１を設けており、枠体外側に入力部を、枠体内側現像器寄りの部分で現像ローラ１２ａ、１２ｃに向けて分岐している。

現像器５を構成する現像フレーム側板１１ｘには対称軸ｓと略線対称になるように段ギア８２ａ、８２ｃと現像ローラギア８３ａ、８３ｃが軸支、配列されている。現像ローラギア８３ａ、８３ｃは現像ローラ１２ａ、１２ｃ（不図示）と一体的に形成された現像ローラ軸９０ａ、９０ｃとＤカット形状により一体駆動を行い、段ギア８２ａ、８２ｃの下段大ギアと噛み合っている。

図１（ｂ）は現像器５をクリーニング枠体４１へ組み付けた状態である。現像器５の揺動中心２５にはクリーニング枠体４１に具備された揺動軸４１ａが嵌合し、両現像フレーム側板１１ｘ、１１ｙにおいて同様の構成をとることにより、現像器５はクリーニング枠体４１に対して回転自在に支持されている。

＜現像器の駆動切り替え＞
図７は実施の形態に係る現像ローラ駆動系の駆動配列を示したものである。図７（ａ）は感光体ドラム１に対して、現像ローラ１２ａが当接し現像ローラ１２ｃが離間した状態を、図７（ｂ）は現像ローラ１２ｃが当接し現像ローラ１２ａが離間した状態を示している。前述した［現像器の接離機構および加圧機構］で説明した図５との関係として、図７（ａ）が図５（ａ）と図７（ｂ）が図５（ｈ）に対応している。

ここで、クリーニング枠体４１に回転自在に支持されたカップリング８０、カップリングギア８４、アイドラギア８１ａ、感光体ドラム１は、装置本体に対して固定された状態である。また現像フレーム１１ｘに回転自在に支持された段ギア８２ａ、現像ローラギア８３ａ（現像ローラ１２ａ）は揺動中心２５を軸として現像器５ごと回動する。その回動位相は現像ローラ１２ａが感光体ドラム１に当接する位置から現像ローラ１２ｃが感光体ドラム１に当接する位置までである。

カップリング８０には装置本体に配設された対となるカップリング形状を有する駆動入力手段（不図示）により現像ローラ１２の駆動を入力する。駆動は現像器５によらず常に図中反時計回りであり、そのタイミングは画像形成開始時から終了時までで、途中でＯＮ／ＯＦＦ、逆転などをする必要は無く、簡易化された駆動系である。

画像形成状態になると、上記駆動がカップリング８０に入力される。現像ローラ１２ａが感光体ドラム１に当接し現像可能な状態となる為に、現像器５に揺動中心２５を中心とした時計回りのモーメントが作用し（前述の現像器５の接離機構および加圧機構参照）、図７（ａ）に示すように現像ローラ１２ａが感光体ドラム１に当接し、一方では現像ローラ１２ｃが離間した状態となる。

同時に段ギア８２ａの上段小ギアは揺動中心２５を中心とした時計回りのモーメントによりアイドラギア８１ａと噛み合う。アイドラギア８１ａはカップリングギア８４と常時噛み合い、段ギア８２ａの下段大ギアは現像ローラ１２ａとＤカット形状により一体駆動を行う現像ローラギア８３ａと噛み合っている。前記の各ギアの噛み合い関係により、現像ローラ１２ａに駆動伝達（１→２→３→４）を行い、現像ローラ１２ａが所定の速度で回転し、現像器５ａの画像形成を可能とする。

現像ローラ１２ｃの駆動に関してはアイドラギア８１ｃと段ギア８２ｃの上段小ギアの噛み合いとが解除された状態となり、停止状態となる。

また現像ローラ１２ｃが感光体ドラム１に当接し現像可能な状態となる場合も同様で、現像器５に揺動中心２５を中心とした反時計回りのモーメントが作用し（前述の現像器５の接離機構および加圧機構参照）、図７（ｂ）に示すように現像ローラ１２ｃが感光体ドラム１に当接し、一方では現像ローラ１２ａが離間した状態となる。

同時に段ギア８２ｃの上段小ギアは揺動中心２５を中心とした時計回りのモーメントによりアイドラギア８１ｃと噛み合う。アイドラギア８１ｃはカップリングギア８４と常時噛み合い、段ギア８２ｃの下段大ギアは現像ローラ１２ｃとＤカット形状により一体駆動を行う現像ローラギア８３ｃと噛み合っている。前記の各ギアの噛み合い関係により、現像ローラ１２ｃに駆動伝達（１→２→３→４）を行い、現像ローラ１２ｃが所定の速度で回転し、現像器５ａの画像形成を可能とする。

現像ローラ１２ａの駆動に関しては、アイドラギア８１ａと段ギア８２ａの上段小ギアとの噛み合いが解除された状態となり、停止状態となる。

上記は現像器５ａ、５ｃ内での駆動切り替えの説明だが、現像器５ｂ、５ｄ内での駆動切り替えにおいても同一の構成で、同様の動作を行う。

なお駆動入力部は給電接点９１などの配置により揺動中心２５に設けたが、対称軸ｓを略移動方向として感光体ドラム１側、また感光体ドラム１と反対側に設けても良く、揺動中心２５に駆動入力部を配置した場合と同様の機能を得ることができる。

＜現像器の給電切り替え＞
図８は現像ローラ１２ａ、１２ｃに画像形成時に必要な現像バイアスを印加する為の給電構成を説明した図である。給電接点９１には１部品で構成された導電性の高い金属の平板を曲げて成形したものを使用し、クリーニング枠体４１にその給電部９１を本体からの入力のために具備し、給電部９１から各現像ローラ軸９０ａ、９０ｃに分岐するように配置されている。分岐された最終接点部は、画像形成を行うＤローラ軸９０ａ、９０ｃ周面に平板面が圧接するように構成されている。

図８（ａ）は現像ローラ１２ａが画像形成時の給電接点９１の状態を、図８（ｂ）は現像ローラ１２ｃが画像形成時の給電接点９１の状態を示している。前述した［現像器の接離機構および加圧機構］で説明した図５との関係として、図８（ａ）が図５（ａ）と図８（ｂ）が図５（ｈ）に対応している。

給電構成はクリーニング枠体４１（装置本体）に固定されているため、現像ローラ軸１２ａ、１２ｃを回転自在に支持した現像フレーム１１が揺動軸４１ａを中心として回動することにより、現像ローラ１２ａ、１２ｃへのバイアス印加を現像器５が現像可能な状態になるのと合わせて行うことができる。

上記構成により、現像ローラ１２ａが感光体ドラム１に当接し現像可能な状態となる為に、現像器５に揺動中心２５を中心とした時計回りのモーメントと駆動が作用し（前述の［現像器の接離機構および加圧機構］参照）、現像ローラ軸９０ａと接点９１ａが圧接し給電を行い、現像ローラ軸９０ｃ（現像ローラ１２ｃ）への給電は遮断することが可能となる（（ａ）の状態）。

また現像ローラ１２ｃが感光体ドラム１に当接し現像可能な状態となる場合も同様で、現像器５に揺動中心２５を中心とした反時計回りのモーメントと駆動が作用し（前述の［現像器の接離機構および加圧機構］参照）、現像ローラ軸９０ｃと接点９１ｃが圧接し給電を行い、現像ローラ軸９０ａ（現像ローラ１２ａ）への給電は遮断することが可能となる（（ｂ）の状態）。

非現像状態である停止した現像ローラ１２にバイアスが印加され続けると、現像ブレード１４との当接部において局部的な電位が発生する可能性が挙げられる。また接離動作に伴い摺擦メモリが発生する可能性も挙げられる。よって非現像状態にある停止された現像ローラ１２への給電は遮断する必要がある。

また将来的にサイズダウンが望まれる中、画像形成装置やカートリッジの省スペース化が図られている。限られたスペース内に接離構成、給電構成を配置することにより、離間した現像器５が周辺フレームに近接し、電界に影響を与えリーク等を発生する可能性が挙げられる。よって上記構成であれば、非画像形成状態となる現像ローラ１２との給電を遮断し、安定した画像形成を行うことが可能となる。

以上述べたように、１つの感光体ドラム１に２個の現像器５ａ、５ｃが接離動作を行う構成において、現像状態となるために必要な各現像ローラ１２ａ、１２ｃへの駆動あるいは／および給電の切り替えを、接離動作と連動して行うことにより、１つの駆動入力あるいは／および給電入力のみで各現像ローラ１２ａ、１２ｃへの駆動あるいは／および給電の伝達、切り替えが可能となり、コストが抑えられる。また簡易化された構成により、省スペース化を図ることができる。

また、各現像器５ａ、５ｃの加圧切り替えと同時に現像状態となるために必要な駆動あるいは／および給電の入力が可能で、画像出力速度の向上を図ることができる。

また、非現像（離間）状態にある現像ローラ１２は駆動を停止させることが可能で、部材としての長寿命化を図ることができる。

また以上の切り替え構成に関しては、現像フレーム１１をクリーニング枠体４１に回転自在に支持しており、現像フレーム１１とクリーニング枠体４１をプロセスカートリッジ８としてカラー画像形成装置１０００に着脱自在とすることも可能である。これによりユーザあるいはサービスマンのメンテナンス作業の向上が図れる。

１、１ａ、１ｂ 電子写真感光体（感光体ドラム）
２、２ａ、２ｂ 帯電装置（帯電ローラ）
３ 露光装置
５、５ａ〜５ｄ 現像器
６ 中間転写体（中間転写ベルト）
７、７ａ、７ｂ クリーニング装置
８ プロセスカートリッジ
９ ドラム軸
１０ 定着器
１１、１１ａ、１１ｂ 現像フレーム
１１ｘ 現像フレーム側板（駆動側）
１１ｙ 現像フレーム側板（非駆動側）
１１ｃ バネ固定部（バネピン）
１１ｄ カム受け面
１１ｅ カム受け面
１２、１２ａ〜１２ｄ 現像部材（現像ローラ）
１３、１３ａ、１３ｃ トナー供給ローラ
１４、１４ａ、１４ｃ 現像ブレード
１５ トナー搬送部材
１６ 現像部
１７ トナー収納部
１８ 現像開口部
１９、１９ａ、１９ｃ スペーサコロ
２５、２５ａ 揺動中心
４０ａ クリーニングブレード
４１ クリーニング枠体
４１ａ 支点（揺動軸）
４１ｂ 軸
４３ａ 廃トナー室
７０ 現像加圧バネ
７１ バネギア
７１ａ バネ固定部（バネピン）
８０ 駆動入力部（カップリング）
８１ａ、８１ｃ アイドラギア
８２ａ、８２ｃ 段ギア
８３ａ、８３ｃ 現像ローラギア
８４ カップリングギア
９０ａ 現像ローラ軸ａ
９０ｃ 現像ローラ軸ｃ
９１ 給電接点（給電部）
９１ａ、９１ｃ 接点
１００ スキャナーモータ
１０１ ポリゴンミラー
１０２、１０２ａ、１０２ｂ 結像レンズ
１０３ 静電転写ベルト
１０４、１０４ａ、１０４ｂ 一次転写ローラ
１０５ 駆動ローラ
１０７ テンションローラ
１１０ レジストローラ
１１１ フィルムガイド
１１２ 二次転写ローラ
１１３、１１３ａ、１１３ｂ 排紙ローラ
１１４ 排紙トレイ
１１５ 加圧ローラ
１３０ 接離カム
１３０ａ カム面
１３１ カム駆動軸
１３２ バネ駆動ギア
１０００ カラー画像形成装置
Ｐ 転写材
Ｌ、Ｌａ、Ｌｂ 画像光
Ｔ２ 二次転写部
Ｔ トナー
Ｇ、Ｇａ、Ｇｃ 現像部
ｍａ 揺動中心と現像部を結んだ線分の長さ
ｍｂ 揺動中心から感光体ドラム表面までの最短距離
△ 現像ローラ当接ポイント
▽ 現像ローラ当接ポイント

Claims (3)

1. 電子写真感光体と、
   前記電子写真感光体に作用する第１の現像部材と、
   前記第１の現像部材とは色が異なり、前記電子写真感光体に作用する第２の現像部材と、
   前記第１の現像部材と前記第２の現像部材を回転自在に支持し、前記電子写真感光体と平行に回転自在に支持されたフレームと、
   を有し、
   前記第１の現像部材と前記第２の現像部材が前記電子写真感光体に交互に接触することにより多色画像を形成する画像形成装置において、
   前記第１の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第１の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われ、
   前記第２の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第２の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 電子写真感光体と、
   前記電子写真感光体に作用する第１の現像部材と、
   前記第１の現像部材とは色が異なり、前記電子写真感光体に作用する第２の現像部材と、
   前記第１の現像部材と前記第２の現像部材を回転自在に支持し、前記電子写真感光体と平行に回転自在に支持されたフレームと、
   前記第１の現像部材と前記第２の現像部材への１箇所の駆動入力部あるいは／および給電入力部と、
   を有し、
   前記第１の現像部材と前記第２の現像部材が前記電子写真感光体に交互に接触することにより多色画像を形成するプロセスカートリッジにおいて、
   前記第１の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第１の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われ、
   前記第２の現像部材が現像可能な状態になるのと連動して、前記第２の現像部材への駆動あるいは／および給電の伝達が行われる
   ことを特徴とする画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジ。
3. 請求項２に記載のプロセスカートリッジと、
   前記駆動入力部あるいは／および前記給電入力部への
   駆動入力手段あるいは／および給電入力手段と、
   を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。

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