JP2012237849A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置本体に対する着脱時に、現像ローラーの感光体ドラムに対する接近又は退避を円滑に行うことができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】ローラー接離機構５１は、アーム部材５２ａ、５２ｂと、アーム部材５２ａ、５２ｂの上面に当接するシャフト部材５３と、第１コイルバネ５４と、軸受部材５５と、第２コイルバネ５６とを有している。シャフト部材５３の凹部５３ｄとガイド部７０の上面との隙間には、シャフト部材５３の軸方向への摺動を補助する摺動補助部材６０が配置されている。摺動補助部材６０は、金属製の円筒状部材である従動コロ６１と、従動コロ６１を回転自在に保持する保持部６３ａが形成された平面視矩形状の保持部材６３とで構成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される現像装置に関し、特に画像形成装置に着脱可能に装着される現像装置に関するものである。

従来の画像形成装置では、感光体ドラムの寿命により、印字枚数が所定の枚数（例えば数万枚）となったところで感光体ドラムを含むドラムユニットの交換を行うことが必要とされている。また、ドラムユニットに隣接して配置される現像装置のメンテナンスや交換が必要になる場合もある。

ここで、感光体ドラムには現像装置の現像ローラーが当接または近接して配置されている。そのため、ドラムユニットまたは現像装置を交換する際に感光体ドラムと現像ローラーとが接触してしまい、感光体ドラムや現像ローラーの表面を傷付けるおそれがあった。

そこで、感光体ドラムに当接または近接して配置される現像ローラーを感光体ドラムから退避させる機構が種々考案されており、例えば特許文献１、２には、画像形成装置本体への現像装置の装着動作、若しくは開閉ユニットの閉動作に伴って現像ローラーを感光体ドラムに接触させ、現像装置の取り外し動作、若しくは開閉ユニットの開放動作に伴って現像ローラーを感光体ドラムから退避させるローラー接離機構を備えた現像装置が開示されている。

特開２００７−９４３８６号公報 特開２００８−９２９５号公報

特許文献１、２のローラー接離機構は、現像ローラーと一体に回転可能に装着されたアーム部材と、現像ローラーの軸方向に沿って移動可能に配置され、軸方向に移動する際にアーム部材を現像ローラーと一体に回転させるよう構成されたシャフト部材とで構成されている。

しかし、現像ローラーを感光体ドラムに押圧する力や、アーム部材、シャフト部材等の部品寸法の公差や組み立て誤差等により、シャフト部材に加わる負荷が大きくなる場合がある。このような場合、シャフト部材が円滑に移動せず、感光体ドラムに対し現像ローラーが接触又は離間しないおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、ドラムユニット及び現像装置の交換時の作業性を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、画像形成装置本体に対し着脱可能に装着され、トナーを含む現像剤を貯留するハウジングと、該ハウジング内に回転可能に軸支され、前記像担持体に対しトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーの回転軸を回転可能に支持するとともに、前記ハウジングに対し揺動自在に支持される軸受部材と、前記ハウジングに対し軸方向に往復移動可能に配置され、前記軸受部材を揺動させるシャフト部材と、を有し、前記現像ローラーを前記像担持体に対し接近又は退避させるローラー接離機構と、を備えた現像装置において、前記シャフト部材と前記ハウジングの対向面の両側に接触するように配置され、前記シャフト部材の往復移動によって回転しながら前記シャフト部材と前記ハウジングとの隙間を前記シャフト部材と同方向に往復移動する円筒状の従動コロを設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記従動コロの端面及び外周面を所定の間隔を隔てて囲むように保持する保持部を有し、前記従動コロと共に前記シャフト部材と前記ハウジングとの隙間を前記シャフト部材と同方向に往復移動する保持部材を設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記保持部の開口端縁に、前記従動コロの外周面と所定の間隔を隔てて対向する爪部を設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記保持部材は平面視矩形状であり、四隅には前記保持部材の移動方向と垂直な方向に突出する凸部が形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記保持部材は、前記シャフト部材及び前記ハウジングよりも表面摩擦係数の低い材料で形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記シャフト部材の一端を前記ハウジング表面から突出する方向に付勢する第１の付勢部材と、前記軸受部材を前記現像ローラーが前記像担持体に対し接近する方向に付勢する第２の付勢部材とを設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する装着方向上流側の端部に突出しており、前記現像装置の装着方向上流側に隣接して配置されたユニットの開閉に応じて前記シャフト部材が往復移動することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する装着方向下流側の端部に突出しており、画像形成装置本体に対する前記現像装置の着脱操作に応じて前記シャフト部材が往復移動することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、シャフト部材とハウジングの対向面の両側に接触するように配置され、シャフト部材の往復移動によって回転しながらシャフト部材とハウジングとの隙間をシャフト部材と同方向に往復移動する円筒状の従動コロを設けることにより、シャフト部材とハウジングとの摩擦が低減されるため、部品寸法の公差や組み立て誤差等によりシャフト部材に大きな負荷が掛かってもシャフト部材を円滑に摺動させることができる。また、従動コロの軸受構造を必要としないため、軸受部での摩擦による回転負荷が発生せず、従動コロを円滑に回転させることができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、従動コロの端面及び外周面を所定の間隔を隔てて囲むように保持する保持部を有し、従動コロと共にシャフト部材とハウジングとの隙間をシャフト部材と同方向に往復移動する保持部材を設けることにより、従動コロの回転軸方向を常にシャフト部材の移動方向に対し略垂直に維持することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の現像装置において、保持部の開口端縁に、従動コロの外周面と所定の間隔を隔てて対向する爪部を設けることにより、保持部材からの従動コロの脱落を防止できるため、現像装置の組み立て作業性が向上する。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の現像装置において、保持部材を平面視矩形状とし、四隅に移動方向と垂直な方向に突出する凸部を形成することにより、保持部材は凸部のみでシャフト部材やハウジング等の周辺部材と接触するため、保持部材と周辺部材との摩擦による負荷を低減することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第２乃至第４のいずれかの構成の現像装置において、保持部材をシャフト部材及びハウジングよりも表面摩擦係数の低い材料で形成することにより、保持部材とシャフト部材及びハウジングとの接触面の摺動性が高くなり、摩擦による負荷をより一層低減することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の現像装置において、シャフト部材の一端をハウジング表面から突出する方向に付勢する第１の付勢部材と、軸受部材を現像ローラーが像担持体に対し接近する方向に付勢する第２の付勢部材とを設けることにより、シャフト部材の一端を押圧する、若しくは押圧を解除するだけで現像ローラーを像担持体に対し接近若しくは退避させることができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成の現像装置において、シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する装着方向上流側の端部に突出しており、現像装置の装着方向上流側に隣接して配置されたユニットの開閉に応じてシャフト部材が往復移動するようにしたので、ユニットを開放することで現像ローラーが像担持体に対し退避するため、現像装置及びドラムユニットをそれぞれ単独で、且つ順序に制限なく着脱することができる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第６の構成の現像装置において、シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する装着方向下流側の端部に突出しており、画像形成装置本体に対する現像装置の着脱操作に応じてシャフト部材が往復移動するようにしたので、現像装置を画像形成装置本体に装着するだけで現像ローラーを像担持体に対し接近させることができ、現像装置を画像形成装置本体から取り外す操作に伴い現像ローラーを像担持体に対し退避させることができる。

また、本発明の第９の構成によれば、上記第１乃至第８のいずれかの構成の現像装置を搭載することにより、現像装置の着脱時における像担持体に対する現像ローラーの接近または退避を確実に行うことができ、像担持体及び現像ローラーの損傷を防止するとともに作業性にも優れた画像形成装置となる。

本発明の現像装置を備えた画像形成装置の内部構成を示す概略断面図 図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大断面図 画像形成装置に着脱自在に搭載されるドラムユニット４０ａの外観斜視図 ドラムユニット４０ａと併用される本発明の現像装置３ａの外観斜視図 ローラー接離機構５１を模式的に示す概略側面図 ローラー接離機構５１、現像ローラー２９、感光体ドラム１ａの関係を図５の右方向から見た概略図 ローラー接離機構５１を構成するシャフト部材５３の外観斜視図 本発明の現像装置の挿入方向下流側（図４の奥側）端部近傍の拡大斜視図 摺動補助部材６０を構成する従動コロ６１及び保持部材６３の斜視図 シャフト部材５３の凹部５３ｄに配置された摺動補助部材６０の側面図 摺動補助部材６０を図１０の左側から見た正面図 廃棄トナー搬送ユニット１００を装置本体に対して回動させる前の状態を示す斜視図 廃棄トナー搬送ユニット１００を装置本体に対して回動させた状態を示す斜視図 シャフト部材５３とガイド部が摺動補助部材６０を介して摺動する様子を示す拡大斜視図 ドラム位置決めユニット８０を開放した状態を示す正面図 図１５におけるドラムユニット４０ｃ、４０ｄ及び現像装置３ｃ、３ｄ付近の拡大図 ドラムユニット４０ｄを装置本体から引き出した状態を示す斜視図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下での説明の便宜上、方向を以下のように定義しておく。まず、図１に示す画像形成装置２００において、感光体ドラム１ａ〜１ｄのドラム軸が並ぶ方向をＸ方向とし、各ドラム軸を含む平面に垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向（ドラム軸方向）をＺ方向とする。すなわち、図１においては、Ｘ方向は左右方向に対応し、Ｙ方向は上下方向に対応し、Ｚ方向は前後方向に対応する。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の正負の向きは、ここでは問わない。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。画像形成装置２００は、本実施形態では、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）に対応する４つの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを並列配置して画像形成を行う、４連タンデム型のカラープリンターで構成されている。

画像形成装置２００の装置本体内には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、図１では左側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する上記した感光体ドラム１ａ〜１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において反時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９において用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、主に継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。中間転写ベルト８および二次転写ローラー９は、ベルト駆動モータ（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄと同一線速で回転駆動される。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でトナー像の転写後に残留した現像剤（トナー）を回収、除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄとが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット５によって画像データに基づいて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラー（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。

なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット５の露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。一次転写ローラー６ａ〜６ｄは、一次転写駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８と同一線速で回転駆動される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に掛け渡されており、上記ベルト駆動モータによる駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、ニップ部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、定着ローラー対１３ａのニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１３を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラー対１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラー対１５を逆回転させることにより分岐部１４で反転搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

次に、上述した画像形成部Ｐａの詳細について説明する。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについては、基本的に画像形成部Ｐａと同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近を拡大して示す断面図である。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の時計回り）に沿って、上述した帯電装置２ａ、現像装置３ａ、一次転写ローラー６ａ、クリーニング装置７ａが配設されている。このうち、一次転写ローラー６ａは、中間転写ベルト８を挟んで感光体ドラム１ａと対向する位置に配置されている。

また、感光体ドラム１ａと、帯電装置２ａと、クリーニング装置７ａとはユニット化されている。なお、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄと、帯電装置２ａ〜２ｄと、クリーニング装置７ａ〜７ｄとから成るユニットを、以下ではドラムユニット４０ａ〜４０ｄと称する。

帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー２１と、帯電ローラー２１をクリーニングするための帯電クリーニングローラー２３とを有している。現像装置３ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２５と、磁気ローラー２７と、現像ローラー２９とを有し、現像ローラー２９にトナーの帯電極性と同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。

クリーニング装置７ａは、摺擦ローラー（研磨部材）３０、クリーニングブレード３１、および回収スパイラル３３を有している。摺擦ローラー３０は、感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されており、ドラムクリーニングモーター（図示せず）により感光体ドラム１ａとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その線速は感光体ドラム１ａの線速よりも速く（ここでは１．２倍）制御されている。摺擦ローラー３０としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてＥＰＤＭゴム製でアスカーＣ硬度が５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラー体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカーＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。

なお、アスカーＣとは、日本ゴム協会標準規格に規定されたデュロメータ（スプリング式硬度計）の一つで、硬さを測定するための測定器のことである。アスカーＣ硬度とは、上記の測定器で測定された硬度を指し、数値が大きいほど硬い材料であることを示す。

感光体ドラム１ａ表面の、摺擦ローラー３０との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード３１が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード３１としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード３１の材質および硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量および圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。なお、ＪＩＳ硬度とは、日本工業規格（ＪＩＳ；Japanese Industrial Standards ）で規定された硬度を指す。

摺擦ローラー３０およびクリーニングブレード３１によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スパイラル３３の回転に伴ってクリーニング装置７ａ（図２参照）の外部に排出される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面にシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等から選択される研磨剤が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。

このように摺擦ローラー３０を感光体ドラム１ａに対し速度差を持って回転させることで研磨剤を含む残留トナーによって感光体ドラム１ａの表面を研磨し、摺擦ローラー３０およびクリーニングブレード３１によってドラム表面の水分や放電生成物等を残留トナーと共に除去する。

なお、装置本体内部のレイアウトは、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向や、用紙Ｐの搬送経路を適切に設定できるのであれば、適宜変更可能である。例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向を、本実施形態とは逆にするとともに、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄと現像装置３ａ〜３ｄとの位置関係を、本実施形態とは逆にし、これに合わせて用紙Ｐの搬送経路を設定することも勿論可能である。

図３は、ドラムユニット４０ａの外観を示す斜視図である。なお、ドラムユニット４０ｂ〜４０ｄについては、基本的にドラムユニット４０ａと同様の構成であるため説明を省略する。ドラムユニット４０ａは、上述した感光体ドラム１ａ、帯電装置２ａ、クリーニング装置７ａの他に、トナー廃棄口４１ａを有している。クリーニング装置７ａにて回収された廃棄用のトナーは、トナー廃棄口４１ａから排出され、廃棄トナー搬送ユニット１００（図１２参照）を介して回収容器１１０（図１２参照）に搬送される。また、画像形成装置２００の開閉カバー（図示せず）の内側に配置されたドラム位置決めユニット８０（図１３参照）に対向するドラムユニット４０ａの前面からは、ドラム位置決めユニット８０の軸受孔に嵌合するドラム軸１ａ_１が突出している。

図４は、上記のドラムユニット４０ａと併用される現像装置３ａの外観を示す斜視図である。なお、現像装置３ｂ〜３ｄについては、基本的に現像装置３ａと同様の構成であるため説明を省略する。現像装置３ａは、上述した２本の攪拌搬送スクリュー２５、磁気ローラー２７、現像ローラー２９（図２参照）をハウジング５０の内部に有しており、ハウジング５０にはトナーコンテナ４ａ（図１参照）からのトナーを供給するトナー供給部（図示せず）と接続されるトナー供給口５０ａが形成されている。このトナー供給口５０ａを介して対応する色（ここではマゼンタ）のトナーが現像装置３ａの内部に供給され、静電潜像の現像に供される。

また、現像装置３ａは、感光体ドラム１ａに対し現像ローラー２９を接近させ、若しくは退避させるローラー接離機構５１（図５参照）を備えており、現像装置３ａの側面には、ローラー接離機構５１を構成するシャフト部材５３が配置されている。シャフト部材５３は、現像装置３ａのハウジング５０の外表面に形成された溝状のガイド部７０に沿って摺動可能に配置されている。そして、画像形成装置２００の開閉カバー（図示せず）に対向する現像装置３ａの前面からは、シャフト部材５３の当接部５３ａが突出している。なお、図４では、ガイド部７０を封止する側面カバー７１（図１１参照）を取り外してシャフト部材５３を露出させた状態を示している。

また、当接部５３ａの近傍には現像装置３ａ〜３ｄ内の浮遊トナーを吸引するための吸引ダクトに連結されるダクト連結部５０ｂが形成されている。さらに、当接部５３ａ及びダクト連結部５０ｂの下方には、開閉カバーの内側に配置されたドラム位置決めユニット８０（図１３参照）の位置決めボスが嵌合する嵌合孔５０ｃが形成されている。

図５は、ローラー接離機構５１の概略側面図であり、図６は、ローラー接離機構５１、現像ローラー２９、感光体ドラム１ａの関係を軸方向（図５の右方向）から見た概略図、図７は、ローラー接離機構５１を構成するシャフト部材５３の外観斜視図である。図５〜図７を用いて、ローラー接離機構５１による感光体ドラム１ａ〜１ｄへの現像ローラー２９の接近及び退避機構について説明する。なお、ここでは現像装置３ａのローラー接離機構５１について説明するが、現像装置３ｂ〜３ｄについても同様であるため説明を省略する。ローラー接離機構５１は、アーム部材５２ａ、５２ｂと、アーム部材５２ａ、５２ｂの上面に当接するシャフト部材５３と、第１コイルバネ５４と、軸受部材５５と、第２コイルバネ５６とを有している。

シャフト部材５３は、所定の剛性を備えた素材を材質として形成され、現像装置３ａの長手方向に沿って配置された棒状部材であり、軸方向（矢印ＡＡ′方向）に移動自在に配置されている。図７に示すように、シャフト部材５３は、軸方向前側の端部にドラム位置決めユニット８０（図１３参照）に当接可能な当接部５３ａを有しており、シャフト部材５３の両端部近傍には、アーム部材５２ａ、５２ｂに対応する位置においてシャフト部材５３の外周面から下方に突出する２つのリブ５３ｂが形成されている。リブ５３ｂは、シャフト部材５３の軸方向に沿って外周面からの突出量が徐々に変化する側面視フィン形状をなしている。

また、シャフト部材５３の長手方向略中央部には、第１コイルバネ５４の一端が係合するフック状の係合部５３ｃが形成されている。さらに、シャフト部材５３のリブ５３ｂと反対側（外周面の上方）の２箇所には凹部５３ｄが形成されている。

第１コイルバネ５４は引っ張りバネであり、一端が係合部５３ｃに係合するとともに他端がハウジング５０に固定されており、自由状態でシャフト部材５３の当接部５３ａが現像装置３ａの前側から突出するように、シャフト部材５３を軸方向前側（矢印Ａ′方向）に付勢する。軸受部材５５は、アーム部材５２ａ、５２ｂと一体に形成され、磁気ローラー２７及び現像ローラー２９の各回転軸２７ａ、２９ａの両端部を受けて両ローラー２７、２９を連結するリンク部材として機能し、磁気ローラー２７の回転軸２７ａを中心として矢印ＢＢ′方向に一体に揺動するようになっている。

従って、軸受部材５５が回転軸２７ａを中心として揺動すると、現像ローラー２９は、軸受部材５５と共に磁気ローラー２７を中心として揺動して感光体ドラム１ａに対し接近又は退避する。また、軸受部材５５には第２コイルバネ５６が固定されており、軸受部材５５は第２コイルバネ５６によって矢印Ｂ方向に揺動する方向に付勢されている。なお、軸受部材５５は、アーム部材５２ａ、５２ｂと別体の部材であっても良い。

図５及び図６に示すように、シャフト部材５３の当接部５３ａが現像装置３ａから突出した状態では、アーム部材５２ａ、５２ｂがリブ５３ｂに乗り上げて下方に押し下げられており、現像ローラー２９は感光体ドラム１ａから退避した位置にある。この状態から当接部５３ａが現像装置３ａ内に押し込まれると、シャフト部材５３が軸方向奥側（矢印Ａ方向）に動くことで各アーム部材５２ａ、５２ｂがリブ５３ｂから脱落する。そして、各アーム部材５２ａ、５２ｂに連結された各軸受部材５５は第２コイルバネ５６の付勢力によって回転軸２７ａを中心として矢印Ｂ方向に揺動する。その結果、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａに接近する。

一方、当接部５３ａの押圧を解除すると、シャフト部材５３が第１コイルバネ５４の付勢力により軸方向前側（矢印Ａ′方向）に移動することで各アーム部材５２ａ、５２ｂがリブ５３ｂに乗り上げ、各アーム部材５２ａ、５２ｂは回転軸２７ａを中心として矢印Ｂ′方向に揺動する。そして、各アーム部材５２ａ、５２ｂと共に軸受部材５５も第２コイルバネ５６の付勢力に抗して矢印Ｂ′方向に揺動するため、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａから退避する。

なお、ここではシャフト部材５３は、リブ５３ｂによって手前側のアーム部材５２ａと奥側のアーム部材５２ｂとを下方に同時に押し下げるようにしたが、各アーム部材５２ａ、５２ｂの回動タイミングが異なるようにしても良い。例えば、奥側のアーム部材５２ｂを先に下方に押し下げてから手前側のアーム部材５２ａを下方に押し下げる構成としても良い。

図８は、現像装置３ａの挿入方向下流側（図４の奥側）端部近傍の拡大斜視図である。図８では、シャフト部材５３の当接部５３ａが現像装置３ａ内に押し込まれ、アーム部材５２ｂがリブ５３ｂから脱落した状態を示しており、軸受部材５５は第２コイルバネ５６の付勢力によって回転軸２７ａを中心として図６の矢印Ｂ方向に揺動し、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａに接近している。また、磁気ローラー２７及び現像ローラー２９にバイアスを印加するための接点部材５８ａ、５８ｂが配置されている。接点部材５８ａは規制ブレード（図示せず）を介して磁気ローラー２７の回転軸２７ａにバイアスを印加し、接点部材５８ｂはバネ部材５９を介して現像ローラー２９回転軸２９ａにバイアスを印加する。

シャフト部材５３の凹部５３ｄとガイド部７０（図４参照、図８では図示せず）の上面との間には、シャフト部材５３の軸方向への摺動を補助する摺動補助部材６０が配置されている。

図９に示すように、摺動補助部材６０は、金属製の円筒状部材である従動コロ６１と、従動コロ６１を回転自在に保持する保持部６３ａが形成された平面視矩形状の保持部材６３とで構成されている。なお、ここでは説明を省略するが、シャフト部材５３の挿入方向上流側（図７の右側）の凹部５３ｄにも同じ構成の摺動補助部材６０が配置されている。

図１０は、シャフト部材５３の凹部５３ｄに配置された摺動補助部材６０の側面図であり、図１１は、摺動補助部材６０を図１０の左側から見た正面図である。保持部材６３の保持部６３ａの上下からは従動コロ６１の外周面の一部が突出しており、従動コロ６１の外周面は凹部５３ｄとガイド部７０の上面７０ａの両方に接触している。

また、保持部６３ａの内寸は従動コロ６１の外寸よりも大きく設計されており、保持部６３ａは、従動コロ６１の端面及び外周面の一部（上下方向の中央部付近の全周）を所定の間隔を隔てて囲むように保持している。保持部６３ａの上下端縁には、保持部６３ａからの従動コロ６１の抜けを防止するための爪部６５が従動コロ６１の外周面と所定の間隔を隔てて設けられている。

シャフト部材５３の往復移動に伴い、従動コロ６１は凹部５３ｄ内を転がりながらシャフト部材５３と同方向に移動する。このとき、従動コロ６１の移動距離はシャフト部材５３の移動距離の１／２となる。また、従動コロ６１は保持部材６３の保持部６３ａ内において回転自在に保持されるため、従動コロ６１の回転軸方向は常にシャフト部材５３の移動方向に対し略垂直に維持される。

なお、従動コロ６１をシャフト部材５３側、或いはガイド部７０の上面７０ａ側に軸支する構成の場合、回転軸と軸受部との摩擦により回転負荷が発生し、従動コロ６１の円滑な回転を妨げてしまう。本実施形態の構成によれば、保持部材６３は従動コロ６１の回転軸方向の姿勢を保持するのみで軸受構造をとらないため、軸受部での摩擦による回転負荷が発生せず、従動コロ６１を円滑に回転させることができる。

また、保持部材６３の四隅には、摺動方向と垂直な方向（図１１の上下及び左右方向）に突出する凸部６７が設けられている。凸部６７の上下方向の寸法は、従動コロ６１の直径よりも僅かに小さくなっている。これにより、摺動補助部材６０が凹部５３ｄ内を移動する際、保持部材６３は凹部５３ｄ、ガイド部７０の上面７０ａ、側面７０ｂ、及び側面カバー７１からなる周辺部材と凸部６７のみで接触するため、摩擦による負荷を低減することができる。さらに、凸部６７の外表面を曲面とすることにより、保持部材６３と凹部５３ｄ、ガイド部７０の上面７０ａ、側面７０ｂ、及び側面カバー７１との接触面積を極力小さくして摩擦による負荷をより低減することができる。

さらに、保持部材６３をシャフト部材５３及びハウジング５０よりも摺動性の高い（表面摩擦係数の低い）材料で形成することにより、保持部材６３と周辺部材との摩擦をより一層低減することができ、シャフト部材５３の動作不良の発生をより効果的に防止することができる。保持部材６３を形成する樹脂材料としては、摺動性と弾性を兼ね備えたポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、フッ素樹脂等が好ましく、安価な汎用樹脂であるポリアセタールが特に好ましい。

次に、図５〜図７を適宜参照しながら、各現像装置３ａ〜３ｄ、及び各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの交換作業の手順について説明する。図１２は、装置本体に対するドラム位置決めユニット８０、及び廃棄トナー搬送ユニット１００の初期状態での位置を示す斜視図であり、図１３は、廃棄トナー搬送ユニット１００を装置本体に対して回動させた状態を示す斜視図である。なお、図１２では、ドラム位置決めユニット８０は廃棄トナー搬送ユニット１００の内側に配置されている。

図１２の状態、すなわち、各現像装置３ａ〜３ｄ、及び各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの装置本体への装填状態では、各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄのドラム軸１ａ_１〜１ｄ_１がドラム位置決めユニット８０の裏面側の軸受孔（図示せず）に嵌め込まれており、各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄ相互間の位置決めが適切になされている。また、ドラム位置決めユニット８０の位置決めピン（図示せず）が装置本体の前側板４１の穴部に嵌め込まれており、廃棄トナー搬送ユニット１００の凸部１０３も前側板４１の穴部４４に係合しているため、装置本体に対するドラム位置決めユニット８０及び廃棄トナー搬送ユニット１００の位置決めも適切になされている。

各現像装置３ａ〜３ｄ、各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄを交換する際には、図１２の状態から、まず、装置本体前側の図示しない開閉カバーを開いた後、廃棄トナー搬送ユニット１００のフック１０４・１０４と前側板４１の穴部４５・４５との係合を解除し、廃棄トナー搬送ユニット１００を下方向（装置本体の正面に対して上開き）に回動させる。廃棄トナー搬送ユニット１００を回動させると、図１３に示すように、廃棄トナー搬送ユニット１００よりも内側に配置されたドラム位置決めユニット８０が露出する。

ドラム位置決めユニット８０は、装置本体（前側板４１）と係合するフック部（図示せず）を有しており、フック部の係合により現像装置３ａ〜３ｄの前面に対向する位置に配置されている。また、各現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９を離接させるシャフト部材５３の当接部５３ａは、ドラム位置決めユニット８０の裏面によって現像装置３ａ〜３ｄ内に押し込まれている。これにより、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９（図２参照）はそれぞれ対応するドラムユニット４０ａ〜４０ｄ内の感光体ドラム１ａ〜１ｄに近接して配置されている。

次に、ドラム位置決めユニット８０と装置本体（前側板４１）との係合を解除する。ドラム位置決めユニット８０と前側板４１との係合が解除されると、第１コイルバネ５４の付勢力によりシャフト部材５３が図５の矢印Ａ′方向に摺動して当接部５３ａが現像装置３ａ〜３ｄの前面から突出する。これにより、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９（図２参照）はそれぞれ対応するドラムユニット４０ａ〜４０ｄ内の感光体ドラム１ａ〜１ｄから退避した位置に配置される。また、ドラム位置決めユニット８０は当接部５３ａに押圧されて図１３の位置から所定角度だけ上方向に回動した位置で保持される。このとき、軸受孔へのドラム軸１ａ_１〜１ｄ_１の嵌め込み、及び前側板４１への位置決めピンの嵌め込みも解除される。

また、図１４に示すように、シャフト部材５３が矢印Ａ′方向に摺動する際、凹部５３ｄに配置された摺動補助部材６０の従動コロ６１が現像装置３ａのガイド部７０に接触して回転する。これにより、シャフト部材５３とガイド部７０との摩擦が低減されるため、部品寸法の公差や組み立て誤差等によりシャフト部材５３に大きな負荷が掛かってもシャフト部材５３を円滑に摺動させることができる。

次に、ドラム位置決めユニット８０を上方向（装置本体の正面に対して下開き）に回動させる。図１５は、ドラム位置決めユニット８０を装置本体に対して回動させた状態を示す正面図、図１６は、図１５におけるドラムユニット４０ｃ、４０ｄ及び現像装置３ｃ、３ｄ付近の拡大図である。

ドラム位置決めユニット８０を回動させることにより、図１５に示すように、現像装置３ａ〜３ｄ及びドラムユニット４０ａ〜４０ｄの前方が広く開放される。また、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９は感光体ドラム１ａ〜１ｄから退避しているため、図１７に示すように、例えばドラムユニット４０ｄを取り出して交換することが可能となる。また、他のドラムユニット４０ａ〜４０ｃ、及び現像装置３ａ〜３ｄについても図１５の状態で同様に交換することが可能となる。

現像装置３ａ〜３ｄまたはドラムユニット４０ａ〜４０ｄの交換後は、図１５の状態から上記と逆の手順によってドラム位置決めユニット８０を下向きに回動させて閉じていくと、ドラム位置決めユニット８０の裏面側が当接部５３ａに接触する。この状態からドラム位置決めユニット８０に力を加えて図１３の位置まで押し込むことで、当接部５３ａが現像装置３ａ〜３ｄ内に押し込まれ、再び各現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９が感光体ドラム１ａ〜１ｄに近接して配置される。最後に、廃棄トナー搬送ユニット１００を上向きに回動させて閉じることで、図１２に示す初期状態に戻すことができる。

以上のように、本実施形態の構成によれば、廃棄トナー搬送ユニット１００及びドラム位置決めユニット８０を開放するだけで、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９との押圧を解除することができる。従って、各現像装置３ａ〜３ｄ、或いはドラムユニット４０ａ〜４０ｄのうち、任意のユニットの抜き出し、或いは挿入が順序を問わず可能となり、各現像装置３ａ〜３ｄ、及び各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの交換時の作業性を格段に向上させることができる。

また、シャフト部材５３とハウジング５０のガイド部７０との隙間に摺動補助部材６０を配置したので、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する現像ローラー２９の接触又は離間動作を円滑且つ確実に行うことができる。さらに、シャフト部材５３の当接部５３ａの押し込みに要する力も小さくなるため、ドラム位置決めユニット８０の閉動作に要する力も小さくなる。従って、サービスマンによるドラムユニット４０ａ〜４０ｄ、現像装置３ａ〜３ｄの交換作業が容易になるのみでなく、ユーザーレベルでもドラムユニット４０ａ〜４０ｄ、現像装置３ａ〜３ｄの交換作業を簡単に行うことができ、作業時間も短縮することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では保持部材６３を用いて従動コロ６１の回転軸の姿勢を維持するようにしたが、他の構成によって従動コロ６１の姿勢を維持するようにしても良い。例えば、シャフト部材５３の凹部５３ｄまたはガイド部７０の上面７０ａにガイド溝を設けても良い。

また、上記実施形態では、現像装置３ａ〜３ｄの装着方向上流側に隣接して配置されたドラム位置決めユニット８０の開閉に応じてシャフト部材５３が往復移動する構成としたが、例えばシャフト部材５３の当接部５３を、現像装置３ａ〜３ｄの装着方向下流側（画像形成装置２００の奥側）の端部に突出させ、画像形成装置２００に対する現像装置３ａ〜３ｄの着脱操作に応じてシャフト部材５３が往復移動するようにしても良い。

また本発明は、図１に示したようなカラープリンターに限らず、モノクロプリンター、モノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機（コピー、ファクシミリ、スキャナー、ファクシミリ等の諸機能を併せ持つもので、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）とも呼ばれる）等の他の画像形成装置にも適用可能である。

本発明は、画像形成装置本体に対し着脱可能な現像装置に利用可能である。本発明の利用により、感光体ドラムに対する現像ローラーの接近又は退避動作が円滑なものとなり、画像形成装置本体への装着及び取り外しが容易な操作性に優れた現像装置及び画像形成装置を提供することができる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２９ 現像ローラー
４０ａ〜４０ｄ ドラムユニット
５０ ハウジング
５１ ローラー接離機構
５２ａ、５２ｂ アーム部材
５３ シャフト部材
５３ａ 当接部
５３ｂ リブ
５３ｄ 凹部
５４ 第１コイルバネ（第１の付勢部材）
５５ 軸受部材
５６ 第２コイルバネ（第２の付勢部材）
６０ 摺動補助部材
６１ 従動コロ
６３ 保持部材
６３ａ 保持部
６５ 爪部
６７ 凸部
７０ ガイド部
７０ａ 上面
７０ｂ 側面
８０ ドラム位置決めユニット
１００ 廃棄トナー搬送ユニット
２００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部

Claims (9)

1. 画像形成装置本体に対し着脱可能に装着され、トナーを含む現像剤を貯留するハウジングと、
   該ハウジング内に回転可能に軸支され、前記像担持体に対しトナーを供給する現像ローラーと、
   該現像ローラーの回転軸を回転可能に支持するとともに、前記ハウジングに対し揺動自在に支持される軸受部材と、前記ハウジングに対し軸方向に往復移動可能に配置され、前記軸受部材を揺動させるシャフト部材と、を有し、前記現像ローラーを前記像担持体に対し接近又は退避させるローラー接離機構と、
   を備えた現像装置において、
   前記シャフト部材と前記ハウジングの対向面の両側に接触するように配置され、前記シャフト部材の往復移動によって回転しながら前記シャフト部材と前記ハウジングとの隙間を前記シャフト部材と同方向に往復移動する円筒状の従動コロを設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記従動コロの端面及び外周面を所定の間隔を隔てて囲むように保持する保持部を有し、前記従動コロと共に前記シャフト部材と前記ハウジングとの間を前記シャフト部材と同方向に往復移動する保持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記保持部の開口端縁に、前記従動コロの外周面と所定の間隔を隔てて対向する爪部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記保持部材は平面視矩形状であり、四隅には前記保持部材の移動方向と垂直な方向に突出する凸部が形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
5. 前記保持部材は、前記シャフト部材及び前記ハウジングよりも表面摩擦係数の低い材料で形成されることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記シャフト部材の一端を前記ハウジング表面から突出する方向に付勢する第１の付勢部材と、前記軸受部材を前記現像ローラーが前記像担持体に対し接近する方向に付勢する第２の付勢部材とを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する装着方向上流側の端部に突出しており、前記現像装置の装着方向上流側に隣接して配置されたユニットの開閉に応じて前記シャフト部材が往復移動することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する装着方向下流側の端部に突出しており、画像形成装置本体に対する前記現像装置の着脱操作に応じて前記シャフト部材が往復移動することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。