JP2017161839A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017161839A
JP2017161839A JP2016048367A JP2016048367A JP2017161839A JP 2017161839 A JP2017161839 A JP 2017161839A JP 2016048367 A JP2016048367 A JP 2016048367A JP 2016048367 A JP2016048367 A JP 2016048367A JP 2017161839 A JP2017161839 A JP 2017161839A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contact
separation
image forming
unit
cam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016048367A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6812115B2 (ja
Inventor
彰一 善財
Shoichi Zenzai
彰一 善財
知史 川村
Tomofumi Kawamura
知史 川村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016048367A priority Critical patent/JP6812115B2/ja
Priority to KR1020170025660A priority patent/KR102027637B1/ko
Priority to US15/451,532 priority patent/US9927764B2/en
Publication of JP2017161839A publication Critical patent/JP2017161839A/ja
Priority to US15/891,597 priority patent/US10191445B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6812115B2 publication Critical patent/JP6812115B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/1642Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements for connecting the different parts of the apparatus
    • G03G21/1647Mechanical connection means
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/082Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer for immersion
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/1604Arrangement or disposition of the entire apparatus
    • G03G21/1623Means to access the interior of the apparatus
    • G03G21/1633Means to access the interior of the apparatus using doors or covers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/1661Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements means for handling parts of the apparatus in the apparatus
    • G03G21/1676Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements means for handling parts of the apparatus in the apparatus for the developer unit
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • G03G21/1803Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof
    • G03G21/1817Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof having a submodular arrangement
    • G03G21/1821Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof having a submodular arrangement means for connecting the different parts of the process cartridge, e.g. attachment, positioning of parts with each other, pressure/distance regulation
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • G03G21/1803Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof
    • G03G21/1817Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof having a submodular arrangement
    • G03G21/1825Pivotable subunit connection
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • G03G21/1839Means for handling the process cartridge in the apparatus body
    • G03G21/1842Means for handling the process cartridge in the apparatus body for guiding and mounting the process cartridge, positioning, alignment, locks

Abstract

【課題】当接離間手段によって離間量が所定量に至らない場合に、開閉部材の開放に連動する現像離間への強制遷移が作用し、かつ正常時には作用しないことで、正常時の開閉部材の開閉の負荷を少なくできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置で、駆動部材を当接位相から離間位相へと変位すると、移動ユニットが当接位置から離間位置へ移動し(第1モード)、駆動部材が当接位相にある状態で、開閉部材を開放すると、押圧部材が移動ユニットを押圧して第1移動量移動させることで当接位置から離間位置へ移動する(第2モード)。【選択図】図12

Description

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式等で画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及び複合機等の画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置として、感光体とこれに作用するプロセス手段(帯電手段、現像手段、クリーニング手段等)とを複数備え、各感光体に当接可能な1つのベルトを有し、カラー画像を転写材に形成可能なインライン構成の画像形成装置がある。
近年、市場のニーズとして、画像形成装置のファーストプリントアウトタイム(FPOT)の短縮が強く望まれている。また、ユーザビリティ上の観点からも、画像形成装置のFPOTの短縮をすることが特に有効であると言える。このような環境の下、FPOTを短縮するために、パソコン等からのプリント指示を受けてから、最初に現像を開始するまでの時間を短縮することが重要となる。このため、最初に現像を開始する現像ローラが離間位置から当接位置まで移動する時間を短縮することによりFPOTを短縮することが求められる。
また、現像ローラを感光体に対して接触させた状態で現像を行う接触現像方式の画像形成装置がある。接触現像方式を用いる場合、現像ローラとの摺擦により感光体表層が削れることによる寿命の低下や、画像形成時以外に現像剤(トナー)が感光体に付着することによる現像剤の浪費や転写材の汚れの発生があり得る。また、長時間当接して停止した状態が維持されることによる現像ローラの変形などの現象が生じることがあり得る。このため、当接位置から所定量離間した待機位置を設けることが好ましい。
そして、上述した現像剤の浪費を最小限にするためには、現像ローラを当接位置から待機位置へと速やかに移動することも重要となる。また、これら当接位置と待機位置との遷移にあたっては、現像ローラと感光ドラムの平行性が高いことがFPOTの短縮、現像手段の寿命の向上の観点から望ましい。
特許文献1には、インライン構成の画像形成装置に接触現像方式を適用した場合、現像ローラと感光ドラムとを当接・離間させることができながら、現像ユニットを、筐体に対して、感光ドラムの軸線方向に沿って引き出し可能とした構成が提案されている。具体的には、アクセスドアの閉塞状態で画像形成装置の駆動手段による現像ローラと感光ドラムの当接・離間に加えて、感光ドラム及び現像ローラへのアクセスドアを閉塞状態から開放状態にすることでも、現像ローラを感光ドラムから離間可能としたものである。このため、特許文献1では開閉部材としてのアクセスドアに当接離間手段を設けている。
特開2013−195541号公報
しかしながら、特許文献1では、アクセスドアの閉塞状態で現像ローラと感光ドラムの当接・離間を行う画像形成装置の駆動手段が正常なときも異常なときも常にアクセスドアの開放に連動して現像ローラを感光ドラムから離間可能する構成である。このため、当接・離間を行う画像形成装置の駆動手段が正常なときでも、ユーザーにとってアクセスドア開閉の負荷が大きくなってしまう可能性がある。
なお、更に特許文献1では、アクセスドアに設けられた一つの接離手段と、装置後方に設けられた接離手段を係合・駆動伝達するため、ばねにより付勢されたカップリング部材を設けている。そのため、前記ばねによる付勢力が、アクセスドア開放以外の状態で常に作用する。その結果、付勢力によるアクセスドアの反り・変形を生じ外観を損ねる可能性がある。さらに、ユーザがアクセスドアを閉めるときの操作力が増大する虞もあり、ユーザビリティを損なうことも予想される。
また、特許文献1では、装置の前後方向に設けられた各現像ローラを待機位置から当接位置、もしくは当接位置から待機位置まで移動させる当接離間手段が、両端にカップリング及びピニオンギアを設けた軸で連結・係合されている。このため、上述した現像ローラが感光ドラムに当接・離間する際に、軸のねじれにより装置の前後において、各現像ローラの当接・離間時間に差が生じる可能性がある。この場合、装置制御上、理想的な当接もしくは離間に基づく時間設定をせざるを得ないため、FPOTを短縮する上での障害となってしまう可能性もある。
本発明の目的は、当接離間手段によって離間量が所定量に至らない場合に、開閉部材の開放に連動する現像離間への強制遷移が作用し、かつ正常時には作用しないことで、正常時の開閉部材の開閉の負荷を少なくできる画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、現像剤担持体を支持する現像ユニットの位置を規制する規制部を備える移動ユニットであって、像担持体に前記現像剤担持体を当接させるための当接位置と、前記像担持体と前記現像剤担持体とを離間させるための離間位置とに移動可能な移動ユニットと、前記移動ユニットを前記当接位置から前記離間位置へ移動させる駆動部材であって、前記移動ユニットが前記当接位置に位置することを許容する当接位相と、前記移動ユニットを前記離間位置で維持する離間位相とへ変位可能な駆動部材と、前記現像剤担持体及び又は前記像担持体を画像形成装置本体から取り外すために設けられた開口部を開閉する開閉部材と、を有する画像形成装置において、前記開閉部材の開放動作に連動して移動し、前記移動ユニットを押圧して移動させる押圧部材を有し、前記駆動部材を前記当接位相から前記離間位相へと変位すると、前記移動ユニットが前記当接位置から前記離間位置へ移動し、前記駆動部材が前記当接位相にある状態で、前記開閉部材を開放すると、前記押圧部材が前記移動ユニットを押圧して第1移動量移動させることで前記当接位置から前記離間位置へ移動し、前記駆動部材が前記離間位相にある状態で、前記開閉部材を開放すると、前記押圧部材は前記移動ユニットを移動させない、もしくは前記第1移動量よりも小さい第2移動量だけ前記移動ユニットを移動させることを特徴とする。
本発明によれば、当接離間手段によって離間量が所定量に至らない場合に、開閉部材の開放に連動する現像離間への強制遷移が作用し、かつ正常時には作用しないことで、正常時の開閉部材の開閉の負荷を少なくできる。
第1の実施形態の画像形成装置の概略斜視図である。 第1の実施形態の画像形成装置の概略断面図である。 第1の実施形態の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの概略斜視図である。 第1の実施形態の画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態の(a)当接離間手段(駆動部)の斜視図、(b)カムギアとフォトインタラプタの関係を示す斜視図、(c)現像当接時の当接離間手段の一部の概略断面図、(d)現像離間時の当接離間手段の一部の概略断面図。 第1の実施形態の(a)当接離間手段の斜視図、(b)当接離間手段の斜視図(スライダーを除く)、(c)当接離間手段の当接離間手段の斜視図(装置背面側のレバーとカムギアの装置下方から見た図)、(d)現像離間時の当接離間手段の斜視図。 第1の実施形態の(a)現像当接時の当接離間手段の装置正面側の部分拡大図、(b)現像当接時の当接離間手段の装置上方からの図、(c)現像離間時の当接離間手段の装置正面側の部分拡大図、(d)現像離間時の当接離間手段の装置上方からの図。 第1の実施形態の(a)全離間状態の当接離間手段の概略断面図、(b)カラープリント状態の当接離間手段の概略断面図、(c)モノクロプリント状態の当接離間手段の概略断面図。 第1の実施形態の当接離間制御における、当接離間モータによって回転されるカムギア(カム)の回転と各現像ローラの当接離間との関係を示す図。 第1の実施形態における、アクセスドアの開閉動作とプロセスカートリッジ、ガイドレール、離間カムの位置関係を示す、装置右方から見た部分断面図である。 第1の実施形態における、アクセスドアの開閉動作とプロセスカートリッジ、ガイドレール、離間カムの位置関係を示す、装置正面から見た部分拡大図である。 第1の実施形態における、アクセスドアの開閉動作とプロセスカートリッジ、ガイドレール、離間カムの位置関係を示す、装置右方から見た部分拡大図である。 第2の実施形態の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの概略斜視図である。 第2の実施形態で(a)は現像当接時の現像当接離間手段の装置正面側の部分拡大図、(b)は現像当接時の現像当接離間手段の装置上方からの図、(c)は現像離間時の現像当接離間手段の装置正面側の部分拡大図である。また、(d)は現像離間時の現像当接離間手段の装置上方からの図、(e)は(d)の装置背面側を装置下方から見た部分拡大図である。 第3の実施形態の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの概略斜視図である。 第3の実施形態の(a)は現像当接時の当接離間手段の一部の概略断面図、(b)は現像離間時の当接離間手段の一部の概略断面図である。 第3の実施形態の画像形成装置において、アクセスドアを開けた時の正面図である。 第3の実施形態の画像形成装置において、アクセスドアを開けた時のガイドレールと、アクセスドアと連動する軸、離間カム、連動レバーなどとの構成を示す斜視図である。 第3の実施形態における、アクセスドアの開閉動作とプロセスカートリッジ、ガイドレール、離間カムの位置関係を示す、装置正面から見た部分拡大図である。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図1は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体(装置本体)に対し着脱可能な画像形成装置としてのプリンタ100の斜視図である。図1(a)はプロセスカートリッジ7の交換のために装置本体に設けられた開口部を開閉する開閉部材としてのアクセスドア101が閉塞状態の図である。また、図1(b)はアクセスドア101が開放状態の図で、アクセスドア101が開かれた時、プロセスカートリッジ7は装置正面方向に引き出すことが可能となる。
図2は、プリンタ100の概略断面図である。プリンタ100の下部には、カセット11が引き出し可能に収納されている。カセット11にそれぞれ転写材Sを積載収容し転写材Sを1枚毎に分離し、給送するようになっている。プリンタ100は、一列に並設してなる画像形成手段として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎に対応するプロセスカートリッジ7a、7b、7c、7d(プロセスカートリッジ7)を備えている。
プロセスカートリッジ7には、像担持体である感光ドラム1a、1b、1c、1d(感光ドラム1)、感光ドラム1の表面を均一にマイナス帯電する帯電装置2a、2b、2c、2dが配置されている。また、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット4a、4b、4c、4d(現像ユニット4)、感光ドラム1に残っている残留トナーを除去するクリーニングブレード8a、8b、8c、8dが配置されている。更に、各色のトナーを収容するトナー容器を有するクリーナユニット5a、5b、5c、5dが配置されている。
現像ユニット4は、当接位置で像担持体に付勢されトナーを付着させる現像剤担持体としての現像ローラ24a、24b、24c、24dと現像剤塗布ローラ25a、25b、25c、25dを回転可能に支持している。
ここで、本願明細書において、当接位置とは、感光ドラム1の静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成することが可能な現像位置であって、現像ローラ24が感光ドラム1に当接する位置あるいは現像ローラ24が感光ドラム1に近接する位置をいう。即ち、感光ドラム1の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する為の位置であれば現像ローラ24が感光ドラム1に当接していなくてもよい(この場合も、便宜上、当接位置と呼ぶこととする)。
なお装置正面方向とは、装置本体にプロセスカートリッジ7が装着された状態における感光ドラム1の軸線方向及び現像ローラ24の軸線方向と平行な方向である。
図3は、プロセスカートリッジ7の斜視図である。現像ユニット4の装置下方には略L型のリブ4eが、正面側には把手部7eが設けられている。さらに、現像ユニット4は、クリーナユニット5に対して、製品前後方向に設けられたピン27を回転中心に揺動可能であり、現像ローラ24は感光ドラム1に対して当接離間可能(当接位置と離間位置との間を移動可能)な構成になっている。
この構成により、感光ドラム1に形成された静電潜像にトナーを付着させ現像するタイミングに合わせて、現像ローラ24を感光ドラム1に当接させる(当接状態)。そして、それ以外の期間ではなるべく感光ドラム1から現像ローラ24を離間させておき(待機状態)、現像ローラ24や感光ドラム1の寿命を向上させている。プロセスカートリッジ7の下方には、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光ドラム1上に静電潜像を形成するスキャナユニット3が、プロセスカートリッジ7の上方には中間転写ユニット12が設けられている。
中間転写ユニット12は、一次転写ローラ12a、12b、12c、12d、無端円筒状の中間転写ベルト12e、駆動ローラ12f、テンションローラ12g、中間転写ベルト12e上のトナーを除去するクリーニング装置22を備える。クリーニング装置22は、中間転写ベルト12eの移動方向(図1の矢印に示すF方向)に関して、感光ドラム1aと一次転写ローラ12aとで形成される一次転写部よりも上流に配置されている。且つ、駆動ローラ12fと二次転写ローラ16とで形成される二次転写部15よりも下流に配置されている。
さらに、クリーニング装置22はテンションローラ12gの軸で位置決めされ保持されている。したがって、クリーニング装置22はテンションローラ12gの位置変動に追従する構成になっている。また、中間転写ベルト12eとクリーニング装置22は消耗品であるため、クリーニング装置22と一体となった中間転写ユニット12は装置本体に着脱可能となっている。また、クリーニング装置22で回収された中間転写ベルト12e上の残留トナーはプリンタ100内に配置されたトナー回収容器26に蓄積される。
駆動ローラ12fが、モータ(不図示)などの駆動源により回転駆動することで、中間転写ベルト12eは、図1の矢印に示すX方向に所定の速度で回転する。一次転写は、一次転写ローラ12a、12b、12c、12dにプラスのバイアス電圧を印加して、マイナス帯電された感光ドラム1表面との電位差を利用することで中間転写ベルト12e上へのトナー転写(一次転写)を行っている。
一次転写ローラ12a、12b、12c、12dと感光ドラム1とでそれぞれ形成される一次転写部で感光ドラム1のトナー像が重ねて一次転写される。中間転写ベルト12e上に転写されたトナー像は、駆動ローラ12fと二次転写ローラ16とで形成される二次転写部15で転写材Sに転写される。その後、転写画像の定着を行う定着装置14を転写材Sが通過し、排出ローラ対20に搬送され転写材積載部に排出される。
ここで、給送装置13は、転写材Sを収納した給紙カセット11内から転写材Sを給紙する給紙ローラ9と、給紙された転写材Sを搬送する搬送ローラ対10とを有している。給紙カセット11に収納された転写材Sは、給紙ローラ9に圧接され、分離パッド23によって一枚ずつ分離され(摩擦片分離方式)搬送される。
そして、給送装置13から搬送された転写材Sはレジストローラ対17によって二次転写部15に搬送される。定着装置14は、転写材S上に形成した画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。14aは円筒状の定着ベルトであり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材14cにガイドされている。14bは弾性加圧ローラであり、定着ベルト14aを挟みベルトガイド部材14cと所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Nを形成している。
また、画像形成装置としてのプリンタ100は、以下に説明するように、プリンタ100による画像形成動作を制御する制御部200を有する。
(制御部)
次に、画像形成動作を制御する制御部200について説明する。図4は、画像形成装置の制御部200の構成を示すブロック図である。プリンタ100には装置の制御を行うための電気回路が搭載された制御部200があり、制御部200にはCPU40が搭載されている。CPU40は、転写材Sの搬送やプロセスカートリッジ7等駆動源の制御を行う駆動制御部50、画像形成に関する制御を行う高圧制御部41、及び現像ローラ24の当接離間を制御する当接離間制御部45等を備え、画像形成装置の動作を一括して制御している。
駆動制御部50は、画像形成時の駆動制御として、感光ドラム駆動部51、中間転写ベルト駆動部52、一次転写機構駆動部53を制御している。高圧制御部41は、画像形成に必要な電圧を生成する帯電バイアス生成部42、現像バイアス生成部43、転写バイアス生成部44を制御する。また、制御部200は、後述する現像当接離間機構の当接離間モータ(モータ)90(図5参照)等の駆動を制御するモータドライブIC47を備える。そして、CPU40がモータドライブIC47へパルス信号(本実施形態では、励磁方式を2相励磁としている)を送信することにより、モータ90の励磁切り替えを行う。
パルス信号を受信したモータドライブIC47は、パルス信号に対応してモータ90のコイルに流れる電流の方向を制御しており、その際にモータ90内の界磁極が反転してロータマグネットが回転する仕組みになっている。なお、モータ90の回転速度は、CPU40から送られるパルス信号の周波数(以下、駆動周波数と定義する)に依存しており、駆動周波数が高い程、モータ90内における界磁極の反転周期が短くなりモータ90の回転速度も速くなる。
当接離間のタイミング等を制御する当接離間制御部45はモータ90を駆動するためパルス制御部46を制御し、パルス制御部46で生成したパルス信号はモータ駆動部(モータドライブIC)47へ送られる。また、後述する位置検知センサであるフォトインタラプタ49の信号は、駆動タイミング制御部48に送られ、当接離間制御に用いられる。
本実施形態では、現像当接から現像離間に至る遷移として、第1のモードと第2のモードを実行可能である。第1のモードは、後述する当接離間手段(図5乃至図7)によって、像担持体と現像剤担持体の離間量を所定量とする。一方、第2のモードは、当接離間手段によって、像担持体と現像剤担持体の離間量が所定量に至らない場合(アクチェータ停止時)に、後述するアクセスドアの開放動作に連動して、像担持体と現像剤担持体の離間量を前記所定量とする。
ここで、当接離間手段によって、像担持体と現像剤担持体の離間量が所定量に至っていない状態(アクチェータ停止時)で、アクセスドアが開放されると、自動的に第2のモードが実行されることになる。
なお、本実施形態において、現像離間から現像当接に至る逆方向の遷移としては、当接離間手段(図5乃至図7)を用いる。
(当接離間手段(図5乃至図7))
次に、当接離間手段(図5乃至図7)について、第1のモードにおける現像当接から現像離間に至る遷移を例にとって説明する。その概要を示せば、以下の通りである。即ち、先ず当接離間手段を駆動させるモータ90の回転で、第1のカム80が回動する。第1のカム80、モータ90は、移動ユニット(移動部材31、レバー34、スライダー35)を当接位置から離間位置へ移動させる駆動部材として機能する。
ここで、水平面内のリンク機構として、レバー34の回動と、第1のカム80に直交する方向(感光ドラム1の軸線方向)のスライダー35および像担持体に対し現像剤担持体を付勢する加圧バネ32の上記軸線方向の変位、とが用いられる。
そして、スライダー35の変位に連動して回動する移動部材31の回動で、移動部材31のリブ31fが現像ユニット4のリブ4eから離間し、リブ31gでリブ4eを押圧する(図5(d))。これにより、現像当接から現像離間に至る。
より具体的に示せば、図5(a)で第1のカム80(80a、80b、80c、80d)のカム半径の増大に伴い、第1のカム80に押圧されて図7(d)で矢印Fのようにレバー34がまず揺動する。これによってレバー34に連結されたスライダー35が装置正面から背面方向に矢印Hのように直線的に移動する。加圧バネ32とスライダー35の当接部には2箇所の曲げ部35jがあり、移動部材31のリブ31hと接触することが可能となっている(図7(d)の部分拡大図)。
このため、スライダー35が一定以上動くと、スライダー35により移動部材31は図7(d)の矢印Rのように回動し始める。次に、加圧バネ32は次第に圧縮されていく。
そして、移動部材31のリブ31gが現像ユニット4のリブ4eを装置左方から装置右方へ移動させる(図7(d)の矢印J)。
次に、当接離間手段について、図5、図6、図7の夫々に対し詳細に説明する。
1)図5について
図5(a)は当接離間手段の駆動部の斜視図、図5(b)は当接離間手段の駆動部のフォトインタラプタ49周辺の部分的な斜視図である。また、図5(c)は現像当接時、図5(d)は現像離間時の概略断面図である。感光ドラム1に対する現像ローラ24の位置(当接位置、離間位置)を切り替えるための駆動源であるモータ90はステッピングモータを使用しており、ギア91・92を介して駆動切り替えシャフト(シャフト)95と接続されている。
シャフト95には各色のカムギア94を駆動するためのウォームギア93が設けられている。そして、モータ90の回転によりシャフト95を回転させることで、カムギア94を回転させ、第1のカム80(80a、80b、80c、80d)の回転位相を当接位相と離間位相とに変化させる。第1のカム80は、後述する図6に示す当接離間手段を介して、現像ユニット4及び現像ローラ24の位置を規制可能で、現像ユニット4のリブ4eを押圧することで、感光ドラム1と現像ローラ24の当接と離間を切り替える。
このように、図5(a)に示すシャフト95、及び第1のカム80(80a、80b、80c、80d)を、1つのモータ90により回転駆動させ、当接位相と離間位相との間を変位可能とする。これにより、現像ローラ24の感光ドラム1に対する位置(現像当接位置、現像離間位置)を変更可能とする。そして、図5(c)、(d)に示すように、現像ユニット4は、現像ローラ24を回転可能に支持しつつ、揺動中心のピン27を中心に回動可能で、時計回り方向(第1のカム80に当接する方向)に付勢手段としての加圧バネ32(図6)で付勢される。
2)図6について
図6は、当接離間手段のプロセスカートリッジ7を付勢する構成の斜視図である。図6(a)は現像当接時の1つのステーションの付勢構成を示す斜視図、図6(b)は説明のために、図6(a)からスライダー35を削除した図である。また、図6(c)は図6(a)の装置背面側の部品の裏側を示す図、図6(d)は図6(a)に対して現像離間時の構成を示す図である。
図6(a)〜(c)において、第1のカム80に対して従動するレバー34がある。レバー34はボス部34eがあり、フレーム102(図2)に設けられた穴(不図示)に回動可能に保持される。また、レバー34には別のボス部34f(図6(b))があり、スライダー35の長丸穴35h(図6(a))に嵌合している。
図6(a)(d)に示すように、スライダー35は、フレーム102に固定されたスライダーガイド28と29(図6(b))により、装置正面・背面方向に直線的にスライド可能に保持される。スライドガイド28と29には、2箇所のピン30が設けられ、スライダー35の装置上方への抜け止めとなっている。
また、図6(b)に示すように、装置正面・背面方向の2箇所に、移動部材31、加圧バネ(圧縮バネ)32、バネ座33が配置される。移動部材31はボス部31eが形成され、レバー34と同様にフレーム102に対して回動可能となっている。フレーム102にバネ座33は固定されており、移動部材31とバネ座33の間の装置本体に加圧バネ32が取り付けられている。
本実施形態では、図6(a)では第1のカム80は当接位相にあり、移動部材31は当接位置にある。この状態から、第1のカム80を離間位相まで回転させると、第1のカム80に押圧されてレバー34は図6(d)の矢印方向に回動し、スライダー35は装置正面から背面方向にLだけ移動し、図6(d)に示す状態となる。その時、移動部材31はスライダー35の移動に伴い、当接位置からボス31eを中心に図6(d)の角度θ分回動し離間位置に到達する。
これにより、図5(c)の現像当接状態から図5(d)の現像離間状態にすることが可能となる。また、装置前後の移動部材31の相対差を小さく抑えることができるので、移動部材31が移動を開始するまでのガタが少ないので、すばやく現像当接状態へ移行でき、FPOT(First Print Out Time)の短縮に有利な構成となっている。
3)図7について
図7(a)は現像当接時の装置正面から見た部分拡大図、図7(b)は図7(a)の部分断面図で装置上方から当接離間手段及び現像ユニット4のリブ4eとの関係を示した図である。図7(c)及び(d)は、現像離間時の同様の関係を示す図である。現像当接時には、加圧バネ32の弾性力により、当接位置にある移動部材31のリブ31fが現像ユニット4のリブ4eを図7(b)の矢印Gのように装置正面方向の2箇所で付勢する。これにより、現像ローラ24は感光ドラム1に当接する。
一方、現像離間時(待機状態)には、第1のカム80によってレバー34が押圧されて加圧バネ32が圧縮された状態にある。離間位置にある移動部材31のリブ31fが、現像ユニット4のリブ4eを図7(d)の矢印J方向に装置正面方向に関して異なる2箇所で押圧する。これにより、現像ローラ24は感光ドラム1から離間する。
このように、第1のカム80が当接位相にある時、移動部材31が加圧バネ32の弾性力により当接位置に位置することが許容される。第1のカム80が離間位相にある時、第1のカム80は、レバー34、スライダー35を介して移動部材31を押圧し、加圧バネ32の弾性力に抗して移動部材31を離間位置に維持する。また、移動部材31と、移動部材31と連結されて一緒に移動するレバー34、スライダー35と、をまとめて移動ユニットとしてみることができる。
従って、移動部材31が離間位置にある時、移動ユニットも離間位置にあり、移動部材31が当接位置にある時、移動ユニットも当接位置にあるといえる。また、移動部材31のリブ31f、31gは現像ユニット4の位置を規制する規制部である。
(第2のモードにおける現像当接から現像離間に至る遷移)
第2のモードは、上述したように、当接離間手段によって、像担持体と現像剤担持体の離間量が所定量に至っていない場合、つまり第1のカムが現像離間させるための離間位相に無い状態の時に、実行される。即ち、アクセスドアの開放動作に連動して、像担持体と現像剤担持体とを前記所定量離間させる。
本実施形態では、この第2のモードで、アクセスドアの開放動作に連動して第1のモードにおける当接離間手段の第1のカム以外の少なくとも一部を動作させ、像担持体と現像剤担持体の離間量を所定量とする(所定量離間させる)。具体的には、後に詳述するように、像担持体の軸線方向に移動するスライダー35を第1のモードおよび第2のモードで共通に用いる。以下、図10乃至図12を用いて、アクセスドア101の開放に連動して現像離間する構成について詳述する。
先ず概要を示せば、水平面に直交する面内で、アクセスドア101の開放動作に連動し第2のカム62が回動してスライダー35の被押圧部35e(図6(a)、図10(b))に当接する。そして、水平面内で、図7に示すリンク機構としてのレバー34の回動とスライダー35および加圧バネ32の変位を介して、スライダー35の変位に連動して回動する移動部材31の回動で当接位置と前記待機位置を切り換える。
次に、第2のモードにおける現像当接から現像離間に至る遷移について、図10、図11、図12の夫々に対し詳細に説明する。
1)図10について
図10は、水平面に直交する面内で、アクセスドア101とプロセスカートリッジ7、そしてプロセスカートリッジ7のガイドレール63周辺を示す部分拡大図である。図10(a)はアクセスドア101が閉塞された状態を、図10(b)は開放された状態を示している。
フレーム102(図2)に、両端を回動可能に支持された軸61があり、これに連動レバー60が固定されている。そして、4つのステーションに対応して、スライダー35に対向する位置に離間カム62が軸61に固定されている。アクセスドア101には回転軸101bがあり、アクセスドア101の回動支点となっている。アクセスドア101には係合ボス101cが設けられており、アクセスドア101が閉塞から開放状態に遷移する途中で、係合ボス101cが連動レバー60と係合する。そして、アクセスドア101の開放に伴い、軸61は図10(b)の実線矢印で示す方向に所望の角度回転する。
2)図11について
図11(a)は、水平面に直交する面内で、アクセスドア101が閉塞された状態を、図11(b)は開放された状態をKステーションの正面から拡大図示している。図11(c)はレール63のみの形状を示す部分拡大図である。プロセスカートリッジ7のクリーナユニット5の下部5eは略T字形状をなしており、図11(c)の破線で示すように断面が略U字形状をとるガイドレール63に嵌合している。
そして、クリーナユニット5の上部は、円弧形状が上部フレームのV字形状103eに位置決めされる。V字形状への付勢は、ガイドレール63内に配置された押圧部材64によりなされ、アクセスドア101の閉塞状態において、プロセスカートリッジ7は、装置上方に付勢されている。
3)図12について
図12は、水平面に直交する面内で、ガイドレール63とアクセスドア101の関係を示す図である。図12(a)及び(b)は、それぞれアクセスドア101が閉塞・開放された状態を示している。レール63には、装置前後方向の2箇所に押圧部材収納部63bがある。押圧部材収納部63bと押圧部材64の間には第2の付勢手段(圧縮ばね)67が設けられ、ガイドレール63に対して、押圧部材64は装置上方にプロセスカートリッジ7を付勢する構成となっている。
また、ガイドレール63については、軸61とガイドレール63を結ぶレールアーム65と、装置背面側において、不図示のフレームとガイドレール63を結ぶレールアーム66によって、リンク機構としての4節平行リンクが形成されている。そして、ガイドレール63とフレーム間には不図示の引張りばねが設けられ、ガイドレール63を図12(b)から図12(a)の方向に付勢している。これにより、アクセスドア101の開閉動作により、ガイドレール63及びプロセスカートリッジ7を昇降・付勢させることが可能になっている。
(アクセスドア101の開放による現像離間(第2モード))
引き続き、図12(c)〜(e)を用いて、アクセスドア101の開放と現像離間の関係について説明する。図12(c)は、アクセスドア101が閉塞状態で現像当接状態にある時の離間カム62とスライダー35の被押圧部35eの関係を示したものである。同様に、図12(d)は、アクセスドア101が閉塞状態で現像離間状態にある時の離間カム62とスライダー35の関係を示したものである。
画像形成前後での現像当接離間動作においては、前述したように図中K及びMの矢印の動きをとる。図12(d)の距離Lは、図6(d)の距離Lと同じもので、現像当接離間動作時のスライダー35のスライド量である。
図12(e)は、電源が遮断され装置本体が待機状態まで戻っていない状態(第1のカム80が離間位相にない状態)で停止し、その後アクセスドア101を開けた場合を示している。
スライダー35の被押圧部35eが距離Lの途中で停止(アクチュエータ停止)している状態で、アクセスドア101の開放された場合について説明する。図12(a)、(c)にある状態から、アクセスドア101を開放すると、第2のカムである離間カム62が回動し、離間カム62の最大外径部でスライダー35の被押圧部35eを装置背面方向に押して移動させ、図12(b)、(e)に示す状態になる。離間カム62によって被押圧部35eが装置背面方向に押されることでスライダー35が装置背面方向に押される。これによって、移動部材31が回転し、図7(d)に示す離間状態となる。
このように、押圧部材としての離間カム62でスライダー35の被押圧部35eを押圧することによって、移動ユニット(移動部材31、レバー34、スライダー35)を離間位置へ移動させることができる。この時の離間カム62の押圧によって被押圧部35eが移動される距離(装置背面方向)を第1移動量とする。この場合、第1移動量移動させる距離はLである。
部品公差のばらつきにより、スライダー35の被押圧部35eと離間カム62の相対距離が小さい場合、すなわち離間カム62によるスライダー35の移動量がLより大きかったとしても、問題は生じない。これは、水平面内で、図7のレバー34が第1のカム80の外径から離間するだけであり、第2のカムである離間カム62から第1のカム80の間で過大な応力が生じ、破損につながることがない構成となっている。このような構成とすることで、アクセスドア101を開放することでも現像離間とすることが可能である。
もし、このようにアクセスドア101で現像離間ができない場合、図7(b)の破線矢印で示す装置正面方向に、ユーザーが現像当接状態のプロセスカートリッジ7を、現像離間状態にしながら引き出す必要が生じる。即ち、スライダーガイド28のカム部28f(勾配形状部)によって、現像離間状態にしながら引き出す必要が生じ、プロセスカートリッジ7を大きな力で引き抜かざるを得ず、操作力が大きくなり、ユーザビリティを損なってしまう。
また、本実施形態においては、アクセスドア101の把手部101a(図1(a))を装置上方に配置し、連動レバー60(図1(b))を介しながら、離間カム62の外形に対して、軸61を中心とした大きな半径比をとっている。さらに、図12(a)及び(b)に示すように、第1のカム80が離間位相にあり、移動ユニットが離間位置にあって現像離間状態となっている時は、離間カム62がスライダーの被押圧部35eを押圧して移動させない。このため、閉塞状態のアクセスドア101に力が作用していることはない。
このようにすることで、本実施形態では、アクセスドア101の操作力を低く抑え、クリープ等の変形も防止し、装置のカバーの外観が良好に保てる。なお、第1のカム80が離間位相にあり、移動ユニットが離間位置にあって現像離間状態となっている時に、第1移動量(距離L)よりも小さい第2移動量であれば、離間カム62がスライダーの被押圧部35eを押圧して移動させても良い。
このように、第2移動量が第1移動量よりも小さければ、現像当接状態でアクセスドア101を開放する場合と比べ、現像離間状態でアクセスドア101を開放する場合の方が、アクセスドア101を開く操作力による仕事量を小さくできる。
(現像離間から現像当接に至る遷移)
以上、現像当接から現像離間に至る第1のモード、第2のモードについて説明したが、逆に遷移現像離間から現像当接に至る遷移については以下の通りである。即ち、当接離間手段(図5乃至図7)を用い、当接離間手段を駆動させるモータ90の回転で、第1のカム80が回動する。ここで、水平面内のリンク機構として、レバー34の回動と、第1のカム80のカム面に直交するスライダー35および像担持体に対し現像剤担持体を付勢する付勢手段としての加圧バネ32とが用いられる。
そして、スライダー35の変位に連動して回動する移動部材31の回動で、移動部材31のリブ31gが現像ユニット4のリブ4eに当接する(図5(c))。これにより、現像当接から現像離間に至る。
(待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態)
図8は、当接離間手段の4つの移動部材31(31a〜31d)による各現像ローラ24(24a〜24d)の当接離間を説明するための概略断面図であり、(a)は全離間状態、(b)はカラープリント状態、(c)はモノクロプリント状態である。
前述の4つのカム80(80a、80b、80c、80d)は全て同じ形状のカムであり、後述するが、互いに異なる回転位相で配置されている。全離間状態では、図8(a)に示すように、移動部材31のリブ31f(31fa〜31fd)が現像ユニット4のリブ4e(4ea〜4ed)を装置左から右方向に押圧する。そして、全ての現像ローラ24(24a〜24d)と対応する感光ドラム1(1a〜1d)とが離間する待機状態となる。なお、図8(a)では便宜上リブ31faとリブ4eaの関係のみ図示している。
カラープリント状態では、図8(b)に示すように、すべての移動部材31のリブ31g(31ga〜31gd)が現像ユニット4のリブ4e(4ea〜4ed)を装置右から左に押圧する。そして、全ての現像ローラ24(24a〜24d)と対応する感光ドラム1(1a〜1d)とが当接可能な状態となる。なお、図8(b)では便宜上リブ31gaとリブ4eaの関係のみ図示している。
モノクロプリント状態では、図8(c)で、イエロー、マゼンタ、シアンの3色に対応する移動部材31のリブ31f(31fa、31fb、31fc)が対応する現像ユニット4のリブ4e(4ea、4eb、4ec)の側面を装置左から右方向に押圧する。このため、イエロー、マゼンタ、シアンに対応する現像ローラ24(24a、24b、24c)と対応する感光ドラム1(1a、1b、1c)とが離間した状態となる。一方、ブラックに対応する移動部材31のリブ31gdのみ現像ユニット4のリブ4edの側面を装置右から左に押圧し、ブラックに対応する現像ローラ24dのみが感光ドラム1dと当接する状態となる。
(待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態の切り換え)
このように待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態の切り換えは、モータ90を回転駆動して4つの第1のカム80をそれぞれ回転させ、その回転位相を制御することにより行う。この際、モータ90を所望の位置で停止させる必要があるが、モータ90の回転量の制御は以下のようにフォトインタラプタ49を用いている。
即ち、図5(b)はカムギア94dをその製品背面上方向から見た斜視図で、ブラックの現像ユニット4dに当接するカム80dと一体的に回転するカムギア94dにはリブ94eが設けられている。そして、カムギア94dの回転によりリブ94eが回転し、カムギア94d及びカム80dが所定の回転位相にあると遮光する構成となっている。従って、フォトインタラプタ49の出力信号に基づき、カムギア94dと共に回転するカム80dの回転位相を検出することができる。
そして、フォトインタラプタ49が遮光される位置を基準位置とし、その位置からステッピングモータであるモータ90の駆動ステップ数を第1のカム80の回転位相と関連づけておく。これにより、駆動ステップ数をカウントすることにより、第1のカム80の回転位相(回転量)が分かり、上述した待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態でモータ90を停止させることができる。なお、カムギア94とカム80は軸95によって同一軸上に取り付けられている。
なお、本実施形態ではリブ94eはKのカムギア94dに設けられているが、この限りではなく、他のY、M、Cのカムギア94a、94b、94cに設けられていても構わない。
なお、本実施形態では、カムギア94の回転位相検知は、フォトインタラプタ49とリブ94eにより行っているが、ロータリエンコーダや、その他の周知の方法により検知を行ってもよい。また、モータ90としてステッピングモータを使用しているがこれに限られない。つまり、第1のカム80を所定の回転位相(待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態)で停止させることができるものであれば、駆動源としてDCブラシモータやDCブラシレスモータ等を用いてもよい。
(待機状態からカラープリント状態への移行)
次に図8(a)の待機状態から図8(b)のカラープリント時の当接状態(カラープリント状態)への移行について説明する。この状態の切り換えは、感光ドラム1にトナー像の形成を開始するタイミングに合わせて、それに間に合うように行われる。
上述したように、4つの第1のカム80(80a〜80d)は同形状のカム面を備える。そして、図5において第1のカム80b、カム80c、カム80dは、第1のカム80aを基準として反時計回り方向に回転位相がずれており、その回転位相のずれ量がカム80b、カム80c、カム80dの順番で大きくなっている。
図8(a)の待機状態において、モータ90を所定ステップだけ正回転させると、各カムギア94及び各カム80が夫々反時計回りの方向に回転(正回転)する。この際、上述した第1のカム80間の位相のずれにより、まずカム80aがスライダー35aを移動させ、移動手段31aが現像ユニット4のリブ4eaの側面を押圧する。続いて、上述した回転位相のズレにしたがって、カム80b、カム80c、カム80dの順番で現像ユニットを押圧する。
すなわち、図8(a)の待機状態からモータ90を正回転させていくと、イエロー→マゼンタ→シアン→ブラックの順番で現像ローラ24が感光ドラム1に当接していく。そして、現像ローラ24の当接が完了した画像形成ステーションから随時画像形成を開始し、感光ドラム1に順次トナー像を形成し、中間転写ベルト12eに順次転写していく。なお、モータ90を所定ステップだけ正回転させ、全ての現像ローラ24の当接が完了したところで、図8(b)に示したカラープリント時での当接状態への移行が完了する。
なお、最初に当接位置に移動する現像ローラ24aを第1現像部材とし、その他の現像ローラ24b〜24dを第2現像部材とする。同様に、最初に画像形成を開始する感光ドラム1aを第1感光体とし、その他の感光ドラム1b〜1dを第2感光体とする。
ここで、各現像ローラ24の当接開始、及び、完了タイミングが時間をおいて順にずれている理由について説明する。これは、各画像形成ステーションで感光ドラム1に形成したトナー像を中間転写ベルト12eに転写するタイミングに合わせて画像形成を開始しつつ、なるべく画像形成を開始する直前まで現像ローラ24を離間させておくためである。つまり、各現像ローラ24の当接開始、及び、完了タイミングは、中間転写ベルト12eの表面の所定点が各感光ドラム1と当接する一次転写位置間を移動に要する時間と同等の時間だけずれており、各感光ドラム1の一次転写位置間の距離と対応する。
(カラープリント状態から待機状態への移行)
なお、カラープリント状態から待機状態への移行は、トナー像の形成の終了に合わせて行われ、モータ90を更に所定ステップだけ正回転させる。これにより、画像形成が終了した画像形成ステーションから順に現像ローラ24が離間する。つまり、イエロー→マゼンタ→シアン→ブラックの順番で現像ローラ24が感光ドラム1から離間(退避)し、待機状態へ移行する。
(待機状態からモノクロプリント状態への移行)
次に、図8(a)の待機状態から図8(c)のモノクロプリント時での当接状態(モノクロプリント状態)への移行について説明する。この状態の切り換えは、感光ドラム1にトナー像の形成を開始するタイミングに合わせて、それに間に合うように行われる。図8(a)の待機状態において、モータ90を所定ステップだけ逆回転させる。すると、各カムギア94及び各カム80は夫々反時計回りの方向に回転するが、逆回転した場合、上述したカム80の回転位相のズレにより、まず移動部材31fdのみが現像ユニット4のリブedを押圧する。
これにより、現像ローラ24dのみが感光ドラム1dに当接する。この状態でモータ90の駆動は停止するように所定ステップ数が設定されており、現像ローラ24dのみが感光ドラム1dに当接した図8(c)のモノクロプリント時の当接状態で維持される。
(モノクロプリント状態から待機状態への移行)
なお、モノクロプリント状態から待機状態への移行は、モータ90を所定ステップだけ正回転させる。これにより、移動部材31fdが現像ユニット4のリブ4edを押圧して、現像ローラ24dが感光ドラム1dから離間し、待機状態へと戻る。
以上説明したように、モータ90の回転駆動の向き(正回転・逆回転)及び回転量を制御することによって、各現像ローラ24と対応する感光ドラム1の当接及び離間を、待機状態、カラープリント状態、モノクロプリント状態の3つの状態に制御できる。
(従来例との比較)
図9は、従来の現像当接離間制御における、モータ90によって回転されるカムギア94(カム80)の回転と各現像ローラ24の当接離間との関係を示す図である。横軸はカムギア94の1回転分の時間間隔を示しており、モータ90が正回転(カム80が反時計回りに回転)した場合、図中を左から右に向かって状態が変化する。モータ90が逆回転(カム80が時計回りに回転)した場合、図中を右から左に向かって状態が変化する。カム80が一方向に1回転すると回転前と同じ状態になるので、図左端の待機状態と図右端の待機状態とは同じ状態を示している。
なお、以降は、トナーの色毎の現像ローラ24と感光ドラム1のペアを含む構成を画像形成ステーションと定義し、イエローのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション1(1st)と定義する。同様に、マゼンタのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション2(2st)、シアンのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション3(3st)とする。そして、ブラックのトナーで画像形成を行う画像形成ステーションを画像形成ステーション4(4st)とする。
待機状態からフルカラー状態(カラープリント状態)へ移行する際、上述のようにカム80a〜80dの回転位相をずらして設けている。そのため、図9に示すように、イエロー(1st)→マゼンタ(2st)→シアン(3st)→ブラック(4st)の順番で各現像ローラ24が対応する感光ドラム1へ向かって移動し、当接する。モータ90は、上述した回転量の制御により最後の現像ローラ24dの感光ドラム1dへの当接が完了した後に回転を停止する。
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、画像形成装置の全体構成及び、第1のカム80の構成を除いた当接離間手段は、第1の実施形態と同様であるので、同様の符号を付して説明は省略する。第1の実施形態は、プロセスカートリッジ7に対して、装置本体側の移動部材31・付勢部材32により、現像ローラ24を感光ドラム1に対して当接・押圧、そして両者を離間する構成であった。
これに対して、本実施形態では、プロセスカートリッジ7自身に付勢部材を有し、現像ローラ24を感光ドラム1に対し当接・押圧する。そして、移動部材31によりモータ90による現像離間動作と、フロントドア101の開放動作で現像離間を行うものである。
図13は、プロセスカートリッジ7自身に、付勢部材6(圧縮ばね)を持つカートリッジを示した図である。図13(a)及び(b)は、装置の前後方向両端に付勢部材6を設けている。この付勢部材6により、プロセスカートリッジ自身で、現像ローラ24を感光ドラム1に当接・付勢する構成となっている。
図14は第1の実施形態の図7と同様の水平面内を示す図で、装置上方から現像離間手段及び現像ユニット4のリブ4eとの関係を示すものである。図14(a)は現像当接時の正面からの部分拡大図、図14(b)は図14(a)の部分断面図である。図14(c)及び(d)は現像離間時の同じ関係を示す図である。
現像当接時には、プロセスカートリッジ7内の付勢部材6(図13(b))の弾性力により、移動部材31のリブ31fがリブ4eを装置の前後方向2箇所で矢印Pのように付勢する。これにより、現像ローラ24は感光ドラム1に当接する。この時、移動手段のリブ31fはプロセスカートリッジ7のリブ4eを付勢することがないように、クリアランスを設けている(図14(b)部分拡大図)。
現像当接から現像離間に遷移するときには、第1のカム80のカム半径の増大に伴い、図14(d)の矢印Fのようにレバー34がまず揺動し、次にスライダー35が装置正面から背面方向に矢印Hのように直線的に移動する。スライダー35には2箇所の曲げ部35jがあり、移動部材31のリブ31fと接触することが可能となっているため、スライダー35が一定以上動くと、スライダー35により移動部材31は図中矢印Rのように回動し始める。そして、移動部材のリブ31gがリブ4eを装置左から右方向に移動させる(図14(d)の矢印J)。
このような構成とすることで、第1のカム80の回転に従って、レバー34は回動し、スライダー35は装置正面から背面方向にLだけ移動する。そして、第1の実施形態の図7のように現像当接状態から現像離間状態にすることが可能となる。
このように、アクセスドア101で現像離間をすることにより、ユーザーが現像当接状態のプロセスカートリッジ7を、大きな操作力で引き出す必要がない。即ち、図14(b)の破線矢印で示すように、装置正面方向に、スライダーガイド28のカム部28f(勾配形状部)によって現像離間状態にしながら引き出す必要がなく、ユーザビリティを良好に保つことが可能である。
本実施形態では、装置本体でプロセスカートリッジ7の現像当接時の付勢手段を本体側に設けていた第1の実施形態に対して、プロセスカートリッジ7内に付勢部材6を設け、プロセスカートリッジ7自身で現像当接の付勢手段を持つ構成をとっている。このような構成をとる画像形成装置においても、プロセスカートリッジの操作力を低減できる。
《第3の実施形態》
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態についても、画像形成装置の全体構成及び第1のカム80の構成を除いた当接離間手段は、第1の実施形態と同様であるので、同様の符号を付して説明は省略する。第1の実施形態は一体型(一体化)のプロセスカートリッジ7に対して、装置本体側の移動部材31・付勢部材32により、現像ローラ24を感光ドラム1に対して当接・押圧、そして両者を離間する構成であった。
これに対して本実施形態では、プロセスカートリッジ7が現像ユニット4とクリーナユニット5の2体から構成され、その下で現像ローラ24を感光ドラム1に対し当接・押圧する装置に対して、フロントドア101の開放動作で現像離間を行うものである。
市場においては、ユーザのプリント内容により、トナーが早く消耗するケースや、感光ドラムが早く消耗するケースもある。このため、プロセスカートリッジ7を2体化することで、現像ユニットとクリーナユニットが個別に交換可能となり、ユーザ視点でのプリントコストの低減、省資源化が可能となる。
図15は上記のように、現像ユニット4とクリーナユニット5の2体化したプロセスカートリッジの斜視図である。図15(a)及び(b)は画像形成時のように、相互が画像形成に関し作用する状態の図である。図15(c)は現像ユニット4の斜視図、図15(d)はクリーナユニット5の斜視図である。現像ユニット4には、大きくは現像フレーム4fと現像容器4gからなり、それらは、ピン27を揺動中心とすることで、現像フレーム4fに対して、現像容器4gは揺動する。
現像ユニット4及びクリーナユニット5にはそれぞれ把手部4j、5eが設けられている。現像ユニット4とクリーナユニット5を互いに独立して(個別に)装置本体に着脱可能である。つまり、クリーナユニット5が装置本体に装着されている状態及び装置本体から取り外されている状態のいずれでも、現像ユニット4は装置本体に着脱可能である。一方で、現像ユニット4が装置本体に装着されている状態及び装置本体から取り外されている状態のいずれでも、クリーナユニット5は装置本体に着脱可能である。
図16は、本実施形態のプロセスカートリッジの概略断面図である。図16(a)は現像当接時を、図16(b)は現像離間時を示している。第1の実施形態に関する図5(c)及び(d)と同様、ピン27を中心に、リブ4hが不図示の移動手段31により移動され現像当接離間を実現している。なお、本実施形態においては、第1の実施形態の図6で示すように、装置本体でプロセスカートリッジ7の現像当接時の付勢手段を本体側に設けている。
図17はイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎に対応する現像ユニット4a、4b、4c、4dと、クリーナユニット5a、5b、5c、5dが、装置本体内に配置された図である。プロセスカートリッジのガイドレール63については、上記2体化カートリッジに対応するため、イエロー(Y)の現像ユニット4aは、専用のレール63eを設けている。マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の現像ユニット4b、4c、4dに対しては、装置左方隣りの色のクリーナユニット5に対するレールと一体的にかつ平行にガイドレールを併設している。
図18は、シアン(C)、ブラック(K)に対応するガイドレール63c、63dと軸61との構成を示した図である。上記のように、現像ユニット4に対しては、現像フレーム4fのリブ4hを押圧する移動部材68dがガイドレール63cに設けられている。移動部材68dは、クリーナユニット5に対する移動手段64と同様に、付勢部材(圧縮ばね)により装置上方に付勢されている(図12(a)及び(b)参照)。
図19は図11と同様で、図19(a)はアクセスドア101が閉塞された状態を、図19(b)は開放された状態をKステーションの正面から拡大図示している。クリーナユニット5の下部5eは略T字形状をなしており、断面が略U字形状のガイドレール63に嵌合している。クリーナユニット5の上部は、円弧形状が上部フレームのV字形状103eに位置決めされる。
V字形状103eへの付勢は、ガイドレール63内に配置された移動部材64により、アクセスドア101の閉塞状態において、プロセスカートリッジ7は、装置上方に付勢されている。現像ユニット4に対しても、ガイドレール63cの略U字溝に現像フレーム4fのリブ4hが嵌合し、さらに、現像フレーム4fの上部円弧形状4kが上部フレームのV字形状103fに位置決めされる。
アクセスドア101の開放状態においては、V字形状103e、103fへのカートリッジの付勢が解除される。このため、第1の実施形態の一体型カートリッジ7と同様に、操作力を低く抑えながら、現像離間状態でプロセスカートリッジを装置本体から引き出すことが可能となっている。
(変形例)
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
(変形例1)
上述した実施形態では、第1のカム80やシャフト95などを含む現像ローラ24を移動させる為の移動部材を駆動源としてのモータ90により回転させて移動させたが、この限りではない。つまり、移動部材を1つのアクチュエータによって駆動して複数の現像ローラ24を移動させる構成であれば、移動部材やアクチュエータの動作は回転でなくてもよい。
1・・感光ドラム、7・・プロセスカートリッジ、24・・現像ローラ、31・・移動部材、32・・加圧バネ、34・・レバー、35・・スライダー、35e・・被押圧部、62・・第2のカム、80・・第1のカム、101・・アクセスドア

Claims (5)

  1. 現像剤担持体を支持する現像ユニットの位置を規制する規制部を備える移動ユニットであって、像担持体に前記現像剤担持体を当接させるための当接位置と、前記像担持体と前記現像剤担持体とを離間させるための離間位置とに移動可能な移動ユニットと、
    前記移動ユニットを前記当接位置から前記離間位置へ移動させる駆動部材であって、前記移動ユニットが前記当接位置に位置することを許容する当接位相と、前記移動ユニットを前記離間位置で維持する離間位相とへ変位可能な駆動部材と、
    前記現像剤担持体及び又は前記像担持体を画像形成装置本体から取り外すために設けられた開口部を開閉する開閉部材と、
    を有する画像形成装置において、
    前記開閉部材の開放動作に連動して移動し、前記移動ユニットを押圧して移動させる押圧部材を有し、
    前記駆動部材を前記当接位相から前記離間位相へと変位すると、前記移動ユニットが前記当接位置から前記離間位置へ移動し、
    前記駆動部材が前記当接位相にある状態で、前記開閉部材を開放すると、前記押圧部材が前記移動ユニットを押圧して第1移動量移動させることで前記当接位置から前記離間位置へ移動し、
    前記駆動部材が前記離間位相にある状態で、前記開閉部材を開放すると、前記押圧部材は前記移動ユニットを移動させない、もしくは前記第1移動量よりも小さい第2移動量だけ前記移動ユニットを移動させることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記移動ユニットを前記離間位置から前記当接位置へ向かって移動する方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記像担持体と前記現像剤担持体は、前記画像形成装置本体に対し一体的に着脱可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記像担持体と前記現像剤担持体は、前記画像形成装置本体に対し個別に着脱可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  5. 前記像担持体および前記現像剤担持体を一体的に装置上方に付勢する第2の付勢手段を設けたことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
JP2016048367A 2016-03-11 2016-03-11 画像形成装置 Active JP6812115B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016048367A JP6812115B2 (ja) 2016-03-11 2016-03-11 画像形成装置
KR1020170025660A KR102027637B1 (ko) 2016-03-11 2017-02-27 화상 형성 장치
US15/451,532 US9927764B2 (en) 2016-03-11 2017-03-07 Image forming apparatus
US15/891,597 US10191445B2 (en) 2016-03-11 2018-02-08 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016048367A JP6812115B2 (ja) 2016-03-11 2016-03-11 画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017161839A true JP2017161839A (ja) 2017-09-14
JP6812115B2 JP6812115B2 (ja) 2021-01-13

Family

ID=59786506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016048367A Active JP6812115B2 (ja) 2016-03-11 2016-03-11 画像形成装置

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9927764B2 (ja)
JP (1) JP6812115B2 (ja)
KR (1) KR102027637B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019187373A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
US11209743B2 (en) 2019-11-28 2021-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10073408B2 (en) * 2016-03-11 2018-09-11 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus including a pressing member configured to press a development unit
JP6746330B2 (ja) * 2016-03-11 2020-08-26 キヤノン株式会社 現像カートリッジおよび画像形成装置
US10754289B2 (en) 2018-03-30 2020-08-25 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Drawer including photosensitive drum and frame, and image forming apparatus provided with the same
US11209746B2 (en) * 2019-09-17 2021-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP7344466B2 (ja) * 2019-09-17 2023-09-14 株式会社リコー 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP7409041B2 (ja) * 2019-11-25 2024-01-09 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP7338456B2 (ja) * 2019-12-25 2023-09-05 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP2022085402A (ja) * 2020-11-27 2022-06-08 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2023002265A (ja) * 2021-06-22 2023-01-10 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6795671B2 (en) * 2002-01-15 2004-09-21 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus featuring switchable, contact and spaced, clutch-operated developing units
US7190921B2 (en) * 2003-07-31 2007-03-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Developing cartridge, photosensitive member cartridge, process unit, and image forming apparatus
JP3986077B2 (ja) * 2005-03-18 2007-10-03 キヤノン株式会社 プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
JP4389174B2 (ja) * 2005-12-27 2009-12-24 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP4280769B2 (ja) * 2006-01-11 2009-06-17 キヤノン株式会社 電子写真画像形成装置
JP4280770B2 (ja) * 2006-01-11 2009-06-17 キヤノン株式会社 プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
US7881634B2 (en) 2006-08-23 2011-02-01 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus in which transfer member is movable toward and apart from image bearing member
JP5268689B2 (ja) * 2009-02-09 2013-08-21 キヤノン株式会社 電子写真画像形成装置
JP5761948B2 (ja) 2010-09-14 2015-08-12 キヤノン株式会社 電子写真画像形成装置
JP5293753B2 (ja) * 2011-01-14 2013-09-18 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP5970885B2 (ja) * 2012-03-16 2016-08-17 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP6202911B2 (ja) * 2012-09-07 2017-09-27 キヤノン株式会社 画像形成装置、プロセスカートリッジ
US9563170B2 (en) * 2015-02-10 2017-02-07 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus configured to use a common driving source for image bearing members
US9791803B2 (en) * 2015-05-29 2017-10-17 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having multiple driving force transmitting drive trains
US10073408B2 (en) * 2016-03-11 2018-09-11 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus including a pressing member configured to press a development unit

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019187373A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP2019179119A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
CN111919175A (zh) * 2018-03-30 2020-11-10 兄弟工业株式会社 图像形成装置
US11143985B2 (en) 2018-03-30 2021-10-12 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus including first and second cams whose rotation angles are offset, and first and second rods that move, by rotations of first and second cams, first and second developing rollers toward and away from first and second photosensitive drums, respectively
JP7021587B2 (ja) 2018-03-30 2022-02-17 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
CN111919175B (zh) * 2018-03-30 2022-12-20 兄弟工业株式会社 图像形成装置
US11209743B2 (en) 2019-11-28 2021-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170106201A (ko) 2017-09-20
US10191445B2 (en) 2019-01-29
US9927764B2 (en) 2018-03-27
JP6812115B2 (ja) 2021-01-13
US20170261918A1 (en) 2017-09-14
KR102027637B1 (ko) 2019-10-01
US20180164739A1 (en) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6812115B2 (ja) 画像形成装置
JP3884960B2 (ja) 駆動装置及びカラー画像形成装置
JP5142008B2 (ja) 画像形成装置
JP4667106B2 (ja) 画像形成装置
JP6308762B2 (ja) 画像形成装置
JP6256241B2 (ja) 光走査装置、及びこれを備えた画像形成装置
CN108008614B (zh) 图像形成设备
US20130114982A1 (en) Image forming apparatus
JP5344599B2 (ja) 画像形成装置
JP4617197B2 (ja) 電子写真感光体ドラム、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置、及び電子写真感光体ドラムのフランジの組立方法
JP6365689B2 (ja) 画像形成装置
JP4674628B2 (ja) 画像形成装置
JP6132133B2 (ja) ユニット落下防止機構及び画像形成装置
JP2011158510A (ja) 画像形成装置
JP2018065258A (ja) 開閉機構及び画像形成装置
JP5279408B2 (ja) クリーニング装置及びこれを搭載した画像形成装置
JP6818833B2 (ja) プロセスカートリッジ
JP2022006709A (ja) 画像形成装置
JP5163025B2 (ja) 画像形成装置
JP7483356B2 (ja) 画像形成装置
JP7336272B2 (ja) 画像形成装置
JP2012048025A (ja) カラー電子写真装置
JP7336273B2 (ja) 画像形成装置
JP2010122353A (ja) 画像形成装置
JP5245855B2 (ja) 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181019

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20181022

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190304

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200107

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200206

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200207

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201216

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6812115

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151