JP3849745B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体に装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行う現像装置を備えた、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置の技術分野に属し、特に、現像器の現像ローラが感光体に当接した状態で現像を行う接触現像方式の画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、回転体に装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行う現像装置を備えた画像形成装置が種々開発されている。この画像形成装置は、画像形成時に回転体を回転させて各現像器の現像ローラを順次現像位置に設定して感光体の潜像を各色毎に順次現像して画像を形成するようになっている。
【０００３】
従来のこの種の画像形成装置には、通常時現像ローラを感光体から離間させておき、現像時に現像ローラを感光体に当接させて現像を行う接触現像方式の画像形成装置がある。この接触現像方式の画像形成装置では、現像ローラが感光体に対して接離するため、この現像ローラの接離によって感光体が損傷するおそれがあるが、この感光体の損傷は、現像ローラを回転状態で感光体に対して接離させると抑制される。そこで、感光体の損傷を防止するために、現像ローラを必ず回転させた状態で感光体に対して接離させる必要がある。
【０００４】
このように、現像ローラが感光体へ当接する際に現像ローラを回転状態にするために、現像器の駆動モータの駆動力を現像ローラへ伝達する方法として、従来は、
(ａ) 固定された、駆動モータの駆動力が伝達される駆動ギアと、移動可能に設けられた、現像ローラ側の現像ローラ駆動ギアとを、現像時に噛み合わせる方法、
(ｂ) 揺動可能に設けらた、駆動モータの駆動力が伝達される駆動ギアと、現像ローラ側の現像ローラ駆動ギアとを、現像時に揺動可能な駆動ギアを揺動させることで噛み合わせる方法、
(ｃ) 駆動モータの駆動力が伝達される駆動ギアと、現像ローラ側の現像ローラ駆動ギアとを、現像時にロータリ等の回転体の回転力で噛み合わせる方法、
が採られている。
【０００５】
一方、このような画像形成装置においては、工場から出荷された後、最初に初期化を行う必要がある。この初期化を行うにあたっては、現像ローラを所定の現像位置で駆動させるため、接触現像方式の画像形成装置では、前述のように感光体の損傷を防止するために、工場出荷時に予めダミーのトナーを現像ローラに塗布し、このダミートナーの潤滑作用で感光体の損傷を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像ローラに現像器駆動モータの駆動力を伝達する前述の（ａ）の方法では、ギアとギアとが接触あるいは離間する動作の範囲でしか動力伝達を行うことができないため、ニップがある場合等には現像ローラが十分に回転しない前に感光体に当接してしまうおそれがある。また、（ｂ）の方法でも、（ａ）の方法と同様にギアとギアとが接触あるいは離間する動作の範囲でしか動力伝達を行うことができないため、現像ローラが十分に回転しない前に感光体に当接してしまうおそれがある。更に、（ｃ）の方法では、ロータリの回転と現像ローラの回転とを切り替えるときに現像ローラの回転が停止したり、あるいは所定回転数以上にならない場合がある。
【０００７】
このように、前述の従来の（ａ）ないし（ｃ）のいずれの方法でも、現像ローラが感光体に対して接離する際に回転していない場合や十分に回転していない場合があり、感光体に対する現像ローラの接離時に感光体の損傷を十分にかつ確実に防止することが困難なものとなっている。
【０００８】
また、前述の従来の画像形成装置では、初期化における感光体の損傷の防止のために、工場出荷時に予めダミートナーを現像ローラに塗布するようにしたのでは、工場出荷にあたってダミートナーの塗布作業が必要となり、出荷時の作業が煩雑になるばかりでなく、現像用のトナー以外にダミートナーが必要となりコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像ローラを確実に回転させた状態で感光体に対して現像ローラを接離させ、また現像ローラを所定回転数以上に設定した状態で感光体に対して現像ローラを接離させることのできる画像形成装置を提供することである。
本発明の他の目的は、初期化のための作業を簡単にできる安価な画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、回転体に装着され、感光体に対して接離可能な現像ローラをそれぞれ有する複数の現像器を備え、非現像時に前記現像ローラを前記感光体から離間させ、現像時に現像器駆動モータの駆動力を、現像器駆動力伝達手段を介して前記現像ローラに順に伝達するとともに、前記回転体の回転で前記現像ローラを順に前記感光体に当接する現像位置に移動しかつ前記回転体の回転停止でこの現像位置に設定することにより多色現像を行う画像形成装置において、前記現像器駆動力伝達手段が、前記回転体と同心状にかつ回転可能に設けられるとともに現像器駆動モータの駆動力で画像形成動作中は常時回転する各現像器に共通の中心ギアと、前記中心ギアに常時噛合するようにして各現像器毎に回転可能に設けられ、それぞれの前記現像ローラに前記現像器駆動モータの駆動力を伝達するための現像器駆動ギアと、前記現像ローラと一体回転可能に設けられた現像ローラ駆動ギアと、現像ローラ駆動ギアに動力を伝達する中間動力伝達歯車機構と、前記現像器駆動ギアと前記中間動力伝達歯車機構とを連結および連結解除するカップリングと、このカップリングの連結および連結解除を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記回転体の回転により前記感光体に当接しようとする現像ローラが前記感光体と当接する前記現像位置になる前に前記カップリングを連結するとともに、この現像ローラが前記現像位置から移動して前記感光体から離間した後に前記カップリングを連結解除し、更に、前記制御手段が、前記回転体と同心の円弧状に形成されたカムにより構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記回転体が、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上になったときに、この現像ローラを前記現像位置に設定して前記感光体に当接させることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記回転体が、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上になりかつ所定時間が経過した後に、この現像ローラを前記現像位置に設定して前記感光体に当接させることを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項４の発明は、前記回転体が、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上にあるときに、この現像ローラを前記現像位置から移動して前記感光体から離間させることを特徴としている。
更に、請求項５の発明は、前記回転体が前記各現像ローラをいずれも前記感光体と当接しない位置に設定した状態で、前記制御手段または他の手段で前記カップリングを連結することにより初期化を行うことを特徴としている。
【００１３】
【作用】
このように構成された請求項１の発明の画像形成装置においては、制御手段により、感光体に当接しようとする現像ローラがこの感光体と当接する現像位置になる前にカップリングが連結され、現像ローラに現像器駆動モータの駆動力が確実に伝達されるようになる。これにより、現像ローラは常に確実に回転した状態で感光体に当接するので、感光体に当接する際は現像ローラにトナー層が形成されていて、現像ローラはこのトナー層を介して感光体に当接するようになる。また、制御手段により、感光体に当接した現像ローラが現像位置から移動して感光体から離間した後にカップリングが連結解除され、現像ローラへの現像器駆動モータの駆動力伝達が確実に遮断されるようになる。これにより、現像ローラは常に確実に回転した状態で感光体から離間するので、現像ローラはトナー層を介して感光体から離間するようになる。その場合、制御手段がカムで構成されているので、現像ローラが感光体に対して現像ローラの回転状態で簡単にかつ確実に接離するようになる。その場合、カムが回転体と同心の円弧状に形成されているので、回転体の回転に応じてより正確にカップリングが制御されるようになる。
したがって、現像ローラは常に確実に回転してトナー層が形成された状態で感光体に対し接離するようになるが、その際トナー層のトナーが潤滑剤として機能するので、感光体の損傷が防止される。
【００１４】
また、請求項２の発明においては、現像ローラが常に所定回転数以上で回転した状態で感光体に当接するようになる。これにより、現像ローラはトナーがより一層確実に供給された状態で感光体に当接するので、現像ローラの当接時の感光体の損傷がより確実に防止される。
更に、請求項３の発明においては、現像ローラが確実に所定回転数以上で回転した状態でかつ所定時間が経過した後に感光体に当接するようになる。これにより、トナーが現像ローラへ均一に分散されてトナー層が現像ローラに均一に形成されるとともに、現像ローラの回転変動が少なくなるので、感光体の損傷がより確実に防止される。
【００１５】
更に、請求項４の発明においては、現像ローラが常に所定回転数以上で回転した状態で感光体から離間するようになる。これにより、現像ローラはトナーがより一層確実に供給された状態で感光体から離間するので、現像ローラの離間時の感光体の損傷がより確実に防止される。
更に、請求項５の発明においては、複数の現像ローラがいずれも感光体と当接しない状態で、各現像ローラに現像器駆動モータの駆動力が確実に伝達され、現像ローラは回転するようになる。したがって、感光体に損傷を与えることなく、工場出荷後に画像形成装置の初期化が簡単に行われるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的かつ部分的に示す図、図２は、図１における左側面図である。なお、図１には図２に示されている構成要素の一部が、また図２には図１に示されている構成要素の一部がそれぞれ省略されている。
【００１７】
図１に示すように、この例の画像形成装置１はロータリ式現像装置２を備えており、このロータリ式現像装置２は、回転可能に設けられたロータリ３と、このロータリ３に支持された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像器４,５,６,７とを備えている。これらの各現像器４,５,６,７はロータリ３の周方向にこれらの順に時計回りでかつ等間隔で配設されており、それぞれ、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａと供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂとを備えている。そして、ロータリ３が回転することで、これらの各現像器４,５,６,７は、それらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａが順次感光体（以下、ＯＰＣともいう）８に当接されるようになっている。なお、各色の現像器４,５,６,７の配設順序は、前述の順序に限定されることなく任意に設定される。しかし以下の説明では、説明の便宜上、前述の色の順序、つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の順で各現像器４,５,６,７が配設されているものとする。
【００１８】
また図１および図２に示すように、画像形成装置１は、更に、ロータリ３を回転駆動するためのロータリ駆動モータであるステッピングモータ９と、このステッピングモータ９の駆動力をロータリ３に伝達するためのロータリ駆動力伝達手段１０と、各現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを回転駆動するための現像器駆動モータ１２と、各現像器４,５,６,７毎に設けられ、現像器駆動モータ１２の駆動力を各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂにそれぞれ伝達する各現像器駆動力伝達手段１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋとを備えている。
【００１９】
ステッピングモータ９は、電流制御でホールド電流に設定することによりモータへの供給電流を供給したまま停止することが可能であり、これにより位置設定を簡単に行うことができるようになる。
ロータリ駆動力伝達手段１０は、ステッピングモータ９の回転軸に一体回転可能に取り付けられたロータリ駆動ギア１０ａと、このロータリ駆動ギア１０ａに常時噛合するロータリ駆動中間ギア１０ｂと、ロータリ３に同心状にかつこのロータリ３と一体に設けられるとともにロータリ駆動中間ギア１０ｂに常時噛合するロータリギア１０ｃとを備え、ステッピングモータ９の駆動力を減速してロータリ３に伝達するようになっている。ロータリ３およびロータリギア１０ｃの回転軸３ａは画像形成装置１のフレーム１３に回転可能に支持されている。
【００２０】
また、各現像器駆動力伝達手段１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋはいずれも同じ構成を有しており、ともに、現像器駆動モータ１２の回転軸に一体回転可能に取り付けられた現像器モータ駆動ギア１１ｏと、ロータリ３に同心状にかつこのロータリ３と独立して回転可能にロータリ３の回転軸３ａに設けられた中心ギア１１ａと、ロータリ３に軸方向に相対移動可能にかつ相対回転可能にそれぞれ各現像器４,５,６,７毎に設けられるとともに中心ギア１１ａに軸方向に相対移動可能に常時噛合する現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKと、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの各回転軸にそれぞれ一体回転可能に取り付けられた各現像ローラ駆動ギア１１ｃ（現像ローラ５ａ,６ａ,７ａの各現像ローラ駆動ギアは、図示省略）と、これらの各現像ローラ駆動ギア１１ｃにそれぞれ常時噛合する各第１現像器駆動中間ギア１１ｄ（現像ローラ５ａ,６ａ,７ａの各現像ローラ駆動ギアに噛合する各第１現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂの各回転軸にそれぞれ一体回転可能に取り付けられるとともに各第１現像器駆動中間ギア１１ｄにそれぞれ常時噛合する各供給ローラ駆動ギア１１ｅ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアは、図示省略）と、これらの各供給ローラ駆動ギア１１ｅにそれぞれ常時噛合する各第２現像器駆動中間ギア１１ｆ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアに噛合する各第２現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、これらの各第２現像器駆動中間ギア１１ｆに同心状にかつ一体回転可能に設けられた各第３現像器駆動中間ギア１１ｇ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアに各第２現像器駆動中間ギアを介して歯車連結される各第３現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、これらの各第３現像器駆動中間ギア１１ｇにそれぞれ常時噛合する各第４現像器駆動中間ギア１１ｈ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアに各第２および第３現像器駆動中間ギアを介して歯車連結される各第４現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKにそれぞれ設けられた各駆動側カップリング部材１１ｉ（現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材は、図示省略）および各第４現像器駆動中間ギア１１ｈにそれぞれ設けられ、各駆動側カップリング部材１１ｉがそれぞれ係脱可能な各従動側カップリング部材１１ｊ(現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材に対応する各従動側カップリング部材は、図示省略）からなる各カップリング１１ｋ(現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材を構成要素とする各カップリングは、図示省略）と、各駆動側カップリング部材１１ｉを各従動側カップリング部材１１ｊから離脱させる方向にそれぞれ常時付勢する各リターンスプリング１１ｍ(現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材を付勢する各リターンスプリングは、図示省略）と、フレーム１３の所定位置に設けられるとともに各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの軸方向移動を制御するカム１１ｎとを備えている。なお、リターンスプリング１１ｍは図２には模式的に示されているため、その取付は詳細に示されていないが、ロータリ３と各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKとの間に設けられ、各従動側カップリング部材１１ｊを前述のように付勢することが可能であれば、どのような取付でもよい。
【００２１】
第１現像器駆動中間ギア１１ｄ、供給ローラ駆動ギア１１ｅ、第２現像器駆動中間ギア１１ｆ、第３現像器駆動中間ギア１１ｇ、および第４現像器駆動中間ギア１１ｈにより、本発明の中間動力伝達歯車機構が構成されている。
カム１１ｎは、図１から明らかなようにロータリ３と同心の円弧状に形成されている。また、図２から明らかなようにこのカム１１ｎは、傾斜面からなり各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKおよび各駆動側カップリング部材１１ｉを、それぞれ各従動側カップリング部材１１ｊの方へ徐々に案内移動させる係合方向ガイド部１１ｎ1と、各駆動側カップリング部材１１ｉを各従動側カップリング部材１１ｊにそれぞれ係合させかつ係合状態に保持させる係合部１１ｎ2と、各駆動側カップリング部材１１ｉを従動側カップリング部材１１ｊから離脱する方向へそれぞれ徐々に案内移動させかつその係合を解除する係合離脱方向ガイド部１１ｎ3とからなっている。
【００２２】
このカム１１ｎによって各カップリング１１ｋが連結されることで、中心ギア１１ａに伝達される現像器駆動モータ１２の駆動力が各現像器駆動力伝達手段１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを介して、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂに伝達され、これらの両ローラが回転するようになっている。
【００２３】
次に、このカム１１ｎによる各カップリング１１ｋの連結、連結解除の制御および現像器駆動モータ１２の駆動力による各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂの回転制御について説明する。この説明にあたっては、便宜上、今回ＯＰＣ８に当接しようとする現像ローラをイエローの現像器４の現像ローラ４ａとする。なお、図１に示す状態ではイエローの現像ローラ４ａはＯＰＣ８に既に当接して現像位置の状態、つまりロータリ３の回転位置Ｅ（以下、単に位置Ｅという、他の回転位置も同じ）にあるが、このカム１１ｎによる制御の説明は、黒の現像器７の現像ローラ７ａがＯＰＣ８に当接する位置Ｅにあり、イエローの現像ローラ４ａがこの位置Ｅにない状態から始める。
【００２４】
黒の現像器７の現像ローラ７ａが位置Ｅにあるときは、イエローの現像器４の現像ローラ４ａは位置Ａにあるとともに、現像器駆動ギア１１ｂYは位置Ｃにある。このとき、黒の現像器以外の現像器４,５,６にそれぞれ対応する現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂCの回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1がいずれも完全にカム１１ｎの領域外にあり、これらの現像器４,５,６に対応する各カップリング１１ｋは連結解除状態となっている。したがって、黒以外の他の現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂCは回転停止している。なお、黒の現像器７に対応するカップリング１１ｋが連結状態にあるので、黒の現像器駆動ギア１１ｂKは回転している。
【００２５】
この状態でロータリ３が矢印で示す時計方向に回転して、今までＯＰＣ８に当接していた黒の現像器７の現像ローラ７ａがＯＰＣ８から離間した後、現像器駆動ギア１１ｂYの回転軸１１ｂY1（二点差線で図示）が位置Ｆに回転移動し、その端部が係合方向ガイド部１１ｎ1に当接する。このとき、今回ＯＰＣ８に当接しようとするイエローの現像ローラ４ａは位置Ｂにあって、ＯＰＣ８に当接する位置Ｅには到達していない。ロータリ３の引き続きの回転にしたがって、回転軸１１ｂY1がこの係合方向ガイド部１１ｎ1の斜面に沿ってガイドされることで、現像器駆動ギア１１ｂYおよび駆動側カップリング部材１１ｉを従動側カップリング部材１１ｊの方へ徐々に案内移動させる。
【００２６】
次いで、ロータリ３が更に同方向に回転して、回転軸１１ｂY1（二点差線で図示）が位置Ｇに回転移動すると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに係合開始し、現像器駆動ギア１１ｂYが噛合している中心ギア１ａに伝達されている現像器駆動モータ１２の駆動力が、イエローの現像器駆動力伝達手段１１Ｙを介してイエローの現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂに伝達され、両ローラ４ａ,４ｂが回転開始する。このとき、現像ローラ４ａは位置ＤにあってＯＰＣ８に当接する位置Ｅには到達していない。
【００２７】
ロータリ３が更に同方向に回転すると、回転軸１１ｂY1の端部が係合部１１ｎ2に当接して、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに完全に係合し、現像器４に対応するカップリング１１ｋが連結されかつこの連結状態に保持される。このとき、現像器駆動モータ１２の駆動力により現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂは回転中となっている。ロータリ３が更に同方向にして現像器駆動ギア１１ｂYおよび回転軸１１ｂY1（点線で図示）が位置Ｈに回転移動すると、現像ローラ４ａが位置Ｅの現像位置に回転移動し、他の制御手段によりロータリ駆動用のステッピングモータ９が停止し、ロータリ３の回転が停止する。このときには、現像器駆動ギア１１ｂYの回転軸１１ｂY1の端部が係合部１１ｎ2に当接したままであり、現像器４のカップリング１１ｋは連結状態に保持され、現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂの回転は継続している。
このように、現像ローラ４ａはＯＰＣ８の当接する前に回転を開始し、所定回転後にＯＰＣ８に回転しながら当接して現像位置に設定されるようになっている。
【００２８】
次に、イエローの現像が終了すると、ステッピングモータ９が再び駆動してロータリ３が再び同方向に回転し、現像ローラ４ａは所定回転後に回転しながらＯＰＣ８から離間する。その後、回転軸１１ｂY1の端部が係合部１１ｎ2から係合離脱方向ガイド部１１ｎ3に移行する。これにより、リターンスプリング１１ｍのばね力で、現像器駆動ギア１１ｂYおよび駆動側カップリング部材１１ｉは、回転軸１１ｂY1の端部がこの係合離脱方向ガイド部１１ｎ3の斜面に沿ってガイドされながら、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊから離脱する方向へ徐々に移動し、駆動側カップリング部材１１ｉと従動側カップリング部材１１ｊとの係合解除動作が開始する。
【００２９】
更に、ロータリ３が同方向に回転して、回転軸１１ｂY1（二点差線で図示）が位置Ｉに回転移動すると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊから係合解除し、カップリング１１ｋが連結解除する。これにより、現像器駆動モータ１２の駆動力が現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂに伝達されなくなり、両ローラ４ａ,４ｂの回転が停止する。しかし、現像器駆動ギア１１ｂYおよび駆動側カップリング部材１１ｉは回転軸１１ｂY1の端部がこの係合離脱方向ガイド部１１ｎ3の斜面に沿ってガイドされながら、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊから離隔する方向へ徐々に移動し続ける。そして、ロータリ３が更に同方向に回転して、回転軸１１ｂY1が位置Ｊを超えると、回転軸１１ｂY1の端部は係合離脱方向ガイド部１１ｎ3から離間し、現像器駆動ギア１１ｂYはカムの制御領域から完全に外れる。
【００３０】
マゼンタの現像器５、シアンの現像器６および黒の現像器７の各カップリング１１ｋの連結、連結解除の制御、および現像器駆動モータ１２の駆動力による各現像ローラ５ａ,６ａ,７ａと各供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの回転制御も、これらの順に、このカム１１ｎによってイエローの現像器４の場合と同様にして行われるようになっている。
【００３１】
次に、このように構成されたこの例の画像形成装置１の画像形成時の作動について説明する。
図１では、イエローの現像器４の現像ローラ４ａがＯＰＣ８に当接した状態で示されているが、各現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａは、非現像時にはいずれもＯＰＣ８から離間した位置に保持されている。すなわち、イエローの現像器４ａが位置Ａと位置Ｂとの間に位置した状態で、ロータリ３が停止保持されているとともに、各カップリング１１ｋが連結解除状態に保持されている。
【００３２】
画像形成のため画像形成装置１が作動開始されると、この画像形成装置１の中央処理装置（ＣＰＵ）により、ステッピングモータ９および現像器駆動モータ１２がともに駆動される。現像器駆動モータ１２の駆動で中心ギア１１ａが回転するので、この中心ギア１１ａに常時噛合する各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKが回転する。したがって、画像形成動作時には、中心ギア１１ａおよび各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKは常時回転している。また、同時にステッピングモータ９の駆動でロータリ３が時計方向に回転し、イエローの現像器駆動ギア１１ｂYの回転軸１１ｂY1が位置Ｆの方へ回転移動する。
【００３３】
回転軸１１ｂY1が位置Ｆを超えると、前述のようにカム１１ｎの係合方向ガイド部１１ｎ1により駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊの方へ移動し、回転軸１１ｂY1が位置Ｇを超えると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに係合開始し、現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂがともに回転を開始する。これにより、トナーが供給ローラ４ｂから現像ローラ４ａに供給され、図示しないトナー規制部材により現像ローラ４ａの表面に所定厚のトナー層の形成が開始される。回転軸１１ｂY1がカム１１ｎの係合部１１ｎ2に移行すると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに完全に係合し、イエローのカップリング１１ｋが完全に連結される。
【００３４】
ロータリ３が更に同方向に回転して所定時間経過後に回転軸１１ｂY1が位置Ｈにくると、現像ローラ４ａが現像位置であるＯＰＣ８に当接する位置Ｅになるとともに、ロータリ３の回転が停止する。現像ローラ４ａが回転を開始してから現像位置となるまでに所定時間経過し、現像ローラ４ａの回転立ち上がり時間に余裕があるため、現像ローラ４ａが現像位置になったときには、現像ローラ４ａが所定回転数以上で回転している。したがって、現像ローラ４ａへトナーが均一に分散してこの現像ローラ４ａの表面に所定厚のトナー層が確実に形成されているとともに、現像ローラ４ａがＯＰＣ８に当接したとき、ＯＰＣ８の損傷が防止される。これにより、現像ローラ４ａは所定量のトナーをＯＰＣ８の方へ搬送し、ＯＰＣ８上の潜像のイエローの現像が行われる。ＯＰＣ８上の、現像されたイエローの画像は中間転写媒体１４に中間転写される。
【００３５】
また、イエローの現像ローラ４ａが位置Ｅになったときには、図１に示すように次のマゼンタの現像器５の現像ローラ５ａが位置Ａになっているとともに、マゼンタの現像器５の駆動ギア１１ｂMおよびその回転軸１１ｂM1が位置Ｃになっている。
イエローの現像が終了すると、再びロータリ３が同方向に回転し、現像ローラ４ａが回転しながらＯＰＣ８から離れる。回転軸１１ｂY1が位置Ｉにくると、カップリング１１ｋが連結解除し、現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂの回転がともに停止する。
【００３６】
ロータリ３の更なる回転で、マゼンタの現像器５の駆動ギア１１ｂMの回転軸１１ｂM1が位置Ｆを超えると、前述のイエローの現像器４の場合と同様にカム１１ｎの係合方向ガイド部１１ｎ1によりマゼンタの現像器５の駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊの方へ移動し、回転軸１１ｂM1が位置Ｇを超えると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに係合開始し、現像ローラ５ａおよび供給ローラ５ｂがともに回転を開始する。以後、イエローの現像器４による現像動作の場合と同様にして、マゼンタの現像器５による現像動作が行われることにより、ＯＰＣ上の潜像に対してマゼンタの現像が行われ、ＯＰＣ上の現像されたマゼンタの画像が中間転写媒体１４に中間転写される。
【００３７】
続いて、イエローの現像器４によるイエローの現像と同様にして、シアンの現像器６によるシアンの現像および黒の現像器７による黒の現像が対応するロックのみを作動しないことにより順に行われ、それぞれの現像された画像が中間転写媒体１４に中間転写される。そして、中間転写媒体１４に中間転写された４色の画像が色合わせされて、図示しない転写器で転写紙に転写し、定着器で定着することでフルカラーの画像形成が行われる。
【００３８】
ところで、ユーザーが工場から出荷された画像形成装置１を使用する前に、画像形成装置１を初期化する必要がある。この画像形成装置１の初期化を行う場合、現像ローラの接触によるＯＰＣの損傷を防止するために現像ローラへ所定量のトナーを供給して現像ローラの表面にトナー層を形成しておかなければならない。そこで、この例の画像形成装置１は、更に、４本の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがともにＯＰＣ８に接触しない位置でロータリ３を停止させた状態で、これらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをともに回転させることで所定量のトナーを各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａに供給するようにしている。
【００３９】
すなわち、図１に示すように４本の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがともにＯＰＣ８に接触しない各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの任意の位置に、それぞれ初期化位置ＫY,ＫM,ＫC,ＫKが設定されている。更に、図３に示すようにこれらの初期化位置ＫY,ＫM,ＫC,ＫKにそれぞれ対応して、電磁ソレノイド１５がフレーム１３に各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1をカップリング１１ｋが連結する方向に押圧可能に設けられている（位置ＫY以外の位置に設けられた電磁ソレノイド１５は図示省略）。
【００４０】
そして、工場から出荷されてきた画像形成装置１を初期化するにあたり、まず、スッテピングモータ９が駆動されてロータリ３が回転し、各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKがそれぞれ初期化位置ＫY,ＫM,ＫC,ＫKにきたとき、ＣＰＵによりスッテピングモータ９の駆動が停止されてロータリ３の回転が停止する。次に、ＣＰＵにより、現像器駆動モータ１２が駆動されて中心ギア１１ａが回転するとともに、各電磁ソレノイド１５が作動されて各カップリング１１ｋが連結する。したがって、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂがともに回転し、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａにトナーが供給されてそれらの表面に所定厚のトナー層が形成される。これにより、画像形成装置１はＯＰＣ８を損傷させることなく短時間で初期化される。
【００４１】
このように、この例の画像形成装置１によれば、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをＯＰＣ８にそれぞれ当接させる際、これらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをいずれも常に回転させた状態でＯＰＣ８に当接させることができ、しかもその場合、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを常に所定回転数以上で回転させた状態でＯＰＣ８に当接させることができる。また、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをＯＰＣ８からそれぞれ離間させる際、これらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをいずれも常に回転させた状態でＯＰＣ８から離間させることができ、しかもその場合、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを所定回転数以上で回転させた状態でＯＰＣ８から離間させることができる。これにより、ＯＰＣ８に対する現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの接離時に、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび供給ローラ４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃが回転しているので、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの表面に所定厚のトナー層を形成することができる。したがって、ＯＰＣ８に対してトナー層を介して現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを接離させることができ、トナーが潤滑剤として機能することで、ＯＰＣ８の損傷を効果的に防止できる。
【００４２】
また、カム１１ｎの設置位置を適宜自由に設定することで、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび供給ローラ４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃの回転駆動位置を自由に設定することができ、しかもＯＰＣ８に対して現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａが当接するまでの時間に余裕があるので、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａへトナーを均一に分散させることができる。そのうえ、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａに負荷変動があっても、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの回転立ち上がり時間に余裕があるため、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがＯＰＣ８に当接する前に所定回転数以上の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの回転数をより確実に得ることができ、また、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの回転変動も少なくできる。したがって、高画質の画像を形成することができるとともに、画像形成装置１を高寿命にすることができる。
【００４３】
更に、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび供給ローラ４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃを現像位置を含む所定領域のみで回転駆動し、それ以外の領域では回転を停止しているので、回転駆動によるトナーの散りを抑制することができる。
更に、本例の画像形成装置１によれば、各カップリング１１ｋの制御をカム１１ｎで行っているので、ＯＰＣ８に対して現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを回転状態で簡単にかつ確実に接離させることができる。その場合、カム１１ｎをロータリ３と同心の円弧状に形成しているので、ロータリの回転に応じてより正確にカップリング１１ｋを制御することができる。
【００４４】
更に、本例の画像形成装置１によれば、工場から出荷後の初期化において、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがいずれもＯＰＣ８に当接しない位置で、これらの４本の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを駆動させて、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの表面にそれぞれトナー層を確実に形成することができるので、ＯＰＣ８に損傷を与えることなく、短時間で初期化を行うことができる。また、これにより、従来工場出荷時に行っていたダミーのトナーを各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの表面に塗布する必要がなくなるので、工場出荷におけるダミートナーの塗布作業が不要となり、出荷時の作業が簡単になる。
更に、ダミーのトナーが不要になることで、コストを低減できるとともに、画像形成のためのトナーのみを用いるようになるので、トナーリサイクルが可能となる。
【００４５】
なお、前述の例では、現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂK、駆動側カップリング部材１１ｉおよび回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK 1をそれぞれ軸方向に一体に移動させるようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、駆動側カップリング部材１１ｉおよび回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1をそれぞれ現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKに対して一体回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に設けるとともに、現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKは軸方向に相対移動不能に設ける（回転は可能）ようにすることもできる。
【００４６】
また、前述の例では、各カップリング１１ｋの連結および連結解除をカム１１ｎによって制御するようにしているが、カップリング１１ｋの連結および連結解除は他の制御手段で制御することもできる。例えば、ロータリ３に電磁ソレノイドを設け、この電磁ソレノイドの電磁力で直接駆動側カップリング部材１１ｉを軸方向に移動させるようにして、カップリング１１ｋの連結および連結解除を制御することもできる。
【００４７】
同様に、図３に示す電磁ソレノイド１５では、画像形成装置１の初期化時に、電磁ソレノイド１５の電磁力をプランジャの推力に変えて各カップリング１１ｋを連結をするようになっているが、ロータリ３に電磁ソレノイドを設け、この電磁ソレノイドの電磁力で直接駆動側カップリング部材１１ｉを軸方向に移動させるようにすることもできる。
【００４８】
更に、画像形成装置１の初期化時に、現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1が位置Ｇから位置Ｈまでの間の所定の位置にあるときにロータリ３を停止させ、その回転軸の現像器駆動ギアによって現像器駆動モータ１２の駆動力が伝達される現像ローラを回転させることで、画像形成装置１の初期化を行うようにすることもできる。このときにも各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがいずれもＯＰＣ８に当接していないので、ＯＰＣを損傷させることなく初期化を行うことができ、電磁ソレノイド１５を不要にできる。ただし、この場合には、前述の例のように各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを同時に回転させることはできなく、各現像器４,５,６,７毎にロータリ３を停止させて、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを順に個別に回転させることになる。
【００４９】
更に、前述の例では、本発明を中間転写媒体を有するフルカラーの画像形成装置に適用して説明しているが、本発明は、２色以上の単色カラーの画像形成装置等の複数の現像器が回転体に装着され、かつ現像ローラが感光体に当接する画像形成装置であればどのような画像形成装置にも適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、現像ローラを常に確実に回転した状態で感光体に対して接離するようにしているので、感光体に対する現像ローラの接離時には、現像ローラの表面にトナー層を形成することができる。これにより、感光体に対してトナー層を介して現像ローラを接離させることができ、トナーが潤滑剤として機能することで、感光体の損傷を効果的に防止できる。したがって、高画質の画像を形成できるとともに、画像形成装置の寿命を向上できる。
しかも、制御手段をカムで構成しているので、感光体に対して現像ローラを回転状態で簡単にかつ確実に接離させることができる。その場合、カムを回転体と同心の円弧状に形成しているので、回転体の回転に応じてより正確にカップリングを制御することができる。
【００５１】
特に、請求項２の発明によれば、現像ローラを常に所定回転数以上で回転した状態で感光体に当接させているので、現像ローラにトナーをより一層確実に供給することができ、現像ローラの当接時の感光体の損傷をより確実に防止できる。更に、請求項３の発明によれば、現像ローラを常に確実に所定回転数以上で回転した状態でかつ所定時間が経過した後に感光体に当接させているので、トナーを現像ローラへ均一に分散させることができるとともに、現像ローラの回転変動を抑制できる。これにより、現像ローラにトナー層を均一に形成できるとともに、現像ローラの回転変動を少なくできるので、感光体の損傷をより一層確実に防止できる。したがって、より一層高画質の画像を形成することができるとともに、画像形成装置を更に高寿命にすることができる。
【００５２】
更に、請求項４の発明によれば、現像ローラが常に所定回転数以上で回転した状態で感光体から離間させているので、現像ローラにトナーをより一層確実に供給させた状態で現像ローラを感光体から離間でき、現像ローラの離間時の感光体の損傷をより一層確実に防止できる。
【００５３】
更に、請求項５の発明によれば、複数の現像ローラをいずれも感光体と当接させない状態で回転できるようにしているので、感光体に損傷を与えることなく、工場出荷後に画像形成装置の初期化を短時間で簡単に行うことができる。また、これにより、従来工場出荷時に行っていたダミーのトナーを各現像ローラの表面に塗布する必要がなくなるので、工場出荷におけるダミートナーの塗布作業を不要にでき、出荷時の作業を簡単にすることができる。
【００５４】
更に、ダミーのトナーが不要になることで、コストを低減できるとともに、画像形成のためのトナーのみを用いるようになるので、トナーリサイクルが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的かつ部分的に示す図である。
【図２】 図１における左側面図である。
【図３】 図１における位置ＫY,位置ＫM,位置ＫC,位置ＫKにおける径方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…現像装置、３…ロータリ、４…イエローの現像器、５…マゼンタの現像器、６…シアンの現像器、７…黒の現像器、４ａ,５ａ,６ａ,７ａ…現像ローラ、４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂ…供給ローラ、８…感光体（ＯＰＣ）、９…ステッピングモータ、１０…ロータリ駆動力伝達手段、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…現像器駆動力伝達手段、１１ａ…中心ギア、１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂK…現像器駆動ギア、１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1…回転軸、１１ｉ…駆動側カップリング部材、１１ｊ…従動側カップリング部材、１１ｋ…カップリング、１１ｎ…カム、１１ｎ1…係合方向ガイド部、１１ｎ2…係合部、１１ｎ3…係合離脱方向ガイド部、１２…現像器駆動モータ、１３…フレーム、１４…中間転写媒体、１５…電磁ソレノイド、Ｅ…現像ローラのＯＰＣへの当接位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体に装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行う現像装置を備えた、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置の技術分野に属し、特に、現像器の現像ローラが感光体に当接した状態で現像を行う接触現像方式の画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、回転体に装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行う現像装置を備えた画像形成装置が種々開発されている。この画像形成装置は、画像形成時に回転体を回転させて各現像器の現像ローラを順次現像位置に設定して感光体の潜像を各色毎に順次現像して画像を形成するようになっている。
【０００３】
従来のこの種の画像形成装置には、通常時現像ローラを感光体から離間させておき、現像時に現像ローラを感光体に当接させて現像を行う接触現像方式の画像形成装置がある。この接触現像方式の画像形成装置では、現像ローラが感光体に対して接離するため、この現像ローラの接離によって感光体が損傷するおそれがあるが、この感光体の損傷は、現像ローラを回転状態で感光体に対して接離させると抑制される。そこで、感光体の損傷を防止するために、現像ローラを必ず回転させた状態で感光体に対して接離させる必要がある。
【０００４】
このように、現像ローラが感光体へ当接する際に現像ローラを回転状態にするために、現像器の駆動モータの駆動力を現像ローラへ伝達する方法として、従来は、
(ａ) 固定された、駆動モータの駆動力が伝達される駆動ギアと、移動可能に設けられた、現像ローラ側の現像ローラ駆動ギアとを、現像時に噛み合わせる方法、
(ｂ) 揺動可能に設けらた、駆動モータの駆動力が伝達される駆動ギアと、現像ローラ側の現像ローラ駆動ギアとを、現像時に揺動可能な駆動ギアを揺動させることで噛み合わせる方法、
(ｃ) 駆動モータの駆動力が伝達される駆動ギアと、現像ローラ側の現像ローラ駆動ギアとを、現像時にロータリ等の回転体の回転力で噛み合わせる方法、
が採られている。
【０００５】
一方、このような画像形成装置においては、工場から出荷された後、最初に初期化を行う必要がある。この初期化を行うにあたっては、現像ローラを所定の現像位置で駆動させるため、接触現像方式の画像形成装置では、前述のように感光体の損傷を防止するために、工場出荷時に予めダミーのトナーを現像ローラに塗布し、このダミートナーの潤滑作用で感光体の損傷を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像ローラに現像器駆動モータの駆動力を伝達する前述の（ａ）の方法では、ギアとギアとが接触あるいは離間する動作の範囲でしか動力伝達を行うことができないため、ニップがある場合等には現像ローラが十分に回転しない前に感光体に当接してしまうおそれがある。また、（ｂ）の方法でも、（ａ）の方法と同様にギアとギアとが接触あるいは離間する動作の範囲でしか動力伝達を行うことができないため、現像ローラが十分に回転しない前に感光体に当接してしまうおそれがある。更に、（ｃ）の方法では、ロータリの回転と現像ローラの回転とを切り替えるときに現像ローラの回転が停止したり、あるいは所定回転数以上にならない場合がある。
【０００７】
このように、前述の従来の（ａ）ないし（ｃ）のいずれの方法でも、現像ローラが感光体に対して接離する際に回転していない場合や十分に回転していない場合があり、感光体に対する現像ローラの接離時に感光体の損傷を十分にかつ確実に防止することが困難なものとなっている。
【０００８】
また、前述の従来の画像形成装置では、初期化における感光体の損傷の防止のために、工場出荷時に予めダミートナーを現像ローラに塗布するようにしたのでは、工場出荷にあたってダミートナーの塗布作業が必要となり、出荷時の作業が煩雑になるばかりでなく、現像用のトナー以外にダミートナーが必要となりコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像ローラを確実に回転させた状態で感光体に対して現像ローラを接離させ、また現像ローラを所定回転数以上に設定した状態で感光体に対して現像ローラを接離させることのできる画像形成装置を提供することである。
本発明の他の目的は、初期化のための作業を簡単にできる安価な画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、回転体に装着され、感光体に対して接離可能な現像ローラをそれぞれ有する複数の現像器を備え、非現像時に前記現像ローラを前記感光体から離間させ、現像時に現像器駆動モータの駆動力を、現像器駆動力伝達手段を介して前記現像ローラに順に伝達するとともに、前記回転体の回転で前記現像ローラを順に前記感光体に当接する現像位置に移動しかつ前記回転体の回転停止でこの現像位置に設定することにより多色現像を行う画像形成装置において、前記現像器駆動力伝達手段が、前記回転体と同心状にかつ回転可能に設けられるとともに現像器駆動モータの駆動力で画像形成動作中は常時回転する各現像器に共通の中心ギアと、前記中心ギアに常時噛合するようにして各現像器毎に回転可能に設けられ、それぞれの前記現像ローラに前記現像器駆動モータの駆動力を伝達するための現像器駆動ギアと、前記現像ローラと一体回転可能に設けられた現像ローラ駆動ギアと、現像ローラ駆動ギアに動力を伝達する中間動力伝達歯車機構と、前記現像器駆動ギアと前記中間動力伝達歯車機構とを連結および連結解除するカップリングと、このカップリングの連結および連結解除を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記回転体の回転により前記感光体に当接しようとする現像ローラが前記感光体と当接する前記現像位置になる前に前記カップリングを連結するとともに、この現像ローラが前記現像位置から移動して前記感光体から離間した後に前記カップリングを連結解除し、更に、前記制御手段が、前記回転体と同心の円弧状に形成されたカムにより構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記回転体が、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上になったときに、この現像ローラを前記現像位置に設定して前記感光体に当接させることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記回転体が、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上になりかつ所定時間が経過した後に、この現像ローラを前記現像位置に設定して前記感光体に当接させることを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項４の発明は、前記回転体が、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上にあるときに、この現像ローラを前記現像位置から移動して前記感光体から離間させることを特徴としている。
更に、請求項５の発明は、前記回転体が前記各現像ローラをいずれも前記感光体と当接しない位置に設定した状態で、前記制御手段または他の手段で前記カップリングを連結することにより初期化を行うことを特徴としている。
【００１３】
【作用】
このように構成された請求項１の発明の画像形成装置においては、制御手段により、感光体に当接しようとする現像ローラがこの感光体と当接する現像位置になる前にカップリングが連結され、現像ローラに現像器駆動モータの駆動力が確実に伝達されるようになる。これにより、現像ローラは常に確実に回転した状態で感光体に当接するので、感光体に当接する際は現像ローラにトナー層が形成されていて、現像ローラはこのトナー層を介して感光体に当接するようになる。また、制御手段により、感光体に当接した現像ローラが現像位置から移動して感光体から離間した後にカップリングが連結解除され、現像ローラへの現像器駆動モータの駆動力伝達が確実に遮断されるようになる。これにより、現像ローラは常に確実に回転した状態で感光体から離間するので、現像ローラはトナー層を介して感光体から離間するようになる。その場合、制御手段がカムで構成されているので、現像ローラが感光体に対して現像ローラの回転状態で簡単にかつ確実に接離するようになる。その場合、カムが回転体と同心の円弧状に形成されているので、回転体の回転に応じてより正確にカップリングが制御されるようになる。
したがって、現像ローラは常に確実に回転してトナー層が形成された状態で感光体に対し接離するようになるが、その際トナー層のトナーが潤滑剤として機能するので、感光体の損傷が防止される。
【００１４】
また、請求項２の発明においては、現像ローラが常に所定回転数以上で回転した状態で感光体に当接するようになる。これにより、現像ローラはトナーがより一層確実に供給された状態で感光体に当接するので、現像ローラの当接時の感光体の損傷がより確実に防止される。
更に、請求項３の発明においては、現像ローラが確実に所定回転数以上で回転した状態でかつ所定時間が経過した後に感光体に当接するようになる。これにより、トナーが現像ローラへ均一に分散されてトナー層が現像ローラに均一に形成されるとともに、現像ローラの回転変動が少なくなるので、感光体の損傷がより確実に防止される。
【００１５】
更に、請求項４の発明においては、現像ローラが常に所定回転数以上で回転した状態で感光体から離間するようになる。これにより、現像ローラはトナーがより一層確実に供給された状態で感光体から離間するので、現像ローラの離間時の感光体の損傷がより確実に防止される。
更に、請求項５の発明においては、複数の現像ローラがいずれも感光体と当接しない状態で、各現像ローラに現像器駆動モータの駆動力が確実に伝達され、現像ローラは回転するようになる。したがって、感光体に損傷を与えることなく、工場出荷後に画像形成装置の初期化が簡単に行われるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的かつ部分的に示す図、図２は、図１における左側面図である。なお、図１には図２に示されている構成要素の一部が、また図２には図１に示されている構成要素の一部がそれぞれ省略されている。
【００１７】
図１に示すように、この例の画像形成装置１はロータリ式現像装置２を備えており、このロータリ式現像装置２は、回転可能に設けられたロータリ３と、このロータリ３に支持された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像器４,５,６,７とを備えている。これらの各現像器４,５,６,７はロータリ３の周方向にこれらの順に時計回りでかつ等間隔で配設されており、それぞれ、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａと供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂとを備えている。そして、ロータリ３が回転することで、これらの各現像器４,５,６,７は、それらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａが順次感光体（以下、ＯＰＣともいう）８に当接されるようになっている。なお、各色の現像器４,５,６,７の配設順序は、前述の順序に限定されることなく任意に設定される。しかし以下の説明では、説明の便宜上、前述の色の順序、つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の順で各現像器４,５,６,７が配設されているものとする。
【００１８】
また図１および図２に示すように、画像形成装置１は、更に、ロータリ３を回転駆動するためのロータリ駆動モータであるステッピングモータ９と、このステッピングモータ９の駆動力をロータリ３に伝達するためのロータリ駆動力伝達手段１０と、各現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを回転駆動するための現像器駆動モータ１２と、各現像器４,５,６,７毎に設けられ、現像器駆動モータ１２の駆動力を各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂにそれぞれ伝達する各現像器駆動力伝達手段１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋとを備えている。
【００１９】
ステッピングモータ９は、電流制御でホールド電流に設定することによりモータへの供給電流を供給したまま停止することが可能であり、これにより位置設定を簡単に行うことができるようになる。
ロータリ駆動力伝達手段１０は、ステッピングモータ９の回転軸に一体回転可能に取り付けられたロータリ駆動ギア１０ａと、このロータリ駆動ギア１０ａに常時噛合するロータリ駆動中間ギア１０ｂと、ロータリ３に同心状にかつこのロータリ３と一体に設けられるとともにロータリ駆動中間ギア１０ｂに常時噛合するロータリギア１０ｃとを備え、ステッピングモータ９の駆動力を減速してロータリ３に伝達するようになっている。ロータリ３およびロータリギア１０ｃの回転軸３ａは画像形成装置１のフレーム１３に回転可能に支持されている。
【００２０】
また、各現像器駆動力伝達手段１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋはいずれも同じ構成を有しており、ともに、現像器駆動モータ１２の回転軸に一体回転可能に取り付けられた現像器モータ駆動ギア１１ｏと、ロータリ３に同心状にかつこのロータリ３と独立して回転可能にロータリ３の回転軸３ａに設けられた中心ギア１１ａと、ロータリ３に軸方向に相対移動可能にかつ相対回転可能にそれぞれ各現像器４,５,６,７毎に設けられるとともに中心ギア１１ａに軸方向に相対移動可能に常時噛合する現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKと、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの各回転軸にそれぞれ一体回転可能に取り付けられた各現像ローラ駆動ギア１１ｃ（現像ローラ５ａ,６ａ,７ａの各現像ローラ駆動ギアは、図示省略）と、これらの各現像ローラ駆動ギア１１ｃにそれぞれ常時噛合する各第１現像器駆動中間ギア１１ｄ（現像ローラ５ａ,６ａ,７ａの各現像ローラ駆動ギアに噛合する各第１現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂの各回転軸にそれぞれ一体回転可能に取り付けられるとともに各第１現像器駆動中間ギア１１ｄにそれぞれ常時噛合する各供給ローラ駆動ギア１１ｅ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアは、図示省略）と、これらの各供給ローラ駆動ギア１１ｅにそれぞれ常時噛合する各第２現像器駆動中間ギア１１ｆ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアに噛合する各第２現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、これらの各第２現像器駆動中間ギア１１ｆに同心状にかつ一体回転可能に設けられた各第３現像器駆動中間ギア１１ｇ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアに各第２現像器駆動中間ギアを介して歯車連結される各第３現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、これらの各第３現像器駆動中間ギア１１ｇにそれぞれ常時噛合する各第４現像器駆動中間ギア１１ｈ（供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの各供給ローラ駆動ギアに各第２および第３現像器駆動中間ギアを介して歯車連結される各第４現像器駆動中間ギアは、図示省略）と、各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKにそれぞれ設けられた各駆動側カップリング部材１１ｉ（現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材は、図示省略）および各第４現像器駆動中間ギア１１ｈにそれぞれ設けられ、各駆動側カップリング部材１１ｉがそれぞれ係脱可能な各従動側カップリング部材１１ｊ(現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材に対応する各従動側カップリング部材は、図示省略）からなる各カップリング１１ｋ(現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材を構成要素とする各カップリングは、図示省略）と、各駆動側カップリング部材１１ｉを各従動側カップリング部材１１ｊから離脱させる方向にそれぞれ常時付勢する各リターンスプリング１１ｍ(現像器駆動ギア１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの各駆動側カップリング部材を付勢する各リターンスプリングは、図示省略）と、フレーム１３の所定位置に設けられるとともに各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの軸方向移動を制御するカム１１ｎとを備えている。なお、リターンスプリング１１ｍは図２には模式的に示されているため、その取付は詳細に示されていないが、ロータリ３と各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKとの間に設けられ、各従動側カップリング部材１１ｊを前述のように付勢することが可能であれば、どのような取付でもよい。
【００２１】
第１現像器駆動中間ギア１１ｄ、供給ローラ駆動ギア１１ｅ、第２現像器駆動中間ギア１１ｆ、第３現像器駆動中間ギア１１ｇ、および第４現像器駆動中間ギア１１ｈにより、本発明の中間動力伝達歯車機構が構成されている。
カム１１ｎは、図１から明らかなようにロータリ３と同心の円弧状に形成されている。また、図２から明らかなようにこのカム１１ｎは、傾斜面からなり各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKおよび各駆動側カップリング部材１１ｉを、それぞれ各従動側カップリング部材１１ｊの方へ徐々に案内移動させる係合方向ガイド部１１ｎ1と、各駆動側カップリング部材１１ｉを各従動側カップリング部材１１ｊにそれぞれ係合させかつ係合状態に保持させる係合部１１ｎ2と、各駆動側カップリング部材１１ｉを従動側カップリング部材１１ｊから離脱する方向へそれぞれ徐々に案内移動させかつその係合を解除する係合離脱方向ガイド部１１ｎ3とからなっている。
【００２２】
このカム１１ｎによって各カップリング１１ｋが連結されることで、中心ギア１１ａに伝達される現像器駆動モータ１２の駆動力が各現像器駆動力伝達手段１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを介して、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂに伝達され、これらの両ローラが回転するようになっている。
【００２３】
次に、このカム１１ｎによる各カップリング１１ｋの連結、連結解除の制御および現像器駆動モータ１２の駆動力による各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂの回転制御について説明する。この説明にあたっては、便宜上、今回ＯＰＣ８に当接しようとする現像ローラをイエローの現像器４の現像ローラ４ａとする。なお、図１に示す状態ではイエローの現像ローラ４ａはＯＰＣ８に既に当接して現像位置の状態、つまりロータリ３の回転位置Ｅ（以下、単に位置Ｅという、他の回転位置も同じ）にあるが、このカム１１ｎによる制御の説明は、黒の現像器７の現像ローラ７ａがＯＰＣ８に当接する位置Ｅにあり、イエローの現像ローラ４ａがこの位置Ｅにない状態から始める。
【００２４】
黒の現像器７の現像ローラ７ａが位置Ｅにあるときは、イエローの現像器４の現像ローラ４ａは位置Ａにあるとともに、現像器駆動ギア１１ｂYは位置Ｃにある。このとき、黒の現像器以外の現像器４,５,６にそれぞれ対応する現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂCの回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1がいずれも完全にカム１１ｎの領域外にあり、これらの現像器４,５,６に対応する各カップリング１１ｋは連結解除状態となっている。したがって、黒以外の他の現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂCは回転停止している。なお、黒の現像器７に対応するカップリング１１ｋが連結状態にあるので、黒の現像器駆動ギア１１ｂKは回転している。
【００２５】
この状態でロータリ３が矢印で示す時計方向に回転して、今までＯＰＣ８に当接していた黒の現像器７の現像ローラ７ａがＯＰＣ８から離間した後、現像器駆動ギア１１ｂYの回転軸１１ｂY1（二点差線で図示）が位置Ｆに回転移動し、その端部が係合方向ガイド部１１ｎ1に当接する。このとき、今回ＯＰＣ８に当接しようとするイエローの現像ローラ４ａは位置Ｂにあって、ＯＰＣ８に当接する位置Ｅには到達していない。ロータリ３の引き続きの回転にしたがって、回転軸１１ｂY1がこの係合方向ガイド部１１ｎ1の斜面に沿ってガイドされることで、現像器駆動ギア１１ｂYおよび駆動側カップリング部材１１ｉを従動側カップリング部材１１ｊの方へ徐々に案内移動させる。
【００２６】
次いで、ロータリ３が更に同方向に回転して、回転軸１１ｂY1（二点差線で図示）が位置Ｇに回転移動すると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに係合開始し、現像器駆動ギア１１ｂYが噛合している中心ギア１ａに伝達されている現像器駆動モータ１２の駆動力が、イエローの現像器駆動力伝達手段１１Ｙを介してイエローの現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂに伝達され、両ローラ４ａ,４ｂが回転開始する。このとき、現像ローラ４ａは位置ＤにあってＯＰＣ８に当接する位置Ｅには到達していない。
【００２７】
ロータリ３が更に同方向に回転すると、回転軸１１ｂY1の端部が係合部１１ｎ2に当接して、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに完全に係合し、現像器４に対応するカップリング１１ｋが連結されかつこの連結状態に保持される。このとき、現像器駆動モータ１２の駆動力により現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂは回転中となっている。ロータリ３が更に同方向にして現像器駆動ギア１１ｂYおよび回転軸１１ｂY1（点線で図示）が位置Ｈに回転移動すると、現像ローラ４ａが位置Ｅの現像位置に回転移動し、他の制御手段によりロータリ駆動用のステッピングモータ９が停止し、ロータリ３の回転が停止する。このときには、現像器駆動ギア１１ｂYの回転軸１１ｂY1の端部が係合部１１ｎ2に当接したままであり、現像器４のカップリング１１ｋは連結状態に保持され、現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂの回転は継続している。
このように、現像ローラ４ａはＯＰＣ８の当接する前に回転を開始し、所定回転後にＯＰＣ８に回転しながら当接して現像位置に設定されるようになっている。
【００２８】
次に、イエローの現像が終了すると、ステッピングモータ９が再び駆動してロータリ３が再び同方向に回転し、現像ローラ４ａは所定回転後に回転しながらＯＰＣ８から離間する。その後、回転軸１１ｂY1の端部が係合部１１ｎ2から係合離脱方向ガイド部１１ｎ3に移行する。これにより、リターンスプリング１１ｍのばね力で、現像器駆動ギア１１ｂYおよび駆動側カップリング部材１１ｉは、回転軸１１ｂY1の端部がこの係合離脱方向ガイド部１１ｎ3の斜面に沿ってガイドされながら、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊから離脱する方向へ徐々に移動し、駆動側カップリング部材１１ｉと従動側カップリング部材１１ｊとの係合解除動作が開始する。
【００２９】
更に、ロータリ３が同方向に回転して、回転軸１１ｂY1（二点差線で図示）が位置Ｉに回転移動すると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊから係合解除し、カップリング１１ｋが連結解除する。これにより、現像器駆動モータ１２の駆動力が現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂに伝達されなくなり、両ローラ４ａ,４ｂの回転が停止する。しかし、現像器駆動ギア１１ｂYおよび駆動側カップリング部材１１ｉは回転軸１１ｂY1の端部がこの係合離脱方向ガイド部１１ｎ3の斜面に沿ってガイドされながら、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊから離隔する方向へ徐々に移動し続ける。そして、ロータリ３が更に同方向に回転して、回転軸１１ｂY1が位置Ｊを超えると、回転軸１１ｂY1の端部は係合離脱方向ガイド部１１ｎ3から離間し、現像器駆動ギア１１ｂYはカムの制御領域から完全に外れる。
【００３０】
マゼンタの現像器５、シアンの現像器６および黒の現像器７の各カップリング１１ｋの連結、連結解除の制御、および現像器駆動モータ１２の駆動力による各現像ローラ５ａ,６ａ,７ａと各供給ローラ５ｂ,６ｂ,７ｂの回転制御も、これらの順に、このカム１１ｎによってイエローの現像器４の場合と同様にして行われるようになっている。
【００３１】
次に、このように構成されたこの例の画像形成装置１の画像形成時の作動について説明する。
図１では、イエローの現像器４の現像ローラ４ａがＯＰＣ８に当接した状態で示されているが、各現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａは、非現像時にはいずれもＯＰＣ８から離間した位置に保持されている。すなわち、イエローの現像器４ａが位置Ａと位置Ｂとの間に位置した状態で、ロータリ３が停止保持されているとともに、各カップリング１１ｋが連結解除状態に保持されている。
【００３２】
画像形成のため画像形成装置１が作動開始されると、この画像形成装置１の中央処理装置（ＣＰＵ）により、ステッピングモータ９および現像器駆動モータ１２がともに駆動される。現像器駆動モータ１２の駆動で中心ギア１１ａが回転するので、この中心ギア１１ａに常時噛合する各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKが回転する。したがって、画像形成動作時には、中心ギア１１ａおよび各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKは常時回転している。また、同時にステッピングモータ９の駆動でロータリ３が時計方向に回転し、イエローの現像器駆動ギア１１ｂYの回転軸１１ｂY1が位置Ｆの方へ回転移動する。
【００３３】
回転軸１１ｂY1が位置Ｆを超えると、前述のようにカム１１ｎの係合方向ガイド部１１ｎ1により駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊの方へ移動し、回転軸１１ｂY1が位置Ｇを超えると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに係合開始し、現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂがともに回転を開始する。これにより、トナーが供給ローラ４ｂから現像ローラ４ａに供給され、図示しないトナー規制部材により現像ローラ４ａの表面に所定厚のトナー層の形成が開始される。回転軸１１ｂY1がカム１１ｎの係合部１１ｎ2に移行すると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに完全に係合し、イエローのカップリング１１ｋが完全に連結される。
【００３４】
ロータリ３が更に同方向に回転して所定時間経過後に回転軸１１ｂY1が位置Ｈにくると、現像ローラ４ａが現像位置であるＯＰＣ８に当接する位置Ｅになるとともに、ロータリ３の回転が停止する。現像ローラ４ａが回転を開始してから現像位置となるまでに所定時間経過し、現像ローラ４ａの回転立ち上がり時間に余裕があるため、現像ローラ４ａが現像位置になったときには、現像ローラ４ａが所定回転数以上で回転している。したがって、現像ローラ４ａへトナーが均一に分散してこの現像ローラ４ａの表面に所定厚のトナー層が確実に形成されているとともに、現像ローラ４ａがＯＰＣ８に当接したとき、ＯＰＣ８の損傷が防止される。これにより、現像ローラ４ａは所定量のトナーをＯＰＣ８の方へ搬送し、ＯＰＣ８上の潜像のイエローの現像が行われる。ＯＰＣ８上の、現像されたイエローの画像は中間転写媒体１４に中間転写される。
【００３５】
また、イエローの現像ローラ４ａが位置Ｅになったときには、図１に示すように次のマゼンタの現像器５の現像ローラ５ａが位置Ａになっているとともに、マゼンタの現像器５の駆動ギア１１ｂMおよびその回転軸１１ｂM1が位置Ｃになっている。
イエローの現像が終了すると、再びロータリ３が同方向に回転し、現像ローラ４ａが回転しながらＯＰＣ８から離れる。回転軸１１ｂY1が位置Ｉにくると、カップリング１１ｋが連結解除し、現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂの回転がともに停止する。
【００３６】
ロータリ３の更なる回転で、マゼンタの現像器５の駆動ギア１１ｂMの回転軸１１ｂM1が位置Ｆを超えると、前述のイエローの現像器４の場合と同様にカム１１ｎの係合方向ガイド部１１ｎ1によりマゼンタの現像器５の駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊの方へ移動し、回転軸１１ｂM1が位置Ｇを超えると、駆動側カップリング部材１１ｉが従動側カップリング部材１１ｊに係合開始し、現像ローラ５ａおよび供給ローラ５ｂがともに回転を開始する。以後、イエローの現像器４による現像動作の場合と同様にして、マゼンタの現像器５による現像動作が行われることにより、ＯＰＣ上の潜像に対してマゼンタの現像が行われ、ＯＰＣ上の現像されたマゼンタの画像が中間転写媒体１４に中間転写される。
【００３７】
続いて、イエローの現像器４によるイエローの現像と同様にして、シアンの現像器６によるシアンの現像および黒の現像器７による黒の現像が対応するロックのみを作動しないことにより順に行われ、それぞれの現像された画像が中間転写媒体１４に中間転写される。そして、中間転写媒体１４に中間転写された４色の画像が色合わせされて、図示しない転写器で転写紙に転写し、定着器で定着することでフルカラーの画像形成が行われる。
【００３８】
ところで、ユーザーが工場から出荷された画像形成装置１を使用する前に、画像形成装置１を初期化する必要がある。この画像形成装置１の初期化を行う場合、現像ローラの接触によるＯＰＣの損傷を防止するために現像ローラへ所定量のトナーを供給して現像ローラの表面にトナー層を形成しておかなければならない。そこで、この例の画像形成装置１は、更に、４本の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがともにＯＰＣ８に接触しない位置でロータリ３を停止させた状態で、これらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをともに回転させることで所定量のトナーを各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａに供給するようにしている。
【００３９】
すなわち、図１に示すように４本の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがともにＯＰＣ８に接触しない各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの任意の位置に、それぞれ初期化位置ＫY,ＫM,ＫC,ＫKが設定されている。更に、図３に示すようにこれらの初期化位置ＫY,ＫM,ＫC,ＫKにそれぞれ対応して、電磁ソレノイド１５がフレーム１３に各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1をカップリング１１ｋが連結する方向に押圧可能に設けられている（位置ＫY以外の位置に設けられた電磁ソレノイド１５は図示省略）。
【００４０】
そして、工場から出荷されてきた画像形成装置１を初期化するにあたり、まず、スッテピングモータ９が駆動されてロータリ３が回転し、各現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKがそれぞれ初期化位置ＫY,ＫM,ＫC,ＫKにきたとき、ＣＰＵによりスッテピングモータ９の駆動が停止されてロータリ３の回転が停止する。次に、ＣＰＵにより、現像器駆動モータ１２が駆動されて中心ギア１１ａが回転するとともに、各電磁ソレノイド１５が作動されて各カップリング１１ｋが連結する。したがって、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂがともに回転し、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａにトナーが供給されてそれらの表面に所定厚のトナー層が形成される。これにより、画像形成装置１はＯＰＣ８を損傷させることなく短時間で初期化される。
【００４１】
このように、この例の画像形成装置１によれば、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをＯＰＣ８にそれぞれ当接させる際、これらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをいずれも常に回転させた状態でＯＰＣ８に当接させることができ、しかもその場合、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを常に所定回転数以上で回転させた状態でＯＰＣ８に当接させることができる。また、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをＯＰＣ８からそれぞれ離間させる際、これらの現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａをいずれも常に回転させた状態でＯＰＣ８から離間させることができ、しかもその場合、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを所定回転数以上で回転させた状態でＯＰＣ８から離間させることができる。これにより、ＯＰＣ８に対する現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの接離時に、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび供給ローラ４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃが回転しているので、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの表面に所定厚のトナー層を形成することができる。したがって、ＯＰＣ８に対してトナー層を介して現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを接離させることができ、トナーが潤滑剤として機能することで、ＯＰＣ８の損傷を効果的に防止できる。
【００４２】
また、カム１１ｎの設置位置を適宜自由に設定することで、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび供給ローラ４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃの回転駆動位置を自由に設定することができ、しかもＯＰＣ８に対して現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａが当接するまでの時間に余裕があるので、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａへトナーを均一に分散させることができる。そのうえ、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａに負荷変動があっても、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの回転立ち上がり時間に余裕があるため、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがＯＰＣ８に当接する前に所定回転数以上の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの回転数をより確実に得ることができ、また、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの回転変動も少なくできる。したがって、高画質の画像を形成することができるとともに、画像形成装置１を高寿命にすることができる。
【００４３】
更に、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａおよび供給ローラ４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃを現像位置を含む所定領域のみで回転駆動し、それ以外の領域では回転を停止しているので、回転駆動によるトナーの散りを抑制することができる。
更に、本例の画像形成装置１によれば、各カップリング１１ｋの制御をカム１１ｎで行っているので、ＯＰＣ８に対して現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを回転状態で簡単にかつ確実に接離させることができる。その場合、カム１１ｎをロータリ３と同心の円弧状に形成しているので、ロータリの回転に応じてより正確にカップリング１１ｋを制御することができる。
【００４４】
更に、本例の画像形成装置１によれば、工場から出荷後の初期化において、現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがいずれもＯＰＣ８に当接しない位置で、これらの４本の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを駆動させて、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの表面にそれぞれトナー層を確実に形成することができるので、ＯＰＣ８に損傷を与えることなく、短時間で初期化を行うことができる。また、これにより、従来工場出荷時に行っていたダミーのトナーを各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａの表面に塗布する必要がなくなるので、工場出荷におけるダミートナーの塗布作業が不要となり、出荷時の作業が簡単になる。
更に、ダミーのトナーが不要になることで、コストを低減できるとともに、画像形成のためのトナーのみを用いるようになるので、トナーリサイクルが可能となる。
【００４５】
なお、前述の例では、現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂK、駆動側カップリング部材１１ｉおよび回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK 1をそれぞれ軸方向に一体に移動させるようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、駆動側カップリング部材１１ｉおよび回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1をそれぞれ現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKに対して一体回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に設けるとともに、現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKは軸方向に相対移動不能に設ける（回転は可能）ようにすることもできる。
【００４６】
また、前述の例では、各カップリング１１ｋの連結および連結解除をカム１１ｎによって制御するようにしているが、カップリング１１ｋの連結および連結解除は他の制御手段で制御することもできる。例えば、ロータリ３に電磁ソレノイドを設け、この電磁ソレノイドの電磁力で直接駆動側カップリング部材１１ｉを軸方向に移動させるようにして、カップリング１１ｋの連結および連結解除を制御することもできる。
【００４７】
同様に、図３に示す電磁ソレノイド１５では、画像形成装置１の初期化時に、電磁ソレノイド１５の電磁力をプランジャの推力に変えて各カップリング１１ｋを連結をするようになっているが、ロータリ３に電磁ソレノイドを設け、この電磁ソレノイドの電磁力で直接駆動側カップリング部材１１ｉを軸方向に移動させるようにすることもできる。
【００４８】
更に、画像形成装置１の初期化時に、現像器駆動ギア１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂKの回転軸１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1が位置Ｇから位置Ｈまでの間の所定の位置にあるときにロータリ３を停止させ、その回転軸の現像器駆動ギアによって現像器駆動モータ１２の駆動力が伝達される現像ローラを回転させることで、画像形成装置１の初期化を行うようにすることもできる。このときにも各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがいずれもＯＰＣ８に当接していないので、ＯＰＣを損傷させることなく初期化を行うことができ、電磁ソレノイド１５を不要にできる。ただし、この場合には、前述の例のように各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを同時に回転させることはできなく、各現像器４,５,６,７毎にロータリ３を停止させて、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａを順に個別に回転させることになる。
【００４９】
更に、前述の例では、本発明を中間転写媒体を有するフルカラーの画像形成装置に適用して説明しているが、本発明は、２色以上の単色カラーの画像形成装置等の複数の現像器が回転体に装着され、かつ現像ローラが感光体に当接する画像形成装置であればどのような画像形成装置にも適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、現像ローラを常に確実に回転した状態で感光体に対して接離するようにしているので、感光体に対する現像ローラの接離時には、現像ローラの表面にトナー層を形成することができる。これにより、感光体に対してトナー層を介して現像ローラを接離させることができ、トナーが潤滑剤として機能することで、感光体の損傷を効果的に防止できる。したがって、高画質の画像を形成できるとともに、画像形成装置の寿命を向上できる。
しかも、制御手段をカムで構成しているので、感光体に対して現像ローラを回転状態で簡単にかつ確実に接離させることができる。その場合、カムを回転体と同心の円弧状に形成しているので、回転体の回転に応じてより正確にカップリングを制御することができる。
【００５１】
特に、請求項２の発明によれば、現像ローラを常に所定回転数以上で回転した状態で感光体に当接させているので、現像ローラにトナーをより一層確実に供給することができ、現像ローラの当接時の感光体の損傷をより確実に防止できる。更に、請求項３の発明によれば、現像ローラを常に確実に所定回転数以上で回転した状態でかつ所定時間が経過した後に感光体に当接させているので、トナーを現像ローラへ均一に分散させることができるとともに、現像ローラの回転変動を抑制できる。これにより、現像ローラにトナー層を均一に形成できるとともに、現像ローラの回転変動を少なくできるので、感光体の損傷をより一層確実に防止できる。したがって、より一層高画質の画像を形成することができるとともに、画像形成装置を更に高寿命にすることができる。
【００５２】
更に、請求項４の発明によれば、現像ローラが常に所定回転数以上で回転した状態で感光体から離間させているので、現像ローラにトナーをより一層確実に供給させた状態で現像ローラを感光体から離間でき、現像ローラの離間時の感光体の損傷をより一層確実に防止できる。
【００５３】
更に、請求項５の発明によれば、複数の現像ローラをいずれも感光体と当接させない状態で回転できるようにしているので、感光体に損傷を与えることなく、工場出荷後に画像形成装置の初期化を短時間で簡単に行うことができる。また、これにより、従来工場出荷時に行っていたダミーのトナーを各現像ローラの表面に塗布する必要がなくなるので、工場出荷におけるダミートナーの塗布作業を不要にでき、出荷時の作業を簡単にすることができる。
【００５４】
更に、ダミーのトナーが不要になることで、コストを低減できるとともに、画像形成のためのトナーのみを用いるようになるので、トナーリサイクルが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的かつ部分的に示す図である。
【図２】 図１における左側面図である。
【図３】 図１における位置ＫY,位置ＫM,位置ＫC,位置ＫKにおける径方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…現像装置、３…ロータリ、４…イエローの現像器、５…マゼンタの現像器、６…シアンの現像器、７…黒の現像器、４ａ,５ａ,６ａ,７ａ…現像ローラ、４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂ…供給ローラ、８…感光体（ＯＰＣ）、９…ステッピングモータ、１０…ロータリ駆動力伝達手段、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…現像器駆動力伝達手段、１１ａ…中心ギア、１１ｂY,１１ｂM,１１ｂC,１１ｂK…現像器駆動ギア、１１ｂY1,１１ｂM1,１１ｂC1,１１ｂK1…回転軸、１１ｉ…駆動側カップリング部材、１１ｊ…従動側カップリング部材、１１ｋ…カップリング、１１ｎ…カム、１１ｎ1…係合方向ガイド部、１１ｎ2…係合部、１１ｎ3…係合離脱方向ガイド部、１２…現像器駆動モータ、１３…フレーム、１４…中間転写媒体、１５…電磁ソレノイド、Ｅ…現像ローラのＯＰＣへの当接位置
Claims (5)
- 回転体に装着され、感光体に対して接離可能な現像ローラをそれぞれ有する複数の現像器を備え、非現像時に前記現像ローラを前記感光体から離間させ、現像時に現像器駆動モータの駆動力を、現像器駆動力伝達手段を介して前記現像ローラに順に伝達するとともに、前記回転体の回転で前記現像ローラを順に前記感光体に当接する現像位置に移動しかつ前記回転体の回転停止でこの現像位置に設定することにより多色現像を行う画像形成装置において、
前記現像器駆動力伝達手段は、前記回転体と同心状にかつ回転可能に設けられるとともに現像器駆動モータの駆動力で画像形成動作中は常時回転する各現像器に共通の中心ギアと、前記中心ギアに常時噛合するようにして各現像器毎に回転可能に設けられ、それぞれの前記現像ローラに前記現像器駆動モータの駆動力を伝達するための現像器駆動ギアと、前記現像ローラと一体回転可能に設けられた現像ローラ駆動ギアと、現像ローラ駆動ギアに動力を伝達する中間動力伝達歯車機構と、前記現像器駆動ギアと前記中間動力伝達歯車機構とを連結および連結解除するカップリングと、このカップリングの連結および連結解除を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記回転体の回転により前記感光体に当接しようとする現像ローラが前記感光体と当接する前記現像位置になる前に前記カップリングを連結するとともに、この現像ローラが前記現像位置から移動して前記感光体から離間した後に前記カップリングを連結解除し、
更に、前記制御手段は、前記回転体と同心の円弧状に形成されたカムにより構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記回転体は、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上になったときに、この現像ローラを前記現像位置に設定して前記感光体に当接させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記回転体は、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上になりかつ所定時間が経過した後に、この現像ローラを前記現像位置に設定して前記感光体に当接させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記回転体は、前記制御手段が前記カップリングを連結して前記現像ローラが所定回転数以上にあるときに、この現像ローラを前記現像位置から移動して前記感光体から離間させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記回転体が前記各現像ローラをいずれも前記感光体と当接しない位置に設定した状態で、前記制御手段または他の手段で前記カップリングを連結することにより初期化を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載の画像形成装置。
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