JP3861540B2 - 現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の現像器を切替え使用して現像し、単色画像や複数の色の合成画像、カラー画像が形成できるようにする現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の現像装置として、複数の現像器をラックに保持して現像位置に切り換え位置させて選択使用でき、各現像器はその現像ローラの回転軸方向と平行な向きに個々に着脱できるようにしたものが既に知られている（例えば特開平１１−０６８０９５号公報）。このものは、画像形成装置の装置本体に設定される着脱位置に各現像器を切り換え位置させることで、装置本体の側面に前記着脱位置に対応して設けられた着脱窓を通じて１つずつ必要に応じ着脱できるようにしている。これにより、ユーザでも各現像器につき共通した操作で１つ１つ混乱なく着脱して、現像器を新規なものと交換したりすることができる。しかも現像器は手で把持してラックに対し簡易に着脱できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現像器は微細なトナーを取り扱う関係から、トナーの漏れだしや飛散を防止するシール構造が各所に採用されている。しかし、トナーの漏れだしは防止し切れず現像器の外回り各部に付着していることが多々あり、現像器を手で把持して直接着脱するのは操作性はよいが、オペレータの手がトナーで汚れユーザに対しては特に問題になる。これに対処するため、各現像器に専用の着脱用の操作レバーを設けるのでは、部品点数が勢い増大して、装置が大型化するとともにコスト上昇の原因になる。
【０００４】
また、現像器は引き出し側に向く反力を受けやすく装着位置に安定しにくいので、現像器が所定の位置に装着されたときその装着位置に自動的にロックするロック部材が設けられる場合、現像器の引き出しに先立ちこのロック部材によるロックを手で操作して解除する必要があり、これもオペレータの手が汚れる原因になるし、２つの手操作が必要で不便になる。しかも、ロック解除操作を忘れたり怠って現像器を無理に引き出そうとする誤操作を招き、故障の原因になったりする不都合がある。
【０００５】
本発明の目的は、複数の現像器を装着位置に係止して用いながら、１つの操作入力機構による１つの操作で所定位置にて個々に着脱できる構造および着脱操作ともに簡単な現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の現像装置は、第１の係合部と第２の係合部とを持った複数の現像器と、前記複数の現像器を保持し、かつそれら各現像器を所定の現像位置と着脱位置とのそれぞれに切り換え移動させるラックと、各現像器をラックに対し着脱する方向に個々に案内する案内機構と、現像器の第１の係合部に係合して現像器をラックに係止する位置と、この係止を解除する位置とに切り換え可能な係止機構と、着脱位置にある現像器の第２の係合部に係合する位置と、この係合を解除する位置とに切り換え可能な係合機構と、係合機構が第２の係合部に係合している場合に、操作入力に応じて現像器をラックに対して着脱させるように移動できる操作入力機構と、操作入力機構に現像器をラックから引き出すための操作入力がなされた場合に係止機構の係止の解除と係合機構の係合に続いて現像器を引き出す方向に移動させ、操作入力機構に現像器をラックに装着するための操作入力がなされた場合に現像器をラックに装着する方向に移動させるのに続いて係合機構の係合の解除と係止機構による現像器のラックへの係止を行うように操作入力による駆動力を係止機構と係合機構に伝達する駆動伝達機構と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このような構成では、ラックに着脱できるように保持された複数の現像器が、ラックにより現像位置に切り換え位置されることにより、その都度必要な現像器を用いることができ、また、所定の着脱位置に切り換え位置されることにより、その都度必要なものが案内機構による個々の案内のもと安定して着脱できる。この着脱に際し、１つの操作入力機構の現像器を引き出す側への移動を、駆動伝達機構が、着脱位置にある現像器を対象として、係止機構に対し、第１の係合部との係合が外れて係止を解除する位置に移動する駆動として伝達して、現像器の装着位置への係止が解除されるようにするのに併せ、係合機構に対しては、第２の係合部と係合するように移動させた後、現像器を引き出す方向に移動させる駆動として伝達するので、各現像器をラックへの装着位置に係止して安定な状態で用いながら、１つの操作入力機構による上記のまたは上記とは逆の１つの操作で所定位置にて現像器に手を触れないで簡単に着脱できる。しかも、操作入力機構、係合機構、および駆動伝達機構のそれぞれは、着脱位置にて案内機構により着脱を案内される現像器上の係止機構に外部から駆動を伝達でき、また第２の係合部に係合機構を外部から働かせるように駆動を伝達できればよく、着脱位置に切り換え位置される各現像器に共用することができ、各現像器に対応して個別に設けなくてよいので駆動伝達機構および係合機構を含む操作入力機構が簡単になる。従って、現像器を着脱する操作入力機構を設けても装置は特に大型化したりコストが特に上昇したりしない。
【０００８】
ここで、係止機構を係止を解除する位置に移動させた後に係合機構を第２係合部と係合するよう、駆動を係止機構、係合機構の順に伝達する駆動伝達機構を採用すると、現像器の係止機構による装着位置への係止を解除した後に、係合機構による現像器との係合およびそれに続く引出しが行われるようになるので、係止解除前の現像器に係合機構が係合して引出し力を及ぼしてしまい故障の原因になるようなことを回避することができる。
【０００９】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、できる限りにおいてそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の代表的な実施の形態に係る現像装置について図１〜図６を参照しながら詳細に説明し、本発明の理解に供する。
【００１１】
本実施の形態は、図６に示すように、電子写真方式にて潜像担持体としてのドラムタイプの感光体１、現像器２〜５、および中間転写ベルト７ａを用いカラー画像を形成するカラープリンタに本発明を適用した場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、複数の現像器を着脱できるようにラック２５に支持するとともに図１に示すように係止機構４１により装着位置にロックした状態で切替え使用して単色画像や合成画像、カラー画像を形成し、また図２、図６に示す所定の着脱位置Ｅで着脱できるものであれば、プリンタのほか複写機やファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタなど、各種用途の画像形成装置全般に適用して有効である。また、現像器による潜像担持体上への画像の形成方式も、粉体や液体、あるいは双方を含む各種のトナーを用いた各種の現像方式で行うものでもよいし、画像の合成方式も中間転写ベルト７ａなどの中間転写体を用いない方式など各種の方式を採用することができる。
【００１２】
図６に示す本実施の形態のカラープリンタは、画像形成のために例えば回転移動される感光体１と、複数の、例えば４つの現像器２〜５を感光体１の移動面まわりに設定される現像位置Ａに切り替え位置させるように例えば回転移動させて感光体１の移動面上に現像によりトナー像を形成する現像ユニット６と、感光体１と同期した例えば周回移動して感光体１の移動面まわりに設定される一次転写位置Ｂにて前記感光体１の移動面上に順次形成されるトナー像を順次に積層して転写される中間転写ユニット７とを備えている。
【００１３】
感光体１はレーザプリントヘッド８からの画像信号により変調されたレーザ光９による画像露光、つまり光学的な印字を受けて画像信号通りの電気的な潜像、つまり静電潜像を色ごとに順次に形成し、これらが形成される都度、前記現像によってそれぞれに対応した色トナーで顕像化したトナー像に形成される。電気的な潜像を現像することに関連して、感光体１上のトナー像は中間転写ユニット７の中間転写ベルト７ａ上に一次転写器としての転写ローラ１１からの電荷付与によって静電的な吸引により静電転写するようにしている。また、中間転写ベルト７ａに順次に積層して静電転写され合成し終わった各色のトナー像は、その移動面まわりに設定される二次転写位置Ｃに給紙部１２ａ、１２ｂなどから給送されてくる転写材１３の上に二次転写器としての転写ローラ１４からの静電的な吸引によって静電的に一括して二次転写し、二次転写後の転写材１３を定着ユニット１５を通して画像形成を終了し排紙トレー１６上に排出する。
【００１４】
一次転写および二次転写の双方とも画像形成に採用する現像方式に対応して静電転写以外の転写方式で転写されてもよい。また、定着ユニット１５も現像方式に対応したものを用いればよく、不要な場合もある。カラー画像形成のために複数の現像器２〜５のそれぞれはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色トナーで静電潜像を現像し、本実施の形態では粉体樹脂トナーを用いることに関連して加熱または加圧、あるいはそれら双方を採用した定着ユニット１５を用いる。なお、ブラックの現像器５の使用は必須ではない。また、カラー画像は４つ以上の現像器を用いて形成するものでもよい。さらにカラー画像を形成するものに限られることはなく、２以上の現像器を切り替え使用するものであれば本発明を適用して有効である。
【００１５】
現像ユニット６はラック２５を軸２４などを利用した案内機構により感光体１と平行な軸線まわりに回動させるように案内して、各現像器２〜５を現像位置Ａとこれから外れた非現像位置との間で切り替え移動させ、その都度必要な現像器を現像位置Ａに位置させて選択使用できるようにしてある。また、現像ユニット６はラック２５の回動により前記着脱位置Ｅに各現像器２〜５のそれぞれを切り換え位置させることで、それら現像器２〜５をも選択的に着脱できるようにする。この着脱のために図６に示す装置本体２７のフレームに図２、図６に示すような前記着脱位置Ｅに対応した着脱窓２８が設けられている。
【００１６】
これら各現像器２〜５を必要に応じ現像位置Ａや着脱位置Ｅに案内するため、ラック２５をモータ２３によりギヤ４２を介して回転駆動するようにし、この回転駆動を制御装置２６により制御してラック２５を各必要位置に回転させる。しかし、現像器２〜５を現像位置Ａや着脱位置Ｅに切り替え位置させるのに、ラック２５を回転させる方式に限らず直線往復移動など各種に一定の方向に移動して選択使用できるようなものも本発明の範疇に属する。
【００１７】
ラック２５は図１〜図３に示すように、各現像器２〜５を個別に着脱できるように受け入れるポケット３１〜３４を有し、これら各ポケット３１〜３４にレールタイプのガイド１０１ａ、１０１ｂなどを利用した案内機構１０１により各現像器２〜５のそれぞれを現像ローラ２ａ〜５ａの軸方向に平行な方向、つまり紙面に直角な方向の手前側から個別に出し入れして着脱されるようにしている。しかし、案内機構１０１の具体的な構成は種々に設計されてよい。
【００１８】
ところで、複数の現像器２〜５のうち、ブラックのトナーを収容した現像器５の使用頻度が高く、装置停止時はブラックの現像器を現像位置Ａに位置決めして図示しない係止機構により係止しておき、カラー画像はそのブラックの現像器５の次のイエローの現像器２による現像から開始し、最終にブラックの現像器５による現像を行って形成し、画像形成終了後はブラックの現像器５が現像位置Ａにあるまま係止しておく。従って、モノクロの画像、特に頻度の高いブラックのモノクロ画像形成時は、ブラックの現像器５が現像位置Ａに位置しているので、現像器２〜５の切り替え移動なくそのまま即座に画像形成ができる。
【００１９】
各現像器２〜５のそれぞれは図３に示すように、現像ローラ２ａ〜５ａの両端部外側に、感光体１と現像ローラ２ａ〜５ａとの間の距離、つまり現像ギャップＧを一定に保持する間隔保持部材としての一対のスペーサローラ１０３、１０４が設けられ、各現像器２〜５はこれらスペーサローラ１０３、１０４を介し感光体１に圧接される。各現像器２〜５はまた、図３に示すようにその一端側にのみ配置され、図１に示すラック２５への装着位置にてラック２５上のドッキングギヤ１０６と噛み合って駆動の伝達を受けそれを現像ローラ２ａ〜５ａに伝達する被駆動ギヤ１４３、この被駆動ギヤ１４３を持った駆動側に配置された固定支点１０７、現像器２〜５の非駆動側の固定支点１１２と長孔１１３でその長手方向に遊びを持って嵌り合って支持する可動支持部材１１４上に一体に設けられるなどして、非駆動側に配置され現像ローラ２ａ〜５ａとの間の距離が可変な可動支点１０８を有している。
【００２０】
可動支点１０８の現像ローラ２ａ〜５ａに対する可動範囲は、前記固定支点１１２と長孔１１３との間の遊びと、図３に示すような可動支持部材１１４上のストッパ１１４ａと現像器２〜５の非駆動側に設けた位置規制凹部１０９との間の遊びで規定されている。しかし、可動支点１０８を設ける意味では固定支点１１２と長孔１１３との間の遊びは省略することができる。
【００２１】
これに対し現像ユニット６は、図１、図３に示すように複数の現像器２〜５をそれらの被駆動ギヤ１４３がドッキングギヤ１０６に噛み合うようラック２５に装着して支持し、それら現像器２〜５を感光体１と現像ローラ２ａ〜５ａが対向する現像位置Ａに切替え位置させたときに、その現像位置Ａに位置したものに対応するドッキングギヤ１０６が装置本体２７側の駆動ギヤ１０５に噛み合ってモータ４３の回転を伝達し、現像器２〜５の現像位置Ａにあるものが駆動されるようにする。また、ラック２５には、各現像器２〜５を駆動ギヤ１０５を持たない非駆動側から駆動ギヤ１０５を持った駆動側に現像ローラ２ａ〜５ａに平行な方向で受入れ着脱できるようにする前記案内機構１０１、および係止機構４１に加え、現像器２〜５の装着最終段階で現像器２〜５を現像位置Ａでの感光体１との対向側に付勢するばね１１１を有し、各現像器２〜５の装着最終段階でその駆動側の固定支点１０７および非駆動側の可動支点１０８を、支点受け１００、１０２により軸直角方向に支持するように前記ラック２５を備えている。
【００２２】
このようにして、各現像器２〜５は非現像位置にて感光体１との干渉なしに現像ローラ２ａ〜５ａと平行な方向にて容易に着脱できるようにしながら、図１、図３に示すラック２５への装着最終段階にて駆動側の固定支点１０７が軸直角方向に支持されることにより、駆動負荷が変動しても駆動側の固定支点１０７は変位せず、被駆動ギヤ１４３がラック２５のドッキングギヤ１０６と一定位置にて噛み合い続けられるようにして、噛み合いピッチが変化し噛み合い周波数が変動するのを防止するとともに、前記駆動負荷が現像器２〜５の感光体１への圧接状態に影響するのを抑えることができ、しかも、現像器２〜５の非駆動側は可動支点１０８が支点受け１０２に軸直角方向に支持されながら現像ローラ２ａ〜５ａとの間の距離が、上記のように可変であることにより、この可変な範囲で現像器２〜５の非駆動側をラック２５への支持から遊びを持たせて、現像器２〜５の固定支点１０７やラック２５の支点受け１００、１０２などに製造上の位置誤差やラック２５のフレームに振動などによる歪みがあっても、現像器２〜５は前記遊びの範囲でそのような位置誤差や歪みを吸収して感光体１に馴染みよく圧接されてスペーサローラ１０３、１０４による設定通りの現像ギャップＧを確保しやすくするので、被駆動ギヤ１４３のドッキングギヤ１０６との噛み合いの変動による画像ノイズや現像器２〜５の感光体１との間の現像ギャップＧが変動したり長手方向に不均一になったりすることによる濃度変化や濃度むらが生じにくく、信頼性の高いものとなる。なお、可動支点１０８の現像ローラ２ａ〜５ａに対し可動とする具体的な設け方は特に限定されない。
【００２３】
また、駆動側の固定支点１０７はドッキングギヤ１０６と同軸上にある。これにより、現像器２〜５が駆動側の固定支点１０７まわりに回動して感光体１に圧接されるのに圧接位置が仮に変動して被駆動ギヤ１４３が移動してもそれはドッキングギヤ１０６と同心上の動きとなるのでドッキングギヤ１０６との噛み合いピッチなど噛み合い状態が変化することを回避でき、噛み合いの変動による画像ノイズを発生させない利点がある。
【００２４】
しかも、ドッキングギヤ１０６は現像器２〜５の回動中心となる駆動側の固定支点１０７と同軸上で回転して現像器２〜５上の被駆動ギヤ１４３に動力を伝達するため、そのときに被駆動ギヤ１４３に伝達する駆動トルクは、被駆動ギヤ１４３を現像器２〜５の駆動側の固定支点１０７まわりの回動を伴いドッキングギヤ１０６まわりに移動させる負荷と、被駆動ギヤ１４３をその軸線まわりに回動させる負荷との格段の相違により、軽負荷となる被駆動ギヤ１４３の駆動力として優先的に消費されて、現像器２〜５を駆動側の固定支点１０７まわりに回動させる力にはならないので、駆動負荷に変動があってもこれが現像器２〜５の感光体１への圧接状態に影響して現像ギャップＧが変動するようなことをより回避して、画像の濃度が変化したり不均一になるのをさらに防止することができる。
【００２５】
なお、図に示す実施例では駆動側の固定支点１０７は孔タイプとして駆動ギヤ１０５と同軸の軸タイプの支点受け１００と嵌め合わせてある。また、非駆動側の固定支点１１２、非駆動側の可動支点１０８のそれぞれは軸タイプとして、前記のように固定支点１１２は孔タイプの支点受けとしての長孔１１３と嵌め合わせ、可動支点１０８は孔タイプの支点受け１０２と嵌め合わせてある。しかし、どちらの側を軸タイプにし、孔タイプにしてもよい。
【００２６】
また、ドッキングギヤ１０６と被駆動ギヤ１４３との噛み合いにおいて、各現像器２〜５が現像位置Ａに位置されて現像のために正転駆動されるときは、現像器２〜５を図１に矢印Ｆａで示す装着位置側への押動力が働くようにしたはす歯歯車を用いて現像性能の安定を図っている。このために、各現像器２〜５が制御上必要な逆転駆動が行われると矢印Ｆｂで示す現像器２〜５を引き出し方向への押動力が働く。しかし、各現像器２〜５は図１の装着位置まで正しく装着されたとき、前記係止機構４１が現像器２〜５の第１の係合部４５に係合してそれらを装着位置に係止するので、前記引き出し方向の押動力が働いても現像器２〜５は装着位置に保持され装着位置が変動して現像性能に悪影響するようなことを回避することができる。
【００２７】
ばね１１１は図１、図３に示すように、ラック２５の各現像器２〜５を受け入れるポケット３１〜３４の現像器２〜５と対向する壁面に、現像器２〜５を出し入れする方向の前後、つまり駆動側と非駆動側とに、軸１４５により軸支して設けた一対のレバー部材１４６ａ、１４６ｂに働かせ、各レバー部材１４６ａ、１４６ｂが装着最終段階にある現像器２〜５に対してほぼ同時に働いて現像器２〜５を回転軸線１２１のまわりに回動させて現像ローラ２ａ〜５ａをスペーサローラ１０３、１０４を介し感光体１に圧接させるようにしてある。
【００２８】
この圧接方式にて、現像器２〜５のレバー部材１４６ａ、１４６ｂの押動を受ける受動壁１４７は、駆動側の受動面１４７ａに対し非駆動側の受動面１４７ｂを感光体１との対向方向における後方側に寄って形成されている。同時に駆動側のレバー部材１４６ａに対し非駆動側のレバー部材１４６ｂを感光体１との対向方向における後方側に寄って配置され、図示しないストッパにより待機位置に係止されている。これにより、現像器２〜５の装着最終段階で受動壁１４７の駆動側の受動面１４７ａと非駆動側の受動面１４７ｂとはレバー部材１４６ａ、１４６ｂと同時に当接し合うことにより感光体１の側に押動されて、固定支点１０７、１１２を結ぶ回転軸線１２１まわりに回動し、スペーサローラ１０３、１０４を介して感光体１に圧接されるようにする。
【００２９】
前記案内機構１０１はポケット３１〜３４に受け入れる現像器２〜５との間に遊びを持って案内し、それらをラック２５に対し出し入れしやすくしている。しかし、前記駆動側の固定支点１０７と支点受け１００、非駆動側の可動支点１０８と支点受け１０２の、それぞれの組は軸タイプの側である支点受け１００および非駆動側の可動支点１０８の先端にテーパ状のガイド部１５１を設け、前記遊びを持ったラック２５へ嵌め合わせて装着するのに、この遊び内において支点受け１００および非駆動側の可動支点１０８が固定支点１０７および支点受け１０２に対し、装着最終段階で確実に嵌り合えるようにしている。これにはガイド部１５１を孔タイプの側に設けても同様な働きが得られる。もっとも、軸タイプ側と孔タイプ側との双方にテーパを形成してもよい。
【００３０】
係止機構４１は図１に示すように、軸４６により支持した係止レバー４７とこの係止レバー４７を図示しないストッパなどで規正される第１の係合部４５との係合位置に常時あるよう付勢するばね４８とで構成してあり、第１の係合部４５は前記受動壁１４７の一部に設けた係止凸部１４７ｃが形成する引き出し側に向く段差面としてある。これにより、各現像器２〜５が各ポケット３１〜３４に装着するのに、装着の最終段階で係止レバー４７は係止凸部１４７ｃによってばね４８に抗し押し退けられていき、図１、図３に示す所定の装着位置に達したとき、係止レバー４７は係止凸部１４７ｃから外れてばね４８の付勢により係止凸部１４７ｃが形成している段差面である第１の係合部４５に落ち込んで係合し、現像器２〜５を装着位置に係止する。従って、装着された現像器２〜５は係止レバー４７をばね４８に抗して第１の係合部４５との係合を外さない限り引き出せなくなっている。
【００３１】
このため、現像器２〜５を引き出すにはこの引出し操作に加え、係止レバー４７による係止を解除する操作が必要になっている。この２つの操作を個別に行うのでは不便であるし、係止の解除操作を忘れたり怠って現像器２〜５を無理に引き出すような不都合が生じかねない。また、現像器２〜５を個々に着脱するのにそれらを手で把持して行うのでは、手がトナーで汚れる問題がある。
【００３２】
本実施の形態はこれらの問題を解消するため、現像器２〜５とは別に設けた図１に示すような１つの操作入力機構５１の１つの操作入力で、現像器２〜５を間接的に個々に着脱することと、現像器２〜５のうち引き出すものの係止レバー４７による係止を前記引き出しに先だって解除することとが、達成されるようにしている。
【００３３】
これにつき説明すると、現像器２〜５のそれぞれに前記第１の係合部４５とは別に、着脱のための図１、図２に示すような今１つの第２の係合部５２を設けてある。これに対し装置本体２７の側には、説明の簡単のために図２に示すように現像器３が着脱位置Ｅにある場合につき代表して説明すると、現像器３にある第２の係合部５２に係合して現像器２をラック２５から引き出す方向に移動でき、かつその逆にも移動できる係合機構５３と、現像器３をラック２５から着脱するように移動できるようにした前記操作入力機構５１と、この操作入力機構５１が現像器３をラック２５から引き出すように図１の実線の位置から仮想線で示す位置の側に移動される操作入力に応じて、前記係止機構４１を係止解除する位置に移動させる駆動、および係合機構５３を現像器３の第２の係合部５２に係合する位置に移動させるのに続いて、係合機構５３を介し現像器３を引き出すように移動させる駆動と、前記とは逆の操作によるそれらと逆の駆動とを、現像器３の着脱位置にあるものについての係止機構４１および係合機構５３に伝達する駆動伝達機構５４と、を備えている。
【００３４】
これにより、１つの操作入力機構５１の現像器３を引き出す側への移動は、駆動伝達機構５４により、現像器３での係止機構４１に対し、第１の係合部４５との係合が外れて係止を解除する位置に移動する駆動力として伝達され、現像器３の装着位置への係止が解除されるようにするのに併せ、係合機構５３に対しては、第２の係合部５２と係合するように移動させた後、現像器３を引き出す方向に移動させる駆動力として伝達される。従って、現像器３などをラック２５への装着位置に係止して安定な状態で用いながら、１つの操作入力機構５１による上記のまたは上記とは逆の１つの操作で所定の着脱位置Ｅにて着脱でき、操作入力機構５１および操作ともに簡単になり、しかも、この着脱の操作は着脱位置Ｅに切り替え位置される現像器２〜５のどれにも適用できる。
【００３５】
したがって、操作入力機構５１、係合機構５３および駆動伝達機構５４のそれぞれは着脱位置Ｅにて着脱できる方向に案内機構１０１により案内される現像器２〜５の係止機構４１をラック２５の外部から駆動でき、また、第２の係合部５２に係合機構５３をラック２５の外部から働かせるように駆動が伝達できればよく、ラック２５およびそれが担持する全ての部材を含む回動域外に設けられて、着脱位置Ｅに切り換え位置される各現像器２〜５に共用することができ、各現像器２〜５に対応して個別に設けなくてよいので駆動伝達機構５４および係合機構５３を含む操作入力機構５１が簡単になる。従って、現像器２〜５を着脱する操作入力機構５１を設けても装置は特に大型化したりコストが特に上昇したりしない。
【００３６】
なお、駆動伝達機構５４は、係止機構４１を係止を解除する位置に移動させた後に係合機構５３を第１の係合部４５と係合するよう、操作入力機構５１の操作を係止機構４１、係合機構５３の順に駆動伝達するようにしてある。これにより、現像器２〜５の係止機構４１による装着位置への係止を解除した後に、係合機構５３による現像器２〜５との係合およびそれに続く引出しが行われるようになるので、係止解除前の現像器２〜５に係合機構５３が係合して引出し力を及ぼしてしまい故障の原因になるようなことを回避することができる。
【００３７】
具体的には、操作入力機構５１は図２に示す装置本体２７の側のガイド６１およびシャフト６２により案内されて現像器２〜５を着脱する矢印Ｈで示す方向に移動できるように支持された操作入力部材６０を有している。しかし、操作入力部材６０の移動は回動など他の移動方式を採用することもできる。
【００３８】
係合機構５３は図２に示すシャフト６２により現像器２〜５を着脱する前記矢印Ｈの方向の移動と、シャフト６２を中心とした回動とができるようにした係合レバー６５を有し、係合レバー６５の回動により着脱位置Ｅにある現像器３などの第２の係合部５２にラック２５の外部から図２に示すように係合したり係合が解除でき、この係合状態での係合レバー６５のシャフト６２に沿った移動により第２の係合部５２を介し現像器３などをＨ方向に移動させられる、つまり着脱させられるようにしている。このための第２の係合部５２は凹部としてある。しかし、係合レバー６５の移動方式および第２の係合部５２との係合方式も、他の方式を採用することができる。
【００３９】
駆動伝達機構５４は、操作入力部材６０の図１の矢印Ｈ方向の操作入力を、係止機構４１の係止解除するように駆動伝達し、また係止可能にするように駆動伝達する第１の駆動伝達部６３と、係合レバー６５を矢印Ｈ方向に移動させるように駆動伝達する第２の駆動伝達部６４と、係合レバー６５をシャフト６２のまわりに回動させるように駆動伝達する第３の駆動伝達部６６とで構成されている。しかし、この駆動伝達機構５４も種々に設計されてよく駆動伝達部の数は特に限定されないし、採用する駆動伝達機構も種々な機構を採用することができる。
【００４０】
第１の駆動伝達部６３は図１、図２、図４、図５に示すように、操作入力部材６０上の板カム７１と、この板カム７１に尾端の二股部７２ａが噛み合い従動するレバータイプのカムフォロア７２と、係止レバー４７をラック２５の外部から係止解除駆動したり、この駆動を解除したりするように設けられた駆動レバー７３と、この駆動レバー７３と前記カムフォロア７２の先端とを連結するリンク７４とで構成している。しかし、このような駆動伝達の具体的な機構は種々に構成することができる。
【００４１】
第１の駆動伝達部６３は操作入力部材６０の引き出し方向の操作で、カムフォロア７２は板カム７１が操作入力部材６０に伴い移動されることにより図２において反時計方向、図４において時計方向に回動されて、リンク７４を介し駆動レバー７３を図２において時計方向、図４において反時計方向に回動させる。この回転により駆動レバー７３は係止レバー４７を押動して図１において反時計方向に回転させ、現像器３などの装着位置への係止を解除して、現像器３などを引き出せるようにする。駆動レバー７３は操作入力部材６０の逆の操作で元の位置に戻され、係止レバー４７が係止位置に戻れるようにする。これにより引き出された現像器３が再度、あるいはそれに代わる現像器３が装着されたときに装着位置に係止できるようにする。
【００４２】
第２の駆動伝達部６４は図１、図４、図５に示すように、シャフト６２により案内される係合レバー６５を、操作入力部材６０のシャフト６２上をスライドする二股部６０ａにより矢印Ｈ方向に挟み込んで、操作入力部材６０の矢印Ｈ方向の移動をそのまま係合レバー６５に駆動伝達して同体適に移動できるようにしてある。しかし、このような駆動伝達の具体的な機構は種々に構成することができる。
【００４３】
第３の駆動伝達部６６は図１、図４、図５に示すように、係合レバー６５の上端に設けた突起状のカムフォロア６５ａを案内するカム溝６６ａとしてあり、シャフト６２と平行に固定されている。カム溝６６ａは操作入力部材６０が引き出し方向に移動されるとき、その初期移動に同体移動するにおいて図４の非係合位置Ｉから係合位置ＩＩに回動させて、現像器３などの第２の係合部５２と対向する位置にてそれに係合させ、続く次の位置ＩＩＩおよび以降への移動によって現像器３などを第２の係合部５２を介して引き出せるようにする。また、逆の操作では逆の動作をし現像器３を再度、あるいはそれに代わる新規な現像器３を装着できる。
【００４４】
なお、現像器２〜５は引出しの際にそれ自体やまわりのものに手が触れてトナーで汚れやすいが、引き出し後の取り扱い時には汚れていない部分を選択して把持するなどできるし、メンテナンス後や新規のものの装着には汚れ部分はないので、現像器３などを引き出した後は操作入力機構５１を現像器２〜５の装着位置に対応する引き出し操作前の位置に戻しておいてよく、本実施の形態では操作入力機構５１に復元ばね８１を働かせて、現像器３などを引き出して取り外した後操作入力機構５１は図１に実線で示す元の位置に自動的に戻されるようにしている。これによって、駆動伝達機構５４および係合機構５３も元の状態に復帰するが、現像器３などの再度の装着や新規な装着に際しそれを受け入れるのに干渉し合うことはない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明から明らかなように、ラックに着脱できるように保持された複数の現像器を係止機構により装着位置に係止した状態で現像位置に安定して切り換え位置させて選択使用しながら、所定の着脱位置に切り換え位置させて必要なものを着脱するのに、１つの操作入力機構による引き出しまたはそれと逆の装着に係る１つの操作により現像器に手を触れないで所定位置で個々に容易に着脱できる。しかも、操作入力機構、係合機構、および駆動伝達機構のそれぞれは、着脱位置に切り換え位置される各現像器に共用することができ、各現像器に対応して個別に設けなくてよいので駆動伝達機構および係合機構を含む操作入力機構が簡単になり、現像器を着脱する操作入力機構を設けても装置は特に大型化したりコストが特に上昇したりしない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施の形態に係る現像装置のラックに装着した現像器とラック側からの駆動との関係、および操作入力機構、駆動伝達機構、および係合機構の相互関係とを示す平面図である。
【図２】図１の現像装置の着脱位置にある現像器と操作入力機構、駆動伝達機構、および係合機構の相互関係を示す側面図である。
【図３】図１、図２の現像装置における現像器の現像位置での位置決め状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】図１の現像装置における操作入力機構、駆動伝達機構、および係合機構の相互関係を示す斜視図である。
【図５】操作入力機構と係合機構との間の第３の駆動伝達部を示す平面図である。
【図６】図１〜図５の現像装置を採用したカラープリンタの全体構成図である。
【符号の説明】
２〜５ 現像器
６ 現像ユニット
２３ モータ
２５ ラック
２６ 制御装置
２７ 装置本体
２８ 着脱窓
３１〜３４ ポケット
４１ 係止機構
４２ ギヤ
４３ モータ
４５ 第１の係合部
４７ 係止レバー
４８ ばね
５１ 操作入力機構
５２ 第２の係合部
５３ 係合機構
５４ 駆動伝達機構
６０ 操作入力部材
６１ ガイド
６２ シャフト
６３ 第１の駆動伝達部
６４ 第２の駆動伝達部
６５ 係合レバー
６６ 第３の駆動伝達部
６５ａ カムフォロア
６６ａ カム溝
７１ 板カム
７２ カムフォロア
７４ リンク
１０１ 案内機構
Ａ 現像位置
Ｅ 着脱位置
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の現像器を切替え使用して現像し、単色画像や複数の色の合成画像、カラー画像が形成できるようにする現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の現像装置として、複数の現像器をラックに保持して現像位置に切り換え位置させて選択使用でき、各現像器はその現像ローラの回転軸方向と平行な向きに個々に着脱できるようにしたものが既に知られている（例えば特開平１１−０６８０９５号公報）。このものは、画像形成装置の装置本体に設定される着脱位置に各現像器を切り換え位置させることで、装置本体の側面に前記着脱位置に対応して設けられた着脱窓を通じて１つずつ必要に応じ着脱できるようにしている。これにより、ユーザでも各現像器につき共通した操作で１つ１つ混乱なく着脱して、現像器を新規なものと交換したりすることができる。しかも現像器は手で把持してラックに対し簡易に着脱できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現像器は微細なトナーを取り扱う関係から、トナーの漏れだしや飛散を防止するシール構造が各所に採用されている。しかし、トナーの漏れだしは防止し切れず現像器の外回り各部に付着していることが多々あり、現像器を手で把持して直接着脱するのは操作性はよいが、オペレータの手がトナーで汚れユーザに対しては特に問題になる。これに対処するため、各現像器に専用の着脱用の操作レバーを設けるのでは、部品点数が勢い増大して、装置が大型化するとともにコスト上昇の原因になる。
【０００４】
また、現像器は引き出し側に向く反力を受けやすく装着位置に安定しにくいので、現像器が所定の位置に装着されたときその装着位置に自動的にロックするロック部材が設けられる場合、現像器の引き出しに先立ちこのロック部材によるロックを手で操作して解除する必要があり、これもオペレータの手が汚れる原因になるし、２つの手操作が必要で不便になる。しかも、ロック解除操作を忘れたり怠って現像器を無理に引き出そうとする誤操作を招き、故障の原因になったりする不都合がある。
【０００５】
本発明の目的は、複数の現像器を装着位置に係止して用いながら、１つの操作入力機構による１つの操作で所定位置にて個々に着脱できる構造および着脱操作ともに簡単な現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の現像装置は、第１の係合部と第２の係合部とを持った複数の現像器と、前記複数の現像器を保持し、かつそれら各現像器を所定の現像位置と着脱位置とのそれぞれに切り換え移動させるラックと、各現像器をラックに対し着脱する方向に個々に案内する案内機構と、現像器の第１の係合部に係合して現像器をラックに係止する位置と、この係止を解除する位置とに切り換え可能な係止機構と、着脱位置にある現像器の第２の係合部に係合する位置と、この係合を解除する位置とに切り換え可能な係合機構と、係合機構が第２の係合部に係合している場合に、操作入力に応じて現像器をラックに対して着脱させるように移動できる操作入力機構と、操作入力機構に現像器をラックから引き出すための操作入力がなされた場合に係止機構の係止の解除と係合機構の係合に続いて現像器を引き出す方向に移動させ、操作入力機構に現像器をラックに装着するための操作入力がなされた場合に現像器をラックに装着する方向に移動させるのに続いて係合機構の係合の解除と係止機構による現像器のラックへの係止を行うように操作入力による駆動力を係止機構と係合機構に伝達する駆動伝達機構と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このような構成では、ラックに着脱できるように保持された複数の現像器が、ラックにより現像位置に切り換え位置されることにより、その都度必要な現像器を用いることができ、また、所定の着脱位置に切り換え位置されることにより、その都度必要なものが案内機構による個々の案内のもと安定して着脱できる。この着脱に際し、１つの操作入力機構の現像器を引き出す側への移動を、駆動伝達機構が、着脱位置にある現像器を対象として、係止機構に対し、第１の係合部との係合が外れて係止を解除する位置に移動する駆動として伝達して、現像器の装着位置への係止が解除されるようにするのに併せ、係合機構に対しては、第２の係合部と係合するように移動させた後、現像器を引き出す方向に移動させる駆動として伝達するので、各現像器をラックへの装着位置に係止して安定な状態で用いながら、１つの操作入力機構による上記のまたは上記とは逆の１つの操作で所定位置にて現像器に手を触れないで簡単に着脱できる。しかも、操作入力機構、係合機構、および駆動伝達機構のそれぞれは、着脱位置にて案内機構により着脱を案内される現像器上の係止機構に外部から駆動を伝達でき、また第２の係合部に係合機構を外部から働かせるように駆動を伝達できればよく、着脱位置に切り換え位置される各現像器に共用することができ、各現像器に対応して個別に設けなくてよいので駆動伝達機構および係合機構を含む操作入力機構が簡単になる。従って、現像器を着脱する操作入力機構を設けても装置は特に大型化したりコストが特に上昇したりしない。
【０００８】
ここで、係止機構を係止を解除する位置に移動させた後に係合機構を第２係合部と係合するよう、駆動を係止機構、係合機構の順に伝達する駆動伝達機構を採用すると、現像器の係止機構による装着位置への係止を解除した後に、係合機構による現像器との係合およびそれに続く引出しが行われるようになるので、係止解除前の現像器に係合機構が係合して引出し力を及ぼしてしまい故障の原因になるようなことを回避することができる。
【０００９】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、できる限りにおいてそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の代表的な実施の形態に係る現像装置について図１〜図６を参照しながら詳細に説明し、本発明の理解に供する。
【００１１】
本実施の形態は、図６に示すように、電子写真方式にて潜像担持体としてのドラムタイプの感光体１、現像器２〜５、および中間転写ベルト７ａを用いカラー画像を形成するカラープリンタに本発明を適用した場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、複数の現像器を着脱できるようにラック２５に支持するとともに図１に示すように係止機構４１により装着位置にロックした状態で切替え使用して単色画像や合成画像、カラー画像を形成し、また図２、図６に示す所定の着脱位置Ｅで着脱できるものであれば、プリンタのほか複写機やファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタなど、各種用途の画像形成装置全般に適用して有効である。また、現像器による潜像担持体上への画像の形成方式も、粉体や液体、あるいは双方を含む各種のトナーを用いた各種の現像方式で行うものでもよいし、画像の合成方式も中間転写ベルト７ａなどの中間転写体を用いない方式など各種の方式を採用することができる。
【００１２】
図６に示す本実施の形態のカラープリンタは、画像形成のために例えば回転移動される感光体１と、複数の、例えば４つの現像器２〜５を感光体１の移動面まわりに設定される現像位置Ａに切り替え位置させるように例えば回転移動させて感光体１の移動面上に現像によりトナー像を形成する現像ユニット６と、感光体１と同期した例えば周回移動して感光体１の移動面まわりに設定される一次転写位置Ｂにて前記感光体１の移動面上に順次形成されるトナー像を順次に積層して転写される中間転写ユニット７とを備えている。
【００１３】
感光体１はレーザプリントヘッド８からの画像信号により変調されたレーザ光９による画像露光、つまり光学的な印字を受けて画像信号通りの電気的な潜像、つまり静電潜像を色ごとに順次に形成し、これらが形成される都度、前記現像によってそれぞれに対応した色トナーで顕像化したトナー像に形成される。電気的な潜像を現像することに関連して、感光体１上のトナー像は中間転写ユニット７の中間転写ベルト７ａ上に一次転写器としての転写ローラ１１からの電荷付与によって静電的な吸引により静電転写するようにしている。また、中間転写ベルト７ａに順次に積層して静電転写され合成し終わった各色のトナー像は、その移動面まわりに設定される二次転写位置Ｃに給紙部１２ａ、１２ｂなどから給送されてくる転写材１３の上に二次転写器としての転写ローラ１４からの静電的な吸引によって静電的に一括して二次転写し、二次転写後の転写材１３を定着ユニット１５を通して画像形成を終了し排紙トレー１６上に排出する。
【００１４】
一次転写および二次転写の双方とも画像形成に採用する現像方式に対応して静電転写以外の転写方式で転写されてもよい。また、定着ユニット１５も現像方式に対応したものを用いればよく、不要な場合もある。カラー画像形成のために複数の現像器２〜５のそれぞれはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色トナーで静電潜像を現像し、本実施の形態では粉体樹脂トナーを用いることに関連して加熱または加圧、あるいはそれら双方を採用した定着ユニット１５を用いる。なお、ブラックの現像器５の使用は必須ではない。また、カラー画像は４つ以上の現像器を用いて形成するものでもよい。さらにカラー画像を形成するものに限られることはなく、２以上の現像器を切り替え使用するものであれば本発明を適用して有効である。
【００１５】
現像ユニット６はラック２５を軸２４などを利用した案内機構により感光体１と平行な軸線まわりに回動させるように案内して、各現像器２〜５を現像位置Ａとこれから外れた非現像位置との間で切り替え移動させ、その都度必要な現像器を現像位置Ａに位置させて選択使用できるようにしてある。また、現像ユニット６はラック２５の回動により前記着脱位置Ｅに各現像器２〜５のそれぞれを切り換え位置させることで、それら現像器２〜５をも選択的に着脱できるようにする。この着脱のために図６に示す装置本体２７のフレームに図２、図６に示すような前記着脱位置Ｅに対応した着脱窓２８が設けられている。
【００１６】
これら各現像器２〜５を必要に応じ現像位置Ａや着脱位置Ｅに案内するため、ラック２５をモータ２３によりギヤ４２を介して回転駆動するようにし、この回転駆動を制御装置２６により制御してラック２５を各必要位置に回転させる。しかし、現像器２〜５を現像位置Ａや着脱位置Ｅに切り替え位置させるのに、ラック２５を回転させる方式に限らず直線往復移動など各種に一定の方向に移動して選択使用できるようなものも本発明の範疇に属する。
【００１７】
ラック２５は図１〜図３に示すように、各現像器２〜５を個別に着脱できるように受け入れるポケット３１〜３４を有し、これら各ポケット３１〜３４にレールタイプのガイド１０１ａ、１０１ｂなどを利用した案内機構１０１により各現像器２〜５のそれぞれを現像ローラ２ａ〜５ａの軸方向に平行な方向、つまり紙面に直角な方向の手前側から個別に出し入れして着脱されるようにしている。しかし、案内機構１０１の具体的な構成は種々に設計されてよい。
【００１８】
ところで、複数の現像器２〜５のうち、ブラックのトナーを収容した現像器５の使用頻度が高く、装置停止時はブラックの現像器を現像位置Ａに位置決めして図示しない係止機構により係止しておき、カラー画像はそのブラックの現像器５の次のイエローの現像器２による現像から開始し、最終にブラックの現像器５による現像を行って形成し、画像形成終了後はブラックの現像器５が現像位置Ａにあるまま係止しておく。従って、モノクロの画像、特に頻度の高いブラックのモノクロ画像形成時は、ブラックの現像器５が現像位置Ａに位置しているので、現像器２〜５の切り替え移動なくそのまま即座に画像形成ができる。
【００１９】
各現像器２〜５のそれぞれは図３に示すように、現像ローラ２ａ〜５ａの両端部外側に、感光体１と現像ローラ２ａ〜５ａとの間の距離、つまり現像ギャップＧを一定に保持する間隔保持部材としての一対のスペーサローラ１０３、１０４が設けられ、各現像器２〜５はこれらスペーサローラ１０３、１０４を介し感光体１に圧接される。各現像器２〜５はまた、図３に示すようにその一端側にのみ配置され、図１に示すラック２５への装着位置にてラック２５上のドッキングギヤ１０６と噛み合って駆動の伝達を受けそれを現像ローラ２ａ〜５ａに伝達する被駆動ギヤ１４３、この被駆動ギヤ１４３を持った駆動側に配置された固定支点１０７、現像器２〜５の非駆動側の固定支点１１２と長孔１１３でその長手方向に遊びを持って嵌り合って支持する可動支持部材１１４上に一体に設けられるなどして、非駆動側に配置され現像ローラ２ａ〜５ａとの間の距離が可変な可動支点１０８を有している。
【００２０】
可動支点１０８の現像ローラ２ａ〜５ａに対する可動範囲は、前記固定支点１１２と長孔１１３との間の遊びと、図３に示すような可動支持部材１１４上のストッパ１１４ａと現像器２〜５の非駆動側に設けた位置規制凹部１０９との間の遊びで規定されている。しかし、可動支点１０８を設ける意味では固定支点１１２と長孔１１３との間の遊びは省略することができる。
【００２１】
これに対し現像ユニット６は、図１、図３に示すように複数の現像器２〜５をそれらの被駆動ギヤ１４３がドッキングギヤ１０６に噛み合うようラック２５に装着して支持し、それら現像器２〜５を感光体１と現像ローラ２ａ〜５ａが対向する現像位置Ａに切替え位置させたときに、その現像位置Ａに位置したものに対応するドッキングギヤ１０６が装置本体２７側の駆動ギヤ１０５に噛み合ってモータ４３の回転を伝達し、現像器２〜５の現像位置Ａにあるものが駆動されるようにする。また、ラック２５には、各現像器２〜５を駆動ギヤ１０５を持たない非駆動側から駆動ギヤ１０５を持った駆動側に現像ローラ２ａ〜５ａに平行な方向で受入れ着脱できるようにする前記案内機構１０１、および係止機構４１に加え、現像器２〜５の装着最終段階で現像器２〜５を現像位置Ａでの感光体１との対向側に付勢するばね１１１を有し、各現像器２〜５の装着最終段階でその駆動側の固定支点１０７および非駆動側の可動支点１０８を、支点受け１００、１０２により軸直角方向に支持するように前記ラック２５を備えている。
【００２２】
このようにして、各現像器２〜５は非現像位置にて感光体１との干渉なしに現像ローラ２ａ〜５ａと平行な方向にて容易に着脱できるようにしながら、図１、図３に示すラック２５への装着最終段階にて駆動側の固定支点１０７が軸直角方向に支持されることにより、駆動負荷が変動しても駆動側の固定支点１０７は変位せず、被駆動ギヤ１４３がラック２５のドッキングギヤ１０６と一定位置にて噛み合い続けられるようにして、噛み合いピッチが変化し噛み合い周波数が変動するのを防止するとともに、前記駆動負荷が現像器２〜５の感光体１への圧接状態に影響するのを抑えることができ、しかも、現像器２〜５の非駆動側は可動支点１０８が支点受け１０２に軸直角方向に支持されながら現像ローラ２ａ〜５ａとの間の距離が、上記のように可変であることにより、この可変な範囲で現像器２〜５の非駆動側をラック２５への支持から遊びを持たせて、現像器２〜５の固定支点１０７やラック２５の支点受け１００、１０２などに製造上の位置誤差やラック２５のフレームに振動などによる歪みがあっても、現像器２〜５は前記遊びの範囲でそのような位置誤差や歪みを吸収して感光体１に馴染みよく圧接されてスペーサローラ１０３、１０４による設定通りの現像ギャップＧを確保しやすくするので、被駆動ギヤ１４３のドッキングギヤ１０６との噛み合いの変動による画像ノイズや現像器２〜５の感光体１との間の現像ギャップＧが変動したり長手方向に不均一になったりすることによる濃度変化や濃度むらが生じにくく、信頼性の高いものとなる。なお、可動支点１０８の現像ローラ２ａ〜５ａに対し可動とする具体的な設け方は特に限定されない。
【００２３】
また、駆動側の固定支点１０７はドッキングギヤ１０６と同軸上にある。これにより、現像器２〜５が駆動側の固定支点１０７まわりに回動して感光体１に圧接されるのに圧接位置が仮に変動して被駆動ギヤ１４３が移動してもそれはドッキングギヤ１０６と同心上の動きとなるのでドッキングギヤ１０６との噛み合いピッチなど噛み合い状態が変化することを回避でき、噛み合いの変動による画像ノイズを発生させない利点がある。
【００２４】
しかも、ドッキングギヤ１０６は現像器２〜５の回動中心となる駆動側の固定支点１０７と同軸上で回転して現像器２〜５上の被駆動ギヤ１４３に動力を伝達するため、そのときに被駆動ギヤ１４３に伝達する駆動トルクは、被駆動ギヤ１４３を現像器２〜５の駆動側の固定支点１０７まわりの回動を伴いドッキングギヤ１０６まわりに移動させる負荷と、被駆動ギヤ１４３をその軸線まわりに回動させる負荷との格段の相違により、軽負荷となる被駆動ギヤ１４３の駆動力として優先的に消費されて、現像器２〜５を駆動側の固定支点１０７まわりに回動させる力にはならないので、駆動負荷に変動があってもこれが現像器２〜５の感光体１への圧接状態に影響して現像ギャップＧが変動するようなことをより回避して、画像の濃度が変化したり不均一になるのをさらに防止することができる。
【００２５】
なお、図に示す実施例では駆動側の固定支点１０７は孔タイプとして駆動ギヤ１０５と同軸の軸タイプの支点受け１００と嵌め合わせてある。また、非駆動側の固定支点１１２、非駆動側の可動支点１０８のそれぞれは軸タイプとして、前記のように固定支点１１２は孔タイプの支点受けとしての長孔１１３と嵌め合わせ、可動支点１０８は孔タイプの支点受け１０２と嵌め合わせてある。しかし、どちらの側を軸タイプにし、孔タイプにしてもよい。
【００２６】
また、ドッキングギヤ１０６と被駆動ギヤ１４３との噛み合いにおいて、各現像器２〜５が現像位置Ａに位置されて現像のために正転駆動されるときは、現像器２〜５を図１に矢印Ｆａで示す装着位置側への押動力が働くようにしたはす歯歯車を用いて現像性能の安定を図っている。このために、各現像器２〜５が制御上必要な逆転駆動が行われると矢印Ｆｂで示す現像器２〜５を引き出し方向への押動力が働く。しかし、各現像器２〜５は図１の装着位置まで正しく装着されたとき、前記係止機構４１が現像器２〜５の第１の係合部４５に係合してそれらを装着位置に係止するので、前記引き出し方向の押動力が働いても現像器２〜５は装着位置に保持され装着位置が変動して現像性能に悪影響するようなことを回避することができる。
【００２７】
ばね１１１は図１、図３に示すように、ラック２５の各現像器２〜５を受け入れるポケット３１〜３４の現像器２〜５と対向する壁面に、現像器２〜５を出し入れする方向の前後、つまり駆動側と非駆動側とに、軸１４５により軸支して設けた一対のレバー部材１４６ａ、１４６ｂに働かせ、各レバー部材１４６ａ、１４６ｂが装着最終段階にある現像器２〜５に対してほぼ同時に働いて現像器２〜５を回転軸線１２１のまわりに回動させて現像ローラ２ａ〜５ａをスペーサローラ１０３、１０４を介し感光体１に圧接させるようにしてある。
【００２８】
この圧接方式にて、現像器２〜５のレバー部材１４６ａ、１４６ｂの押動を受ける受動壁１４７は、駆動側の受動面１４７ａに対し非駆動側の受動面１４７ｂを感光体１との対向方向における後方側に寄って形成されている。同時に駆動側のレバー部材１４６ａに対し非駆動側のレバー部材１４６ｂを感光体１との対向方向における後方側に寄って配置され、図示しないストッパにより待機位置に係止されている。これにより、現像器２〜５の装着最終段階で受動壁１４７の駆動側の受動面１４７ａと非駆動側の受動面１４７ｂとはレバー部材１４６ａ、１４６ｂと同時に当接し合うことにより感光体１の側に押動されて、固定支点１０７、１１２を結ぶ回転軸線１２１まわりに回動し、スペーサローラ１０３、１０４を介して感光体１に圧接されるようにする。
【００２９】
前記案内機構１０１はポケット３１〜３４に受け入れる現像器２〜５との間に遊びを持って案内し、それらをラック２５に対し出し入れしやすくしている。しかし、前記駆動側の固定支点１０７と支点受け１００、非駆動側の可動支点１０８と支点受け１０２の、それぞれの組は軸タイプの側である支点受け１００および非駆動側の可動支点１０８の先端にテーパ状のガイド部１５１を設け、前記遊びを持ったラック２５へ嵌め合わせて装着するのに、この遊び内において支点受け１００および非駆動側の可動支点１０８が固定支点１０７および支点受け１０２に対し、装着最終段階で確実に嵌り合えるようにしている。これにはガイド部１５１を孔タイプの側に設けても同様な働きが得られる。もっとも、軸タイプ側と孔タイプ側との双方にテーパを形成してもよい。
【００３０】
係止機構４１は図１に示すように、軸４６により支持した係止レバー４７とこの係止レバー４７を図示しないストッパなどで規正される第１の係合部４５との係合位置に常時あるよう付勢するばね４８とで構成してあり、第１の係合部４５は前記受動壁１４７の一部に設けた係止凸部１４７ｃが形成する引き出し側に向く段差面としてある。これにより、各現像器２〜５が各ポケット３１〜３４に装着するのに、装着の最終段階で係止レバー４７は係止凸部１４７ｃによってばね４８に抗し押し退けられていき、図１、図３に示す所定の装着位置に達したとき、係止レバー４７は係止凸部１４７ｃから外れてばね４８の付勢により係止凸部１４７ｃが形成している段差面である第１の係合部４５に落ち込んで係合し、現像器２〜５を装着位置に係止する。従って、装着された現像器２〜５は係止レバー４７をばね４８に抗して第１の係合部４５との係合を外さない限り引き出せなくなっている。
【００３１】
このため、現像器２〜５を引き出すにはこの引出し操作に加え、係止レバー４７による係止を解除する操作が必要になっている。この２つの操作を個別に行うのでは不便であるし、係止の解除操作を忘れたり怠って現像器２〜５を無理に引き出すような不都合が生じかねない。また、現像器２〜５を個々に着脱するのにそれらを手で把持して行うのでは、手がトナーで汚れる問題がある。
【００３２】
本実施の形態はこれらの問題を解消するため、現像器２〜５とは別に設けた図１に示すような１つの操作入力機構５１の１つの操作入力で、現像器２〜５を間接的に個々に着脱することと、現像器２〜５のうち引き出すものの係止レバー４７による係止を前記引き出しに先だって解除することとが、達成されるようにしている。
【００３３】
これにつき説明すると、現像器２〜５のそれぞれに前記第１の係合部４５とは別に、着脱のための図１、図２に示すような今１つの第２の係合部５２を設けてある。これに対し装置本体２７の側には、説明の簡単のために図２に示すように現像器３が着脱位置Ｅにある場合につき代表して説明すると、現像器３にある第２の係合部５２に係合して現像器２をラック２５から引き出す方向に移動でき、かつその逆にも移動できる係合機構５３と、現像器３をラック２５から着脱するように移動できるようにした前記操作入力機構５１と、この操作入力機構５１が現像器３をラック２５から引き出すように図１の実線の位置から仮想線で示す位置の側に移動される操作入力に応じて、前記係止機構４１を係止解除する位置に移動させる駆動、および係合機構５３を現像器３の第２の係合部５２に係合する位置に移動させるのに続いて、係合機構５３を介し現像器３を引き出すように移動させる駆動と、前記とは逆の操作によるそれらと逆の駆動とを、現像器３の着脱位置にあるものについての係止機構４１および係合機構５３に伝達する駆動伝達機構５４と、を備えている。
【００３４】
これにより、１つの操作入力機構５１の現像器３を引き出す側への移動は、駆動伝達機構５４により、現像器３での係止機構４１に対し、第１の係合部４５との係合が外れて係止を解除する位置に移動する駆動力として伝達され、現像器３の装着位置への係止が解除されるようにするのに併せ、係合機構５３に対しては、第２の係合部５２と係合するように移動させた後、現像器３を引き出す方向に移動させる駆動力として伝達される。従って、現像器３などをラック２５への装着位置に係止して安定な状態で用いながら、１つの操作入力機構５１による上記のまたは上記とは逆の１つの操作で所定の着脱位置Ｅにて着脱でき、操作入力機構５１および操作ともに簡単になり、しかも、この着脱の操作は着脱位置Ｅに切り替え位置される現像器２〜５のどれにも適用できる。
【００３５】
したがって、操作入力機構５１、係合機構５３および駆動伝達機構５４のそれぞれは着脱位置Ｅにて着脱できる方向に案内機構１０１により案内される現像器２〜５の係止機構４１をラック２５の外部から駆動でき、また、第２の係合部５２に係合機構５３をラック２５の外部から働かせるように駆動が伝達できればよく、ラック２５およびそれが担持する全ての部材を含む回動域外に設けられて、着脱位置Ｅに切り換え位置される各現像器２〜５に共用することができ、各現像器２〜５に対応して個別に設けなくてよいので駆動伝達機構５４および係合機構５３を含む操作入力機構５１が簡単になる。従って、現像器２〜５を着脱する操作入力機構５１を設けても装置は特に大型化したりコストが特に上昇したりしない。
【００３６】
なお、駆動伝達機構５４は、係止機構４１を係止を解除する位置に移動させた後に係合機構５３を第１の係合部４５と係合するよう、操作入力機構５１の操作を係止機構４１、係合機構５３の順に駆動伝達するようにしてある。これにより、現像器２〜５の係止機構４１による装着位置への係止を解除した後に、係合機構５３による現像器２〜５との係合およびそれに続く引出しが行われるようになるので、係止解除前の現像器２〜５に係合機構５３が係合して引出し力を及ぼしてしまい故障の原因になるようなことを回避することができる。
【００３７】
具体的には、操作入力機構５１は図２に示す装置本体２７の側のガイド６１およびシャフト６２により案内されて現像器２〜５を着脱する矢印Ｈで示す方向に移動できるように支持された操作入力部材６０を有している。しかし、操作入力部材６０の移動は回動など他の移動方式を採用することもできる。
【００３８】
係合機構５３は図２に示すシャフト６２により現像器２〜５を着脱する前記矢印Ｈの方向の移動と、シャフト６２を中心とした回動とができるようにした係合レバー６５を有し、係合レバー６５の回動により着脱位置Ｅにある現像器３などの第２の係合部５２にラック２５の外部から図２に示すように係合したり係合が解除でき、この係合状態での係合レバー６５のシャフト６２に沿った移動により第２の係合部５２を介し現像器３などをＨ方向に移動させられる、つまり着脱させられるようにしている。このための第２の係合部５２は凹部としてある。しかし、係合レバー６５の移動方式および第２の係合部５２との係合方式も、他の方式を採用することができる。
【００３９】
駆動伝達機構５４は、操作入力部材６０の図１の矢印Ｈ方向の操作入力を、係止機構４１の係止解除するように駆動伝達し、また係止可能にするように駆動伝達する第１の駆動伝達部６３と、係合レバー６５を矢印Ｈ方向に移動させるように駆動伝達する第２の駆動伝達部６４と、係合レバー６５をシャフト６２のまわりに回動させるように駆動伝達する第３の駆動伝達部６６とで構成されている。しかし、この駆動伝達機構５４も種々に設計されてよく駆動伝達部の数は特に限定されないし、採用する駆動伝達機構も種々な機構を採用することができる。
【００４０】
第１の駆動伝達部６３は図１、図２、図４、図５に示すように、操作入力部材６０上の板カム７１と、この板カム７１に尾端の二股部７２ａが噛み合い従動するレバータイプのカムフォロア７２と、係止レバー４７をラック２５の外部から係止解除駆動したり、この駆動を解除したりするように設けられた駆動レバー７３と、この駆動レバー７３と前記カムフォロア７２の先端とを連結するリンク７４とで構成している。しかし、このような駆動伝達の具体的な機構は種々に構成することができる。
【００４１】
第１の駆動伝達部６３は操作入力部材６０の引き出し方向の操作で、カムフォロア７２は板カム７１が操作入力部材６０に伴い移動されることにより図２において反時計方向、図４において時計方向に回動されて、リンク７４を介し駆動レバー７３を図２において時計方向、図４において反時計方向に回動させる。この回転により駆動レバー７３は係止レバー４７を押動して図１において反時計方向に回転させ、現像器３などの装着位置への係止を解除して、現像器３などを引き出せるようにする。駆動レバー７３は操作入力部材６０の逆の操作で元の位置に戻され、係止レバー４７が係止位置に戻れるようにする。これにより引き出された現像器３が再度、あるいはそれに代わる現像器３が装着されたときに装着位置に係止できるようにする。
【００４２】
第２の駆動伝達部６４は図１、図４、図５に示すように、シャフト６２により案内される係合レバー６５を、操作入力部材６０のシャフト６２上をスライドする二股部６０ａにより矢印Ｈ方向に挟み込んで、操作入力部材６０の矢印Ｈ方向の移動をそのまま係合レバー６５に駆動伝達して同体適に移動できるようにしてある。しかし、このような駆動伝達の具体的な機構は種々に構成することができる。
【００４３】
第３の駆動伝達部６６は図１、図４、図５に示すように、係合レバー６５の上端に設けた突起状のカムフォロア６５ａを案内するカム溝６６ａとしてあり、シャフト６２と平行に固定されている。カム溝６６ａは操作入力部材６０が引き出し方向に移動されるとき、その初期移動に同体移動するにおいて図４の非係合位置Ｉから係合位置ＩＩに回動させて、現像器３などの第２の係合部５２と対向する位置にてそれに係合させ、続く次の位置ＩＩＩおよび以降への移動によって現像器３などを第２の係合部５２を介して引き出せるようにする。また、逆の操作では逆の動作をし現像器３を再度、あるいはそれに代わる新規な現像器３を装着できる。
【００４４】
なお、現像器２〜５は引出しの際にそれ自体やまわりのものに手が触れてトナーで汚れやすいが、引き出し後の取り扱い時には汚れていない部分を選択して把持するなどできるし、メンテナンス後や新規のものの装着には汚れ部分はないので、現像器３などを引き出した後は操作入力機構５１を現像器２〜５の装着位置に対応する引き出し操作前の位置に戻しておいてよく、本実施の形態では操作入力機構５１に復元ばね８１を働かせて、現像器３などを引き出して取り外した後操作入力機構５１は図１に実線で示す元の位置に自動的に戻されるようにしている。これによって、駆動伝達機構５４および係合機構５３も元の状態に復帰するが、現像器３などの再度の装着や新規な装着に際しそれを受け入れるのに干渉し合うことはない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明から明らかなように、ラックに着脱できるように保持された複数の現像器を係止機構により装着位置に係止した状態で現像位置に安定して切り換え位置させて選択使用しながら、所定の着脱位置に切り換え位置させて必要なものを着脱するのに、１つの操作入力機構による引き出しまたはそれと逆の装着に係る１つの操作により現像器に手を触れないで所定位置で個々に容易に着脱できる。しかも、操作入力機構、係合機構、および駆動伝達機構のそれぞれは、着脱位置に切り換え位置される各現像器に共用することができ、各現像器に対応して個別に設けなくてよいので駆動伝達機構および係合機構を含む操作入力機構が簡単になり、現像器を着脱する操作入力機構を設けても装置は特に大型化したりコストが特に上昇したりしない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施の形態に係る現像装置のラックに装着した現像器とラック側からの駆動との関係、および操作入力機構、駆動伝達機構、および係合機構の相互関係とを示す平面図である。
【図２】図１の現像装置の着脱位置にある現像器と操作入力機構、駆動伝達機構、および係合機構の相互関係を示す側面図である。
【図３】図１、図２の現像装置における現像器の現像位置での位置決め状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】図１の現像装置における操作入力機構、駆動伝達機構、および係合機構の相互関係を示す斜視図である。
【図５】操作入力機構と係合機構との間の第３の駆動伝達部を示す平面図である。
【図６】図１〜図５の現像装置を採用したカラープリンタの全体構成図である。
【符号の説明】
２〜５ 現像器
６ 現像ユニット
２３ モータ
２５ ラック
２６ 制御装置
２７ 装置本体
２８ 着脱窓
３１〜３４ ポケット
４１ 係止機構
４２ ギヤ
４３ モータ
４５ 第１の係合部
４７ 係止レバー
４８ ばね
５１ 操作入力機構
５２ 第２の係合部
５３ 係合機構
５４ 駆動伝達機構
６０ 操作入力部材
６１ ガイド
６２ シャフト
６３ 第１の駆動伝達部
６４ 第２の駆動伝達部
６５ 係合レバー
６６ 第３の駆動伝達部
６５ａ カムフォロア
６６ａ カム溝
７１ 板カム
７２ カムフォロア
７４ リンク
１０１ 案内機構
Ａ 現像位置
Ｅ 着脱位置
Claims (5)
- 第１の係合部と第２の係合部とを持った複数の現像器と、
前記複数の現像器を保持し、かつそれら各現像器を所定の現像位置と着脱位置とのそれぞれに切り換え移動させるラックと、
各現像器をラックに対し着脱する方向に個々に案内する案内機構と、
現像器の第１の係合部に係合して現像器をラックに係止する位置と、この係止を解除する位置とに切り換え可能な係止機構と、
着脱位置にある現像器の第２の係合部に係合する位置と、この係合を解除する位置とに切り換え可能な係合機構と、
係合機構が第２の係合部に係合している場合に、操作入力に応じて現像器をラックに対して着脱させるように移動できる操作入力機構と、
操作入力機構に現像器をラックから引き出すための操作入力がなされた場合に係止機構の係止の解除と係合機構の係合に続いて現像器を引き出す方向に移動させ、操作入力機構に現像器をラックに装着するための操作入力がなされた場合に現像器をラックに装着する方向に移動させるのに続いて係合機構の係合の解除と係止機構による現像器のラックへの係止を行うように操作入力による駆動力を係止機構と係合機構に伝達する駆動伝達機構と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 - 操作入力機構に現像器をラックから引き出すための操作入力がなされた場合に係止機構を係止を解除する位置に移動させた後に係合機構を第２の係合部と係合するよう、係止機構、係合機構の順に駆動させる機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
- 複数の現像器を備えた現像装置を用いた画像形成装置において、
該現像装置が、
第１の係合部と第２の係合部とを持った複数の現像器を保持し、かつそれら各現像器を所定の現像位置と着脱位置とのそれぞれに切り換え移動させるラックと、
各現像器をラックに対し着脱する方向に個々に案内する案内機構と、
現像器の第１の係合部に係合して現像器をラックに係止する位置と、この係止を解除する位置とに切り換え可能な係止機構と、
着脱位置にある現像器の第２の係合部に係合する位置と、この係合を解除する位置とに切り換え可能な係合機構と、
係合機構が第２の係合部に係合している場合に、操作入力に応じて現像器をラックに対して着脱させるように移動できる操作入力機構と、
操作入力機構に現像器をラックから引き出すための操作入力がなされた場合に係止機構の係止の解除と係合機構の係合に続いて現像器を引き出す方向に移動させ、操作入力機構に現像器をラックに装着するための操作入力がなされた場合に現像器をラックに装着する方向に移動させるのに続いて係合機構の係合の解除と係止機構による現像器のラックへの係止を行うように操作入力による駆動力を係止機構と係合機構に伝達する駆動伝達機構と、
を備えた現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 駆動伝達機構が、係止機構をラックの外部から駆動し、第２の係合部に係合機構をラックの外部から働かせるように駆動力を伝達する請求項３に記載の画像形成装置。
- 現像器が現像ローラを有しており、現像器を着脱する方向が現像ローラの軸方向に平行な方向である請求項３または４に記載の画像形成装置。
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