JP5539057B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリー方式の現像プロセスを採用したカラー電子写真画像形成装置
に関するものである。

従来、単一の像担持体と、複数の現像装置を一体に支持した回転可能な支持体とを備え、所定のタイミングで現像装置を順次切り替えて、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像プロセスを採用したフルカラー画像形成装置が知られている。

このように複数の現像装置を一体に支持した回転可能な現像装置支持体（ロータリー）を用い、現像装置を順次切り替えて単一の像担持体の表面の静電潜像を現像する画像形成装置をロータリー方式の画像形成装置と称する。

特許文献１に、従来例に係るロータリー方式の画像形成装置の構成が開示されている。

一般的にロータリー方式の現像プロセスにおいては、各色の現像剤に対応して設けられた現像装置ごとに、現像位置において、それらの現像装置が有する現像剤担持体を像担持体の表面に対して順次当接、離隔させる動作が必要になる。現像装置の切り替えは、現像装置が像担持体の表面から離隔している間に現像装置支持体が回転することで行われる。

従来例に係る画像形成装置では、駆動力を有するカム等を用いて現像装置支持体を像担持体の径方向（回転中心方向）へ移動させることで、現像剤担持体の像担持体表面に対する当接、離隔の動作を行う構成が採用されている。

特開２００５−１４８３１９号公報

しかしながら上記従来例に係るロータリー方式の画像形成装置では、以下に示す問題を生じる。

従来例に係る画像形成装置では、現像装置支持体を像担持体の径方向へ移動させ、現像剤担持体の像担持体の表面に対する当接、及び像担持体の表面からの離隔の動作を行う構成であるので、現像装置支持体を移動させるためのスペースを設ける必要がある。

また、当接、離隔の動作に伴って現像装置支持体を像担持体の径方向へ移動させるための駆動手段として、カム等を設ける必要がある。

すなわち、従来例に係るロータリー方式の画像形成装置では、現像装置支持体ごと像担持体の径方向に移動させて、現像剤担持体を像担持体の表面に当接させ、または離隔させるためのスペース、駆動手段を設ける必要がある。よって、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが困難である。

この問題の解決策として、例えば現像剤担持体と像担持体の表面の当接、離隔の動作を、カム等の駆動手段を用いず、現像装置支持体の回転をそのまま利用して行うことが考えられる。

しかしながら現像装置支持体の回転を利用して現像剤担持体と像担持体の表面の当接、離隔動作を行った場合、当接、離隔動作の際に、現像剤担持体上に保持した現像剤が像担持体上にスジ状に付着して画像不良が引き起こされることがあった。

そこで本発明は上記現状に鑑みてなされたものであり、ロータリー方式を採用する画像形成装置において、良好な画像品質を得ることが可能であると共に、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、以下のような構成により達成される。

静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、
前記静電潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体を備える複数の現像装置と、
前記複数の現像装置を支持し、回転可能な現像装置支持体と、
を備える画像形成装置において、
前記現像剤担持体は、現像位置において前記像担持体と接触して回転しながら現像を行ない、
前記現像装置支持体は、前記現像装置支持体の回転により前記現像位置に存在する現像剤担持体を別の現像剤担持体に変更可能であり、
前記現像装置支持体の回転により、前記現像剤担持体と前記像担持体が当接又は離隔する際に、前記現像剤担持体と前記像担持体の周速度差は、現像位置における前記現像剤担持体と前記像担持体との周速差よりも大きくなり、
前記現像剤担持体と前記像担持体が当接又は離隔する時における、
前記現像剤担持体に印加されるバイアスの電位と、前記現像位置における前記像担持体の電位との電位差が、
前記静電潜像の現像する時における、
前記現像剤担持体に印加されるバイアスの電位と、現像位置における像担持体の非画像部の電位との電位差よりも大きくなるように制御を行う制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、
ロータリー方式を採用する画像形成装置において、良好な画像品質を得ることが可能であると共に、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

実施例１の画像形成装置の概略構成図 実施例１の現像装置の概略構成図 実施例１の現像装置のカップリング部材の概略構成図 実施例１の現像装置のカップリング部材の概略構成図 実施例１の現像装置のカップリング部材の概略構成図 実施例１のロータリー構成及びその周辺部材の構成図 バックコントラストとカブリ量の関係図 実施例１の現像当接・離隔時のタイミングチャート 実施例２の現像当接・離隔時のタイミングチャート 実施例３のロータリー構成及びその周辺部材の構成図 実施例３のロータリー構成及びその周辺部材の構成図 実施例３の現像当接・離隔時のタイミングチャート 現像装置に給電する画像形成装置本体の電気接点と、現像装置の電気接点との関係を示す図 制御装置と、制御装置の制御する電源等の相関関係を表すブロック図 実施例４の現像当接・離隔時のタイミングチャート

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対的配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を実施例に限定する趣旨のものではない。

図１〜図８を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。

＜画像形成装置の概略＞
図１に本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態では、画像形成装置として、ロータリー方式のカラーレーザープリンタ（電子写真方式）を用いている。

カラーレーザープリンタは、回転可能な感光体ドラム２（像担持体）を備えている。また、感光体ドラム２の周囲には、感光体ドラム２の表面を一様に帯電するための帯電ローラ３、感光体ドラム２の表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成するための露光器４、感光体ドラム２の表面をクリーニングするクリーニング装置６が設けられている。

また、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像する手段として、各現像剤の色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）ごとに現像装置１８ａ〜１８ｄが設けられている。

各々の現像装置１８ａ〜１８ｄは、感光体ドラム２の回転方向に対して順方向に回転可能な略円形のロータリー１０２（現像装置支持体）に一体に支持されている。ロータリー１０２は後に説明する駆動機構によって、各々の現像装置１８ａ〜１８ｄが感光体ドラム２に対向した現像位置にくるように回転可能に構成されている。

なお、各々の現像装置１８ａ〜１８ｄをロータリー１０２に対して着脱可能な構成としてもよい。そのような構成とすることで、現像装置ごとに現像剤の補給、メンテナンスを行うことが可能になり、ユーザーの利便性を向上させることができる。

また図１中の３００は、装置本体側に設けられている「駆動入力部材」であり、これが現像装置１８側に設けられているカップリング部材２００（後に説明）と係合することで、現像装置１８が有する現像ローラ１８２（現像剤担持体）を回転駆動させることができる。駆動入力部材３００、カップリング部材２００の係合については後述する。

帯電ローラ３に電圧を印加する、直流高圧電源９１、現像装置１８ａ〜１８ｄに電圧を印加する直流高圧電源９２が設けられている。直流高圧電源９１および９２のＯＮ／ＯＦＦや印加するバイアス電圧の大きさや時間的変化、さらにはロータリー１０２の動作を制御する制御手段としての、制御装置９が設けられている。

図１４に制御装置１０と制御装置１０が制御する帯電ローラ３に電圧を印加する、直流高圧電源９１、現像装置に電圧を印加する直流高圧電源９２、ロータリー１０２の駆動を制御するパルスモータの相関関係を表すブロック図を記す。ロータリー１０２は、不図示のパルスモーターにより回転する。ロータリ１０２は、回転により現像位置に存在する現像ローラを別の色の現像ローラに変更可能なように設けられている。

シート材Ｓ（記録紙）に画像を形成する際は、まず、感光体ドラム２を中間転写ベルト７の回転と同期させて図１の矢印方向（反時計回り）に回転させる。

そして、この感光体ドラム２の表面を帯電ローラ３によって均一に帯電すると共に、露光器４によって例えばイエロー画像の光照射（露光）を行い、感光体ドラム２の表面にイエロー画像に対応した静電潜像を形成する。

また静電潜像を形成する前に、ロータリー１０２を後述する駆動伝達機構により駆動し、イエローの現像装置１８ａを感光体ドラム２と対向する位置（現像位置）まで回転移動させておく。

この現像位置では、現像装置１８ａが有する回転可能な現像ローラ１８２ａ（現像剤担持体）に現像剤と同極性の電圧が印加されることで、感光体ドラム２上の静電潜像にイエロー現像剤を付着させ、静電潜像を現像剤像として現像することができる。

なお、現像装置１８に給電する画像形成装置本体の電気接点と、現像装置１８の電気接点は、図１３に示すように、現像装置１８が現像位置に到達する手前から現像位置通過後まで、導通がとれる構成となっている。この構成により、現像位置前後で幅を持って現像バイアス電圧が印加可能な構成となっている。

４００は、装置本体に設けられた現像ローラにバイアスを給電するための本体側電気接点であり、現像位置における現像ローラの対向位置に固定して設置されている。１８９ａ〜ｄはロータリー１０２の各現像装置設置位置毎に設けられた現像装置側電気接点であり、現像装置が装着されると、現像ローラの芯金と当接状態になり両者の相対位置関係は固定される。以下、現像ローラ１８２ａ〜ｄの芯金とロータリー１０２に設けられた接点１８９ａ〜ｄを一体のものとして、現像装置１８の接点と称する。

現像後、現像ローラ１８２ａはロータリー１０２の駆動により感光体ドラム２の表面から離隔する。そして感光体ドラム２の表面に形成された現像剤像は、中間転写ベルト７の内側に配置された１次転写ローラ８１に現像剤と逆極性の電圧が印加されることで中間転写ベルト７上に１次転写される。

このようにしてイエローの現像剤像の１次転写が終了すると、ロータリー１０２が再び回転し、イエローの現像装置からマゼンタ、シアン、そしてブラックの各色の現像装置（１８ｂ〜１８ｄ）に順次切り替えられる。

そして各々の現像装置１８が感光体ドラム２に対向する現像位置に位置決めされた後、イエローの場合と同様にして、マゼンタ、シアン、そしてブラックの各色について、現像、１次転写が順次行われる。その結果、中間転写ベルト７上には４色の現像剤像が重ね合わされて転写されることになる。

なお、中間転写ベルト７上に各色の現像剤像の１次転写が行われている間、２次転写ローラ８２は、中間転写ベルト７とは非接触状態にある。またこの時、中間転写ベルト７をクリーニングするクリーニングユニット１０も中間転写ベルト７とは非接触状態にある。

一方、シート材Ｓは、装置本体の下部に設けられた給送カセット５１に積載収納されており、給送ローラ５２によって給送カセット５１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対５３に給送される。

レジストローラ対５３は、給送されたシート材Ｓを中間転写ベルト７と２次転写ローラ８２とで形成されたニップ部に送り出す。ニップ部においては、２次転写ローラ８２と中間転写ベルト７が互いに圧接した状態にある（図１の状態）。

シート材Ｓ上に現像剤像を転写する２次転写を行う際は、まずニップ部にシート材Ｓが搬送され、その後２次転写ローラ８２に現像剤と逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト７上の現像剤像をシート材Ｓの表面に一括して２次転写することができる。

現像剤像が２次転写されたシート材Ｓは、その後定着器５４に送られる。そして定着器５４においてシート材Ｓが加熱、加圧され、現像剤像をシート材Ｓ上に定着することができる。その後、このシート材Ｓは定着器５４から装置本体外部の上カバー５５に設けられた排出部へ排出される。

＜現像装置の構成＞
図２を参照して本実施の形態における現像装置１８ａ〜１８ｄの構成について説明する。なお、本実施の形態における現像装置１８ａ〜１８ｄは全て同一の構成を有するので、各々の現像装置１８ａ〜１８ｄに関する説明は省略する。

本実施の形態では、接触現像方式を用いた現像装置１８を採用している。接触現像方式の現像装置１８は、現像剤担持体としての現像ローラ１８２、規制ブレード１８１、現像剤供給ローラ１８３、現像剤収容室１８４を備えている。

現像ローラ１８２は回転可能に構成されており、表面に現像剤を担持して回転しながら感光体ドラム２の表面に接触して、感光体ドラム２の表面に予め形成された静電潜像に現像剤を供給する。

本実施の形態では、現像ローラ１８２の回転方向は感光体ドラム２の回転方向に対して順方向であり、その周速は、感光体ドラム２の周速に対して１６０％に設定されているものとする。

また、本実施の形態では、現像ローラ１８２として、ＳＵＳの芯金の外周に基層としてのシリコンゴムを接着し、表層にウレタン樹脂をコートしたものを用いた。

また規制ブレード１８１には、ＳＵＳ材の薄板（厚み８０μｍ）を用い、規制ブレード１８１が現像ローラ１８２の回転方向に対してカウンター方向になるように設置した。このように規制ブレード１８１を設けることにより、現像ローラ１８２が回転することに伴って現像ローラ１８２上の現像剤のコート量を規制することができる。

また現像剤供給ローラ１８３には、芯金の外周にウレタンスポンジを巻いたものが用いられており、一旦現像剤供給ローラ１８３内に含まれた現像剤は、現像剤供給ローラ１８３と現像ローラ１８２との接触部で現像ローラ１８２の表面に供給される。

現像ローラ１８２と現像剤供給ローラ１８３は同方向に回転しており、すなわち両者の接触部ではそれぞれのローラの表面が逆方向に移動している。

また、後述する動作によって現像装置１８が現像位置に配置され、感光体ドラム２上に画像形成を行う時には、現像装置１８の各部材に所定の電圧が印加されるように構成されている。

例えば本実施の形態では、現像を行う際は、感光体ドラム２の電位が未露光部で−５００Ｖ、露光部で−１５０Ｖであり、現像ローラ１８２、規制ブレード１８１、現像剤供給ローラ１８３に約−３５０Ｖが印加されている。

このような電位設定とすることで、負極性の現像剤は未露光部に付着せず、静電気力によって露光部へ付着することになる。なお、本実施の形態では現像ローラ１８２、現像剤供給ローラ１８３、規制ブレード１８１を同電位としたが、これに限らず、各部材に電位差を設ける構成であってもよい。

＜現像剤担持体への駆動力伝達方法＞
以下、図３〜図５を参照して、本実施の形態における現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄへの駆動力の伝達方法について説明する。

本実施の形態においては、不図示の駆動源、駆動入力部材３００（装置本体側）、カップリング部材２００（現像装置側）、ギア１８５、１８６、現像ローラ１８２（及び現像剤供給ローラ）の経路で現像ローラ１８２に回転駆動力が伝達される構成である。以下、各々の部材ごとに説明する。

●ギア
図３は、現像装置１８における現像ローラ１８２の軸方向の側面を示す図である。図３に示すように、現像ローラ１８２の芯金の端部、及び現像剤供給ローラ１８３（図３では不図示）の芯金の端部には、それぞれギア１８５、１８６が設けられている。これらのギアは、互いのギアが噛み合うように配置されている。また、ギア１８５は、後述する駆動源から回転駆動力が伝達される駆動入力ギア１８７に係合している。
そして装置本体側に設けられた駆動入力部材３００から現像装置１８内に配置されたカップリング部材２００、駆動入力ギア１８７を通して、これらのギア１８５、１８６に回転駆動力が伝達される。

●駆動入力部材
次に図４を参照して、現像装置１８内に設けられたカップリング部材２００に係合する装置本体側の駆動入力部材３００について説明する。

図４に現像装置１８に設けられたカップリング部材２００と装置本体側に設けられた駆動入力部材３００との係合状態を示す。
図４（ａ）は現像装置側のカップリング部材２００と装置本体側の駆動入力部材３００が非係合である状態を示す図である。図４（ｂ）は、現像装置１８が現像位置に到達前に、カップリング部材２００と駆動入力部材３００とが係合している状態を示す図である。図４（ｃ）は、現像装置が現像位置にある状態で、カップリング部材２００と駆動入力部材３００とが係合している状態を示す図である。

本実施の形態における駆動入力部材３００は、図４（ａ）に示すように、駆動軸３０１と、駆動軸３０１の外周に駆動軸３０１に対して直角方向に挿入されたピン（突起部）３０２ａ、３０２ｂとを備えている。

そしてピン３０２ａ、３０２ｂがカップリング部材２００に係合することで、駆動入力部材３００からカップリング部材２００へ回転駆動力を伝達することができる。すなわち、ピン３０２ａ、３０２ｂは駆動入力部材３００における回転力付与部といえる。

一方、駆動軸３０１には不図示の駆動源から回転力が伝えられるように構成されている。本実施の形態では、駆動軸３０１は、現像装置１８が現像位置にある／ないに関係なく、画像形成が開始されると不図示の駆動源から回転力が与えられ、回転しつづけている。

●カップリング
現像装置１８側に設けられたカップリング部材２００は、主に３つの部分を有する。まず第１の部分は、被駆動部２０１である。被駆動部２０１は、図４（ｃ）に示すように、装置本体側の駆動軸３０１のピン３０２ａ、３０２ｂと係合する部材である。

そして被駆動部２０１に設けられた２箇所の爪部２０１ａ、２０１ｂが駆動軸３０１に設けられた回転力付与部である２本のピン３０２ａ、３０２ｂと係合することでピン３０２ａ、３０２ｂから回転駆動力を受けることが可能である。

第２の部分は、駆動部２０２である。駆動部２０２は、球状部分２０２ａと、現像装置１８内に係合して回転力を伝達するピン２０２ｂと、カップリング部材２００の傾斜を規制する傾斜角規制部材２０２ｃと、から構成されている。

この構成によると、ピン２０２ｂが現像装置１８に設けられた駆動入力ギア１８７（図４、回転力受け部、回転力被伝達部）と係合することで、回転駆動力を上述のギア１８５、１８６に伝達することができる。

また、傾斜角規制部材２０２ｃは現像装置１８側に設けられた規制溝に挿入されるものであって、傾斜角規制部材２０２ｃが規制溝に挿入されると、規制溝に沿ってカップリング部材２００の向きを規制することができる。

第３の部分は、被駆動部２０１と駆動部２０２とをつなぐ中間部２０３である。本実施の形態では、カップリング部材２００と駆動入力部材３００が係合する前にカップリング部材２００を予め係合前の角度位置（図４（ａ）の状態）に傾斜させる。

具体的には、図５のように中間部２０３に付勢バネ１８８を引っ掛けることでカップリング部材２００を傾斜させる構成である。

カップリング部材２００を予め傾斜させる方向は、ロータリー１０２を回転させたときにカップリング部材２００の先端（被駆動部２０１側の先端）が駆動軸３０１を迎えに行く方向である（図４（ａ）の状態）。

このように、カップリング部材２００を装置本体側の駆動軸３０１の方に傾斜させておくことで、現像装置１８が現像位置に到達するよりも先に、装置本体側の駆動入力部３００と現像装置１８側のカップリング部材２００とが係合することが可能となる。

本実施の形態では、現像位置を０°としたときに、ロータリー１０２の回転角度が７°手前の位置において、カップリング部材２００と駆動入力部材３００とが係合可能である（図４（ｂ））。なお、現像装置１８が現像位置にあるときには、駆動軸３０１とカップリング部材２００の中心は略同一直線上に存在する（図４（ｃ））。

＜現像装置支持体の構成＞
図６を参照して、本実施の形態におけるロータリー１０２（現像装置支持体）、及びその周辺部材の構成について説明を行う。

図６は現像装置１８ａに回転可能に支持された現像ローラ１８２ａが、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像を現像している状態を示している（当接状態）
回転可能に構成されている略円形のロータリー１０２は、その外周にギア歯が形成されており、ギア歯は駆動ギア１７２と嵌合している。すなわち、不図示の駆動源から駆動ギア１７２に駆動力が伝達されることで、ロータリー１０２が回転し、駆動ギア１７２が図６中Ａ方向に回転すればロータリー１０２は図６中Ｂ方向に回転し、駆動ギア１７２が停止すればロータリー１０２も停止する。

また駆動ギア１７２はシャフト１０７によって装置本体に支持されている。なお、不図示の駆動源が停止すれば駆動ギア１７２は停止し、駆動ギア１７２からは駆動源を駆動させることはできないものとする。

駆動ギア１７２のシャフト１０７とロータリー１０２の回転中心とは、アーム１０３によって連結されており、アーム１０３はシャフト１０７に回動自在に支持されている。また、一端を装置本体に固定されたアームバネ１０４によりアーム１０３は付勢され、それによりアーム１０３はシャフト１０７中心の回動力を受けている。

ロータリー１０２は、現像装置１８ａ〜１８ｄが有する現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄがロータリー１０２の略円周上（略外周上）にくるように、現像装置１８ａ〜１８ｄを一体に支持し、さらにアーム１０３に回転可能に支持されている。

また、ロータリー１０２の図中手前側には、ロータリー１０２と同心的に回転可能なディスク１０１が設けられている。ディスク１０１は、回転中心においてロータリー１０２に係合している。本実施の形態ではロータリー１０２とディスク１０１は別部材としてそれぞれ形成されているが、両者を一体に形成してもよい。

また、ディスク１０１の外周に接触するようにして、ディスク１０１の近傍には規制コロ１０５が設けられている。規制コロ１０５はディスクの外周に接触しつつ、装置本体に設置されたコロホルダ１０６に回転自在に支持されている。

また、規制コロ１０５の表層は弾性を有するゴム層であるので、これにより規制コロ１０５とディスク１０１の外周が接触する際の騒音を低減させることが可能になり、さらにはゴム層の高摩擦係数によってディスク１０１を確実に回転させることが可能になる。

なお、本実施の形態では規制コロ１０５はコロホルダ１０６に回転自在に支持されている構成であるが、規制コロ１０５の外周面の摺動性が良い場合は、規制コロ１０５が回転可能である必要は無く、さらにコロである必要も無い。すなわち、ディスク１０１の外周に接触しつつ、ディスク１０１の回転を確実に案内し、回転を妨げないような部材であればよい。

アームバネ１０４に付勢されたアーム１０３は、まずロータリー１０２を付勢し、現像ローラ１８２ａと感光体ドラム２との間に当接圧を与える。ディスク１０１と規制コロ１０５は、現像ローラ１８２ａと感光体ドラム２の間に好適な当接圧がかかるように形成されている。

このように本実施の形態は、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを順次感光体ドラム２の表面に当接、離隔させるにあたり、ロータリー１０２を回転させる動作のみで両者を当接、離隔可能に構成されている。

つまり本実施の形態では、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄの感光体ドラム２の表面に対する当接、離隔の動作は、感光体ドラム２の接線方向から行う構成となっている。

よって、例えばロータリー１０２ごと感光体ドラム２の径方向へ移動させるといった構成を必要としないので、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを当接させ、離隔させるためのスペースを新たに設ける必要がない。よって装置本体の小型化を達成することができる。

また、現像装置１８ａ〜１８ｄを切り替えるためにロータリー１０２を回転させることで現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄの当接、離隔の動作を行うことが出来るので、当接、離隔のための特別な構成、駆動源を設ける必要がない。よって製造コストの低減を達成することができる。

また、当接、離隔の動作と現像装置１８ａ〜１８ｄの切り替えの動作を同時に行うことができるので、高速で現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを順次感光体ドラム２へ当接、離隔させる事が出来る。

また本実施の形態では、ロータリー１０２の回転駆動を自由に制御できるように、ロータリー１０２の駆動源（不図示）にはパルスモーターを用いた。

＜感光体ドラムの表面に現像剤のスジが生じるメカニズム＞
しかしこのように現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄの感光体ドラム２の表面に対する当接、離隔の動作を、感光体ドラム２の接線方向から行う画像形成装置でプリント動作をすると、次のような問題が発生した。即ち、現像ローラ１８２が感光体ドラム２に当接または離隔する際に、現像ローラ１８２上の現像剤が感光体ドラム２の表面にスジ状に付着してしまうという問題（以下、当接・離隔カブリと称する）が発生した。

当接・離隔カブリが生じてしまうと、感光体ドラム２の表面にスジ状に付着した現像剤が中間転写ベルト７を汚し、２次転写ローラ８２に転移し、シート材Ｓの裏汚れ（画像不良）が生じてしまう。

本発明者は、当接・離隔カブリに対して、現像ローラ１８２が感光体ドラム２と当接または離隔する際に、現像ローラ１８２表面の移動速度が感光体ドラム２表面の移動速度を大きく上回ることが影響していることを見出した。

すなわち、当接・離隔カブリを防止するためには、感光体ドラム２表面に対する現像ローラ１８２表面の相対速度が大きくなるほど、感光体ドラム２の帯電後の表面電位と現像ローラ１８２の表面電位との差を大きく確保する必要があることを見出した。
当接・離隔の時の、感光体ドラム２の帯電後の表面電位と現像ローラ１８２の表面電位との差（第一の電位差）を、以下バックコントラストと称する。なお、感光体に潜像が形成されている現像時の場合は、感光体ドラム２の非画像部の電位と現像ローラ１８２の表面電位との電位差（第二の電位差）をバックコントラストと称する。

以下、実験結果を詳述する。

●現像当接・離隔時の感光体ドラム２表面と現像ローラ１８２表面の相対速度について
本実施形態の画像形成装置における、感光体ドラム２表面の移動速度は１００ｍｍ／ｓ、現像ローラ表面の移動速度は１６０ｍｍ／ｓ、ロータリー１０２表面の移動速度は２４０ｍｍ／ｓとなっている。
従って、感光体ドラム２表面に対する現像ローラ１８２表面の相対速度は、現像位置でロータリー１０２が停止している場合には６０ｍｍ／ｓ（＝１６０−１００ｍｍ／ｓ）となる。
一方、現像当接または現像離隔時は現像ローラ１８２が１６０ｍｍ／ｓで駆動しながら、ロータリー１０２が２４０ｍｍ／ｓで現像装置１８を現像位置まで搬送する。そのため、現像当接または現像離隔時の感光体ドラム２表面に対する現像ローラ１８２表面の相対速度は最大で３００ｍｍ／ｓ（１６０＋２４０−１００ｍｍ／ｓ）になる。したがって、現像位置（ロータリー停止時）の相対速度よりも大きな値となっている。

●感光体ドラム表面に対する現像ローラ表面の相対速度とカブリ量について
感光体ドラム２表面に対する現像ローラ１８２表面の相対速度と、当接・離隔カブリの相関を調査するために実験を行った。以下、詳細を説明する。

まず、実験装置について説明する。
実験には本実施形態の画像形成装置で用いたのと同様の帯電ローラ、感光体ドラム、クリーニング装置および現像装置を用いた。
実験装置として、上記の帯電ローラ、感光体ドラム、クリーニング装置および現像装置を本実施形態の画像形成装置に装着したときと同様の位置関係で装着可能で、かつ、感光体ドラムと現像ローラの駆動速度をそれぞれ独立に制御可能な空回転機を用意した。
そして、帯電ローラ、現像ローラ、規制ブレード、現像剤供給ローラそれぞれに所望のバイアス電圧を印加可能な高圧電源（トレックジャパン製、ＭＯＤＥＬ６１５−３）を用意した。ここで現像ローラと規制ブレード、現像剤供給ローラは本実施形態の画像形成装置と同様、常に同様のバイアス電圧が印加されるようになっている。

上記の実験装置を用いて実験を行った。実験は、画像形成装置内と同様、外光が感光体ドラムに照射しないよう、装置全体を遮光した状態で行った。

実験の手順は以下１〜５の通りである。
１．帯電ローラ、感光体ドラム、クリーニング装置、現像装置を上記の実験装置に装着する。その後、帯電ローラに感光体ドラムの表面電位が−５００Ｖとなるようなバイアス電圧を印加しながら、感光体ドラム表面の移動速度を５０ｍｍ／ｓ、現像ローラの表面の移動速度を１００ｍｍ／ｓに制御して空回転を行った。このとき、感光体ドラム表面に対する現像ローラ表面の相対速度は５０ｍｍ／ｓである。
２．次にこの状態で、現像ローラ表面電位が所定値となるよう、現像ローラ、規制ブレード、現像剤供給ローラにバイアス電圧を印加する。その後、感光体ドラムが少なくとも１周以上回転してから感光体ドラムと現像ローラの駆動を停止し、その後、帯電ローラと現像ローラ、規制ブレード、現像剤供給ローラに印加していたバイアス電圧をオフした。
３．このとき現像位置通過後の感光体ドラム上に付着している現像剤を無色透明のポリエステルテープで剥離した後、白色紙に貼り付け、ポリエステルテープ上の白色度を白色光度計（（有）東京電飾製、ＴＣ−６Ｄ）にて測定した。このとき測定した白色度と、別途測定した、何も付着していない状態のポリエステルテープを白色紙に貼り付けたときのポリエステルテープ上の白色度の差を算出し、これをカブリ量として定量化した。
４．１〜３の手順を、現像ローラ、規制ブレード、現像剤供給ローラに印加するバイアス電圧の大きさを変えながら数回行い、バックコントラストが３０Ｖ〜３７０Ｖの範囲で、バックコントラストとカブリ量の相関関係を検証した。
５．上記の現像駆動速度で検証した後、今度は現像ローラの表面移動速度を１００ｍｍ／ｓ、１５０ｍｍ／ｓに変えて同様の実験を行う。そして、バックコントラストとカブリ量の相関関係が、感光体ドラム表面に対する現像ローラ表面の相対速度によってどのように影響されるのかを検証した。

以下、実験結果について説明する。

図７は、上記の実験結果を示すグラフであり、横軸にバックコントラスト、縦軸にカブリ量を表している。丸印のプロットは感光体ドラム表面に対する現像ローラ表面の相対速度が５０ｍｍ／ｓの場合、三角のプロットは同相対速度が１００ｍｍ／ｓの場合、菱形のプロットは同相対速度が１５０ｍｍ／ｓの場合の実験結果を示している。

全ての現像駆動速度でバックコントラストを３０Ｖから大きくしていくとカブリ量が減少していく傾向が見られた。このとき、同一バックコントラストにおけるカブリ量は感光体ドラム表面に対する現像ローラ表面の相対速度が大きいほど多くなる傾向が見られた。これは、カブリ量を所定値以下に抑制するためには、感光体ドラム表面に対する現像ローラ表面の相対速度が大きいほど、広いバックコントラストを確保する必要があることを示唆している。

その後、バックコントラストをさらに広げていくと、再びカブリ量が増化していく傾向がみられたが、このときはカブリ量と、感光体ドラム表面に対する現像ローラ表面の相対速度との間に相関関係は見られなかった。

以上の実験結果より、当接・離隔カブリは、現像当接、離隔時に感光体ドラム表面に対して現像ローラの相対速度が上昇することが影響していることがわかった。そして、当接・離隔カブリを防止するためには、現像ローラ１８２が感光体ドラム２に当接または離隔する際に、バックコントラストを現像位置の値よりも大きくするのが有効であることが分かった。

＜当接・離隔カブリ防止シーケンス＞
次に、上記実験結果を踏まえ、当接・離隔カブリを防止するためのシーケンスについて説明する。

図８に本実施の形態の画像形成装置で現像当接、離隔を行うタイミングの一例を示す。図８は、現像装置１８ａ（イエロー）が現像位置で現像プロセスを行っている状態から、ロータリー１０２が図３矢印Ｂ方向に略１／４回転し、その後、現像装置１８ｂ（マゼンタ）が現像プロセスを終了するまでのシーケンスを表したタイミングチャートを示す。

現像プロセス中（〜ｓ１）の現像装置１８ａは現像位置にあり、現像ローラ１８２ａには現像バイアス電圧として−３５０Ｖ（Ｖｄｃ１）が印加されている。このとき帯電ローラ３には、感光体ドラム２の表面電位が−５００Ｖとなるよう−１０５０Ｖの帯電バイアス電圧が印加されている。このとき、バックコントラストは現像プロセスに好適な１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）となっている。

現像装置１８ａ（イエロー）の現像プロセス終了（ｓ１）後、制御装置９は現像バイアス電圧を−２００Ｖ（Ｖｄｃ２）に切り替え（ｓ２）、当接・離隔カブリを防止するため、現像プロセス中よりも大きなバックコントラストを確保する。このときバックコントラストは１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）から、３００Ｖ（Ｖｂａｃｋ２）に切り替わる。

その後、制御装置９はロータリー１０２の回転による現像装置１８ａの離隔動作を開始し（ｓ３）、現像ローラ１８２ａは感光体ドラム２から離隔する（ｓ４）。そして、現像バイアス電圧がＯＦＦ（ｓ５）されてから、画像形成装置本体と現像装置１８ａの電気接点が離隔する（ｓ６）。

その後、画像形成装置本体と現像装置１８ｂ（マゼンタ）の電気接点が当接し、導通状態になる（ｓ７）。そして、現像装置１８ｂに現像バイアス電圧として、当接・離隔カブリ防止に好適なバックコントラスト、３００Ｖ（Ｖｂａｃｋ２）を得られるよう、−２００Ｖ（Ｖｄｃ２）を印加する（ｓ８）。そして、現像ローラ１８２ｂと感光体ドラム２との当接（ｓ９）に備える。

ここで、現像バイアス電圧が印加された状態で画像形成装置本体と現像装置１８の電気接点が当接、または離隔すると、放電による電気的ノイズが発生することがある。電気的ノイズは画像形成装置の誤動作や、火花放電による電気接点の損傷を引き起こすおそれがあるため、電気接点の当接、離隔は現像バイアス電圧がＯＦＦの状態で行うようにしている。

その後、現像装置１８ｂが現像位置に到達し、現像ローラ１８２ｂが感光体ドラムに当接し終えたら（ｓ１０）、現像バイアス電圧を−２００Ｖ（Ｖｄｃ２）から、−３５０Ｖ（Ｖｄｃ１）に切り替え（ｓ１１）、現像装置１８ｂの現像プロセス開始に備える。このときバックコントラストは現像プロセスに好適な１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）となっている。

以上の動作を、現像装置１８ａ（イエロー）の現像当接時、現像装置１８ｂ（マゼンタ）〜１８ｃ（シアン）の切り替え時、現像装置１８ｃ（シアン）〜１８ｄ（ブラック）の切り替え時、現像装置１８ｄ（ブラック）の現像離隔時にも同様に適用する。このようにして画像形成を行ったところ、当接・離隔カブリが発生することは無く、シート材の裏汚れが発生することもなかった。

なお、ここでは現像当接、離隔を行うタイミングの一例として、現像プロセス中の動作を例に挙げて説明してきたが、当接・離隔カブリを防止する上記のシーケンスは、現像当接、離隔を行うその他全てのタイミングで適応可能である。

例えば、現像プロセス時のように、現像装置１８が感光体ドラム２と対向位置で一旦停止する場合以外に、現像装置１８が感光体ドラム２との対向位置で停止せずにそのまま通過する場合にも、本シーケンスを適応することができる。

本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。

本実施の形態の画像形成装置と実施例１の画像形成装置と異なるのは、当接・離隔カブリ防止のシーケンスのみである。画像形成装置の概略、現像装置の構成、現像剤担持体への駆動力伝達方法、現像装置支持体の構成、については実施例１と同様なのでここでは説明を割愛し、当接・離隔カブリ防止のシーケンスについてのみ説明する。

＜当接・離隔カブリ防止のシーケンス＞
図９に本実施の形態の画像形成装置で現像当接、離隔を行うタイミングの一例を示す。図９は、現像装置１８ａ（イエロー）が現像位置で現像プロセスを行っている状態から、ロータリー１０２が図３矢印Ｂ方向に略１／４回転し、その後、現像装置１８ｂ（マゼンタ）が現像プロセスを終了するまでのシーケンスを表したタイミングチャートである。

現像プロセス中（〜ｓ１）の現像装置１８ａは現像位置にあり、現像ローラ１８２ａには現像バイアス電圧として−３５０Ｖが印加されている。このとき帯電ローラ３には、感光体ドラム２の表面電位が−５００Ｖとなるよう−１０５０Ｖの帯電バイアス電圧（Ｖｐｒｉ１）が印加されている。このとき、バックコントラストは現像プロセスに好適な１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）となっている。

現像装置１８ａ（イエロー）の現像プロセス終了（ｓ１）後、制御装置９は感光体ドラム２の表面電位が−６５０Ｖになるよう、帯電バイアス電圧を−１２００Ｖ（Ｖｐｒｉ２）に切り替える（ｓ２）。これにより、当接・離隔カブリを防止するため、現像プロセス中よりも広いバックコントラストを確保することができる。このときバックコントラストは１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）から、３００Ｖ（Ｖｂａｃｋ２）に切り替わる。

その後、制御装置９はロータリー１０２の回転による現像装置１８ａの離隔動作を開始し（ｓ３）、現像ローラ１８２ａは感光体ドラム２から離隔する（ｓ４）。そして、現像バイアス電圧がＯＦＦ（ｓ５）されてから、画像形成装置本体と現像装置１８ａの電気接点が離隔する（ｓ６）。

その後、画像形成装置本体と現像装置１８ｂ（マゼンタ）の電気接点が当接し、導通状態になってから（ｓ７）、現像装置１８ｂに現像バイアス電圧として−３５０Ｖを印加し（ｓ８）、現像ローラ１８２ｂと感光体ドラム２との当接（ｓ９）に備える。この間、帯電バイアス電圧は、−１２００Ｖ（Ｖｐｒｉ１）が印加されたままの状態になっている。

その後、現像装置１８ｂが現像位置に到達し、現像ローラ１８２ｂが感光体ドラムに当接し終えたら（ｓ１０）、帯電バイアス電圧を−１２００Ｖ（Ｖｐｒｉ２）から、−１０５０Ｖ（Ｖｐｒｉ１）に切り替え（ｓ１１）、現像装置１８ｂの現像プロセス開始に備える。

このとき感光体ドラム２表面の電位は−６５０Ｖから−５００Ｖに切り替わり、バックコントラストは３００Ｖ（Ｖｂａｃｋ２）から現像プロセスに好適な１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）となっている。

以上の動作を、現像装置１８ａ（イエロー）の現像当接時、現像装置１８ｂ（マゼンタ）〜１８ｃ（シアン）の切り替え時、現像装置１８ｃ（シアン）〜１８ｄ（ブラック）の切り替え時、現像装置１８ｄ（ブラック）の現像離隔時にも同様に適用する。このようにして画像形成を行ったところ、当接・離隔カブリが発生することは無く、シート材の裏汚れが発生することもなかった。

なお、ここでは現像当接、離隔を行うタイミングの一例として、現像プロセス中のシーケンスを例に挙げて説明してきたが、当接・離隔カブリを防止する上記シーケンスは、現像当接、離隔を行うその他全てのタイミングで適応可能である。

例えば、現像プロセス時のように、現像装置１８が感光体ドラム２と対向位置で一旦停止する場合以外に、現像装置１８が感光体ドラム２との対向位置で停止せずにそのまま通過する場合にも、本動作を適応することができる。

また、本実施例では、現像当接・離隔カブリを防止するために、現像当接、離隔時に帯電バイアス電圧を変化させることによってバックコントラストを大きくするシーケンスとした。しかしながら、バックコントラストを大きくする手段は別の手段でもよく、その手段を帯電バイアス電圧の変化に限定するものではない。

本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。

本実施の形態の画像形成装置と実施例１の画像形成装置と異なるのは、現像装置支持体の構成、当接・離隔カブリ防止のシーケンスの２点である。本実施例では、現像装置支持体の構成が実施例１，２と異なり、現像装置の当接、離隔の一方は、感光体ドラム２に対して接線方向に、もう一方は略法線方向にロータリ１０２が移動する。画像形成装置の概略、現像装置の構成、現像剤担持体への駆動力伝達方法、については実施例１と同様なのでここでは説明を割愛する。

＜現像装置支持体の構成＞
図１０、１１を参照して、本実施の形態におけるロータリー１０２（現像装置支持体）、及びその周辺部材の構成について説明を行う。

図１０は現像装置１８ａに回転可能に支持された現像ローラ１８２ａが、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像を現像している状態を示している（当接状態）。図１１はロータリー１０２の回転によって現像装置が１８ａから１８ｂに切り替えられる途中の状態を示している。

回転可能に構成されている略円形のロータリー１０２は、その外周にギア歯が形成されており、ギア歯は駆動ギア１７２と嵌合している。すなわち、不図示の駆動源から駆動ギア１７２に駆動力が伝達されることで、ロータリー１０２が回転し、駆動ギア１７２が図１０中Ａ方向に回転すればロータリー１０２は図１０中Ｂ方向に回転し、駆動ギア１７２が停止すればロータリー１０２も停止する。

また駆動ギア１７２はシャフト１０７によって装置本体に支持されている。なお、不図示の駆動源が停止すれば駆動ギア１７２は停止し、駆動ギア１７２からは駆動源を駆動させることはできないものとする。

駆動ギア１７２のシャフト１０７とロータリー１０２の回転中心とは、アーム１０３によって連結されており、アーム１０３はシャフト１０７に回動自在に支持されている。また、一端を装置本体に固定されたアームバネ１０４によりアーム１０３は付勢され、それによりアーム１０３はシャフト１０７中心の回動力を受けている。

ロータリー１０２は、現像装置１８ａ〜１８ｄが有する現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄがロータリー１０２の略円周上（略外周上）にくるように、現像装置１８ａ〜１８ｄを一体に支持し、さらにアーム１０３に回転可能に支持されている。

また、ロータリー１０２の図中手前側には、ロータリー１０２と同心的に回転可能なディスク１０１が設けられている。ディスク１０１はその外周において略等間隔に配置された同形状の凹部１０１ａ〜１０１ｄを有しており、回転中心においてロータリー１０２に係合している。

すなわちディスク１０１とロータリー１０２は常に同期して動くように構成されている。本実施の形態ではロータリー１０２とディスク１０１は別部材としてそれぞれ形成されているが、両者を一体に形成してもよい。

また、ディスク１０１の外周に接触するようにして、ディスク１０１の近傍には規制コロ１０５が設けられている。規制コロ１０５はディスク１０１の外周に接触しつつ、装置本体に設置されたコロホルダ１０６に回転自在に支持されている。

また、規制コロ１０５の表層は弾性を有するゴム層であるので、これにより規制コロ１０５とディスク１０１の外周が接触する際の騒音を低減させることが可能になり、さらにはゴム層の高摩擦係数によってディスク１０１を確実に回転させることが可能になる。

なお、本実施の形態では規制コロ１０５はコロホルダ１０６に回転自在に支持されている構成であるが、規制コロ１０５の外周面の摺動性が良い場合は、規制コロ１０５が回転可能である必要は無く、さらにコロである必要も無い。すなわち、ディスク１０１の外周に接触しつつ、ディスク１０１の回転を確実に案内し、回転を妨げないような部材であればよい。

図１０において、規制コロ１０５はディスク１０１に設けられた凹部１０１ａ（〜１０１ｄ）近傍にあり、ディスク１０１の外周には、規制コロ１０５とディスク１０１が当接しないように凹部１０１ａ（〜１０１ｄ）が配置されている。

よって、アームバネ１０４に付勢されたアーム１０３は、まずロータリー１０２を付勢し、この付勢力は結局、現像ローラ１８２ａ（〜１８２ｄ）と感光体ドラム２との当接圧となる。

上述したように、図３では、アームバネ１０４の付勢によって現像ローラ１８２ａが感光体ドラム２の表面に好適な当接圧で当接する構成であるが、ロータリー１０２が回転すると現像ローラ１８２ａと感光体ドラム２との当接状態は解除される（図１１の状態）。

すなわち、現像を行う間はロータリー１０２は停止しているが、現像が終わるとロータリー１０２が再び回転して現像ローラ１８２ａが感光体ドラム２の表面から離隔することになる。

そして現像ローラ１８２ａが感光体ドラム２の表面から離隔したときに、ディスク１０１が規制コロ１０５に接触する。

ディスク１０１の凹部１０１ａ〜１０１ｄを除く外周は、規制コロ１０５と当接する際には現像装置１８ａ〜１８ｄが感光体ドラム２と接触しないように形成されている。よって、感光体ドラム２に何ら影響を及ぼすこと無く、現像装置１８ａ〜１８ｄを順次現像位置に移動させる事が出来る。そして、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを感光体ドラム２の表面に順次当接させることが可能になる。

具体的には、現像装置１８ｂ（〜１８ｄ）を現像位置に移動させると、不図示のコントローラが駆動ギア１７２への駆動力を絶ち、また、ディスク１０１の凹部１０１ｂ（〜１０１ｄ）が規制コロ１０５近傍に来る。よって、現像ローラ１８２ｂ（〜１８２ｄ）と感光体ドラム２を所定圧で当接させる事ができる。このようにして現像装置１８ａ〜１８ｄによって静電潜像の現像を順次行う。

このように本実施の形態は、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを順次感光体ドラム２の表面に順次当接、離隔させるにあたり、ロータリー１０２を回転させる動作のみで両者を当接、離隔可能に構成されている。

つまり本実施の形態では、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄの感光体ドラム２の表面に対する当接、離隔の動作を、感光体ドラム２の接線方向からだけではなく、略法線方向から行うことが可能となっている。ここで、当接・離隔する時に、ドラム２表面に対する現像ローラ１８２の相対速度の接線方向成分小さい方を、接線方向から当接・離隔するものと称する。接線方向から当接・離隔するものに比較して、ドラム２表面に対する現像ローラ１８２の相対速度の接線方向成分が大きい方を略法線方向から当接・離隔するものと称する。

そのため、本実施例の画像形成装置における現像当接、離隔時の感光体ドラム２表面に対する現像ローラ１８２の相対速度の接線方向成分は、実施例１および２に記載の画像形成装置よりも小さくなる。

但し、本実施例の画像形成装置において現像離隔動作は反重力方向に行うことになる。そこで、ロータリーの駆動トルクを極力低減するために、ディスク１０１の凹部１０１ａ〜１０１ｄの形状は、当接時よりも離隔時に緩やかな弧を描く形状となっている。そのため、現像離隔時のドラム２表面に対する現像ローラ１８２の相対速度の接線方向成分は、現像当接時よりも大きくなっている。

＜当接・離隔カブリ防止のシーケンス＞
次に、本実施例における当接・離隔カブリを防止するためのシーケンスについて説明する。

図１２に本実施の形態の画像形成装置で現像当接、離隔を行うタイミングの一例を示す。図１２は、現像装置１８ａ（イエロー）が現像位置で現像プロセスを行っている状態から、ロータリー１０２が図３矢印Ｂ方向に略１／４回転し、その後、現像装置１８ｂ（マゼンタ）が現像プロセスを終了するまでのシーケンスを表したタイミングチャートである。

現像プロセス中（〜ｓ２）の現像装置１８ａは現像位置にあり、現像ローラ１８２ａには現像バイアス電圧として−３５０Ｖ（Ｖｄｃ１）が印加されている。このとき帯電ローラ３には、感光体ドラム２の表面電位が−５００Ｖとなるよう−１０５０Ｖの帯電バイアス電圧が印加されている。このとき、バックコントラストは現像プロセスに好適な１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）となっている。

現像装置１８ａ（イエロー）の画像領域の現像プロセス終了（ｓ１）後、現像ローラ１８２ａが紙後端余白部を通過している最中に、制御装置９は現像バイアス電圧を−２００Ｖ（Ｖｄｃ２）に切り替える（ｓ２）。これにより、当接・離隔カブリを防止するために、画像領域の現像プロセス中よりも大きなバックコントラストを確保することができる。このときバックコントラストは１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）から、３００Ｖ（Ｖｂａｃｋ２）に切り替わる。

このように、現像ローラ１８２が紙後端余白部を通過している最中に現像バイアス電圧を切り替えることで、より早く当接・離隔カブリ防止のためのバックコントラストに切り替えることができる。そのため、次のロータリー１０２の回転開始タイミングを早めることができる。

その後、制御装置９はロータリー１０２の回転による現像装置１８ａの離隔動作を開始し（ｓ３）、現像ローラ１８２ａは感光体ドラム２から離隔する（ｓ４）。そして、現像バイアス電圧がＯＦＦ（ｓ５）されてから、画像形成装置本体と現像装置１８ａの電気接点が離隔する（ｓ６）。

その後、画像形成装置本体と現像装置１８ｂ（マゼンタ）の電気接点が当接し、導通状態になってから（ｓ７）、現像装置１８ｂに現像バイアス電圧として、−３５０（Ｖｄｃ１）を印加し（ｓ８）、現像ローラ１８２ｂと感光体ドラム２との当接（ｓ９）に備える。

本実施形態の画像形成装置では、現像当接時は現像ローラ１８２は、感光体ドラム２に略法線方向から当接するため、感光体ドラム２表面の移動速度に対する現像ローラ１８２の相対速度は、現像プロセス中と略同値となる。そのため、現像当接時は現像バイアス電圧ＯＦＦの状態から、当接・離隔カブリを防止するための現像バイアス電圧（Ｖｄｃ２）を経ることなく、現像プロセスに好適な値（Ｖｄｃ１）を印加している。

その後、現像装置１８ｂは現像位置に到達し、現像プロセス開始に備える。

以上の動作を、現像装置１８ａ（イエロー）の現像当接時、現像装置１８ｂ（マゼンタ）〜１８ｃ（シアン）の切り替え時、現像装置１８ｃ（シアン）〜１８ｄ（ブラック）の切り替え時、現像装置１８ｄ（ブラック）の現像離隔時にも同様に適用する。このようにして画像形成を行ったところ、当接・離隔カブリが発生することは無く、シート材の裏汚れが発生することもなかった。

なお、ここでは現像当接、離隔を行うタイミングの一例として、現像プロセス中の動作を例に挙げて説明してきたが、当接・離隔カブリを防止する上記動作は、現像当接、離隔を行うその他全てのタイミングで適応可能である。

但し、現像装置１８が感光体ドラム２との対向位置で停止せずにそのまま通過する場合は、現像当接と離隔がほぼ同時に行われるため、現像当接の場合だけ本動作を適応しないことは困難である。したがって、この場合は、現像装置が現像位置を通過する間はバックコントラストを大きくしておく必要がある。

当接・離隔時に、略法線方向からロータリ１０２が移動（第一の移動）してきた場合のバックコントラスト（第三の電位差）と、接線方向からロータリ１０２が移動（第二の移動）してきた場合のバックコントラスト（第四の電位差）とで異ならせている。即ち、現像当接（又は離隔）時に、現像離隔（又は当接時）よりも感光体ドラム表面に対して現像ローラの相対速度が大きくなる場合は、バックコントラストを大きくする。なお、本実施例では、ロータリ１０２の回転方向と、現像ローラの回転方向が同方向であるため、接線方向にロータリ１０２が移動する場合は、感光体ドラム表面に対する現像ローラの相対速度が大きくなる。一方、ロータリ１０２の回転方向と、現像ローラの回転方向が逆方向である場合は、ロータリ１０２が接線方向に移動することにより、感光体ドラム表面に対する現像ローラの相対速度は小さくなる。このような場合においても、感光体ドラム表面に対して現像ローラの相対速度が大きくなる場合は、バックコントラストを大きくする。

このようにすることで、当接・離隔時のバックコントラストを最適化することができる。

なお、本実施例では、ロータリー１０２が略法線方向から当接し、接線方向に離間していく例で説明した。逆に、ロータリー１０２が接線方向から当接し、略法線方向に離間していく場合にも、本発明を適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、
ロータリー方式を採用する画像形成装置において、良好な画像品質を得ることが可能であると共に、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。

図１５にロータリーの移動速度の変動（立ち上がり又は立ち下がり）に応じて、バックコントラストを徐々に変更する場合のタイミングの一例を示す。

本実施例の画像形成装置が実施例１の画像形成装置と異なるのは、ロータリー１０２の移動速度が目標速度である２４０ｍｍ／ｓに立ち上がるまでに時間を要することと、当接・離隔カブリのシーケンスが異なることの２点である。

図１５は、現像装置１８ａ（イエロー）が現像位置で現像プロセスを行っている状態から、ロータリー１０２が図３矢印Ｂ方向に略１／４回転し、その後、現像装置１８ｂ（マゼンタ）が現像プロセスを終了するまでのシーケンスを表したタイミングチャートである。

現像プロセス中（〜ｓ１）の現像装置１８ａは現像位置にあり、現像ローラ１８２ａには現像バイアス電圧として―３５０Ｖ（Ｖｄｃ１）が印加されている。このとき帯電ローラ３には、感光体ドラム２の表面電位が―５００Ｖとなるよう―１０５０Ｖの帯電バイアス電圧（Ｖｐｒｉ）が印加されている。このとき、バックコントラストは現像プロセスに好適な１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ１）となっている。

現像装置１８ａ（イエロー）の現像プロセス終了（ｓ１）後、制御装置９は次色（マゼンタ）の現像装置１８ｂを現像位置に移動させるためにロータリー１０２の駆動を開始する。ロータリー１０２の駆動開始と同時に現像バイアス電圧を−３５０Ｖ（Ｖｄｃ１）から−２００Ｖ（Ｖｄｃ２）に向けて切り替え始める。

ただし本実施形態の画像形成装置においてロータリー１０２の駆動速度が目標速度２４０ｍｍ／ｓに達するのは現像離隔が完了（ｓ３）した後（ｓ４）である。そのため、現像離隔の最中（ｓ２）〜（ｓ３）のロータリー駆動速度は２４０ｍｍ／ｓに達する過程のいずれかの速度となっている。

そのため、離隔カブリを防止するために最適なバックコントラストは現像離隔開始から終了までの間に逐次変化していくことになる。具体的にはロータリー１０２の移動速度が２４０ｍｍ／ｓに達するまでに感光体ドラム２に対する現像ローラ１８２表面の相対速度は６０ｍｍ／ｓから３００ｍｍ／ｓの間で変化する。

即ち、ロータリー１０２の移動速度が加速している間は、離隔カブリを防止するためにバックコントラストを徐々に広げていくのが好ましい。

本実施形態の画像形成装置ではロータリー１０２の加速中、常に離隔カブリに最適なバックコントラストが保持できるよう、ロータリー１０２の加速に連動して現像バイアス電圧を−３５０Ｖから−２００Ｖに向けて徐々に変化させる。

次に制御装置９はロータリー１０２が目標速度である２４０ｍｍ／ｓに達すると同時に現像バイアス電圧をＯＦＦする（ｓ４）。ロータリー１０２の移動はその後継続し、画像形成装置本体と現像装置１８ａの電気接点は離隔する（ｓ５）。

その後、画像形成装置本体と現像装置１８ｂ（マゼンタ）の電気接点が当接し、導通状態になる（ｓ６）。そして制御装置９は、ロータリー１０２の移動速度を２４０ｍｍ／ｓから停止に向け減速し始める（ｓ７）。

現像装置１８ｂ（マゼンタ）の現像当接動作（Ｓ８）〜（ｓ９）は、ロータリー１０２の減速中になされる。この間、感光体ドラム２に対する現像ローラ１８２表面の相対速度３００ｍｍ／ｓから６０ｍｍ／ｓに向け徐々に小さくなっていくため、当接カブリに最適なバックコントラストも徐々に小さくなっていく。

従ってロータリー１０２が減速している間、常に当接カブリを防止するためにはバックコントラストを徐々に狭くしていくのが好ましい。

そのため制御装置９はロータリー１０２の移動開始と同時に現像バイアス電圧をまず０Ｖから−２００Ｖ（Ｖｄｃ２）に立ち上げる（ｓ７）。その後ロータリー１０２の減速に連動して−２００Ｖ（Ｖｄｃ２）から−３５０（Ｖｄｃ１）に向け徐々に変化させる（ｓ７）〜（ｓ１０）。

このときバックコントラストはまず現像離隔状態から１５０Ｖになり（ｓ７）、その後３００Ｖ（Ｖｂａｃｋ２）から１５０Ｖ（Ｖｂａｃｋ２）に向け徐々に変化する（ｓ７）〜（ｓ１０）。

ロータリー１０２の駆動が停止し、現像バイアス電圧が画像形成に最適な−３５０Ｖ（Ｖｄｃ１）に達すると（ｓ１０）、制御装置９は現像装置１８ｂの現像プロセスを開始する。

以上の動作を現像装置１８ａ（イエロー）の現像当接時、現像装置１８ｂ（マゼンタ）〜１８ｃ（シアン）の切り替え時、現像装置１８ｃ（シアン）〜１８ｄ（ブラック）の切り替え時、現像装置１８ｄ（ブラック）の現像離隔時にも同様に適用する。このようにして画像形成を行ったところ、当接・離隔カブリが発生することは無く、シート材の裏汚れが発生することもなかった。

なお、ここでは現像当接・離隔を行うタイミングの一例として、現像プロセス中のシーケンスを例に挙げて説明してきたが、当接・離隔カブリを防止する上記シーケンスは、現像当接・離隔を行うその他全てのタイミングで適応可能である。

実施例１〜４では、現像当接・離隔カブリを防止するために、現像バイアス電圧、或いは帯電バイアス電圧のいずれか片方を変えることによって、バックコントラストを大きくする例を述べた。しかしながらこれに限られるものではなく、現像バイアス電圧と帯電バイアス電圧の両方を変えることによりバックコントラストを広げてもよい。

また、当接・離隔カブリを防止するためには、現像当接、離隔時のバックコントラストを現像プロセス時の値よりも広くすることが肝要である。従って、本実施例中の帯電バイアス電圧、感光体ドラムの表面電位、現像バイアス電圧の値はその相関関係を保っていれば良く、実施例中の値に限定するものではない。

また、実施例１〜４の画像形成装置では、ロータリー１０２の移動速度は２４０ｍｍ／ｓの一種類のみとしたが、ロータリー１０２の移動速度は複数あっても良い。ロータリー１０２の移動速度を複数有する画像形成装置の場合、当接・離隔カブリを防止するために最適なバックコントラストはそれぞれの移動速度で異なるため、移動速度毎に別々のバックコントラストに制御する構成としてもよい。

一例としてロータリー１０２の移動速度として２４０ｍｍ／ｓと１２０ｍｍ／ｓの２種類を有する画像形成装置の場合について述べる。

ロータリー１０２の移動速度が１２０ｍｍ／ｓの時は２４０ｍｍ／ｓの時に比べて感光体ドラム２に対する現像ローラ１８２表面の相対速度が１２０ｍｍ／ｓ分小さくなるため、当接離隔カブリに最適なバックコントラストも小さくなる。

そのため、ロータリー１０２の移動速度が１２０ｍｍ／ｓの時のバックコントラストを２４０ｍｍ／ｓの時よりも小さくなるよう制御する。

例えばロータリー１０２の移動速度が２４０ｍｍ／ｓの時のバックコントラストを３００Ｖ、１２０ｍｍ／ｓの時のバックコントラストを３００Ｖよりも小さくし２００Ｖとする等が考えられる。

また、実施例１〜３では、現像剤を負帯電する所謂反転現像の場合の例を述べたが、現像剤を正帯電する所謂正規現像の場合、現像ローラ表面の電位と、露光後電位の差がバックコントラストとなる。

２ 感光体ドラム（像担持体）
７ 中間転写ベルト
１８ 現像装置
１０１ カム
１０２ ロータリー（現像装置支持体）
１０３ アーム
１０４ アームバネ
１０５ 規制コロ
１８２ 現像ローラ（現像剤担持体）
１８７ 駆動入力ギア
２００ カップリング部材（現像装置側）
２０１ 爪部
３００ 駆動入力部材（装置本体側）
３０１ 駆動軸
３０２ ピン（突起部）

Claims (8)

1. 静電潜像を担持するための回転可能な像担持体と、
   前記静電潜像を現像する現像剤を担持するための現像剤担持体を備える複数の現像装置と、
   前記複数の現像装置を支持し、回転可能な現像装置支持体と、
   を備える画像形成装置において、
   前記現像剤担持体は、現像位置において現像剤を介して前記像担持体と接触して回転しながら現像を行ない、
   前記現像装置支持体は、前記現像装置支持体の回転により前記現像位置に存在する現像剤担持体を別の現像剤担持体に変更可能であり、
   前記現像剤担持体と前記像担持体が当接又は離隔する時の、前記現像装置支持体の移動について、第一の移動と、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の相対速度の接線方向の成分が前記第一の移動よりも大きい第二の移動とがあり、
   前記現像剤担持体と前記像担持体が当接又は離隔する時の一方が前記第一の移動で、もう一方が前記第二の移動であり、
   前記第一の移動の時の、前記現像剤担持体に印加されるバイアスの電位と、前記現像位置における前記像担持体の電位との電位差である第三の電位差が、
   前記第二の移動の時の、前記現像剤担持体に印加されるバイアスの電位と、前記現像位置における前記像担持体の電位との電位差である第四の電位差とが異なるように制御を行う制御手段を備え、
   前記第二の移動の時の方が前記第一の移動の時よりも、前記像担持体に対する現像剤担持体の相対速度は大きくなり、
   前記第四の電位差は、前記第三の電位差よりも大きくなることを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像を担持するための回転可能な像担持体と、
   前記静電潜像を現像する現像剤を担持するための現像剤担持体を備える複数の現像装置と、
   前記複数の現像装置を支持し、回転可能な現像装置支持体と、
   を備える画像形成装置において、
   前記現像剤担持体は、現像位置において現像剤を介して前記像担持体と接触して回転しながら現像を行ない、
   前記現像装置支持体は、前記現像装置支持体の回転により前記現像位置に存在する現像剤担持体を別の現像剤担持体に変更可能であり、
   前記現像剤担持体と前記像担持体が当接又は離隔する時の、前記現像装置支持体の移動について、第一の移動と、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の相対速度の接線方向の成分が前記第一の移動よりも大きい第二の移動とがあり、
   前記現像剤担持体と前記像担持体が当接又は離隔する時の一方が前記第一の移動で、もう一方が前記第二の移動であり、
   前記第一の移動の時の、前記現像剤担持体に印加されるバイアスの電位と、前記現像位置における前記像担持体の電位との電位差である第三の電位差が、
   前記第二の移動の時の、前記現像剤担持体に印加されるバイアスの電位と、前記現像位置における前記像担持体の電位との電位差である第四の電位差とが異なるように制御を行う制御手段を備え、
   前記第二の移動の時の方が前記第一の移動の時よりも、前記像担持体に対する現像剤担持体の相対速度は小さくなり、
   前記第四の電位差は、前記第三の電位差よりも小さくなることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、第三の電位差と第四の電位差とが異なるように、
   前記現像剤担持体に印加されるバイアスを変更することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体を帯電するための帯電手段を備え、前記制御手段は、第三の電位差と第四の電位差とが異なるように、
   前記帯電手段に印加されるバイアスを変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、
   現像剤担持体にバイアスを印加するための現像装置側電気接点と本体側電気接点と離れる時に、現像バイアスをオフにすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記静電潜像の現像する時における、
   前記現像剤担持体に印加されるバイアスの電位と、現像位置における像担持体の非画像部の電位との電位差である第二の電位差として、
   記録紙の後端余白に対応する前記像担持体の領域が前記現像位置を通過する時に、前記制御手段は、前記第二の電位差と第三の電位差又は第四の電位差とを切り替えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記第三の電位差又は前記第四の電位差を、前記現像装置支持体の移動速度の変動に応じて徐々に変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像装置支持体が複数の移動速度を有する場合、
   前記制御手段は、移動速度に応じて前記第三の電位差又は前記第四の電位差を変更するように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。

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