(57)【要約】【課題】  現像状態にある現像手段を画像担持体に対して高精度に位置決めする。【解決手段】  感光体ドラム１０１は側板１７０に支持され、ドラム上流側現像ローラ１１１を含むＣ色現像ユニット１１０と下流側現像ローラ１２１を含むＭ色現像ユニット１２０は支持手段１１５、１２５によりドラムに対して近接・離間方向に移動可能に支持され、付勢手段１１７、１２７により近接方向に付勢される。各現像ローラには回転可能なころ部材１１２、１２２が設けられ、カム部材１０４のカム面１０４ａに当接して上記付勢力により各現像ユニットの移動が制限される。カム部材１０４が回動し、ころ部材１１２、１２２が当接するカム面１０４ａまでの距離が変化することにより、ドラム−現像ローラ間距離（現像ギャップ）が変化する。図２（ａ）において現像ローラ１１１はドラムに対し規定の現像ギャップでドラムに接触し、現像ローラ１２１は非接触状態となっている。【選択図】  図２
2006251255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する画像担持体上に形成された潜像を任意の色にそれぞれ可視像化する第１及び第２の現像手段が前記画像担持体に対向して配置され、前記各現像手段を切り替えて使用することにより前記潜像をそれぞれの色に可視像化し、各可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、該転写像をさらに記録材に転写することにより記録画像を得る画像形成装置において、
前記第１及び第２の現像手段をそれぞれ前記画像担持体に対して近接・離間する方向に移動可能にかつ前記画像担持体の回転軸と平行な回転軸で回転可能に支持する支持手段と、
前記第１及び第２の現像手段を前記近接又は離間する方向に付勢することにより前記各現像手段の移動を規制する付勢手段と、
前記画像担持体の回転軸と平行な他の回転軸に設けられ、カム面を前記第１及び第２の現像手段に当接しながら回動することにより、前記一方の現像手段を前記画像担持体に近接させて現像状態とし、前記他方の現像手段を前記画像担持体から離間させて非現像状態とするカム手段と、
前記第１及び第２の現像手段をそれぞれ回転駆動する駆動手段と、
前記第１及び第２の現像手段の各回転軸と前記駆動手段の各回転軸とをそれぞれ連結して前記駆動手段の回転駆動力を前記各現像手段に伝達する駆動力伝達手段とを設け、
前記駆動力伝達手段は、前記各現像手段の回転軸が、前記現像状態となる回転位置と非現像状態となる回転位置との間で回転可能となるように前記駆動手段と現像手段とを連結することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動力伝達手段は、前記第１及び第２の現像手段と前記駆動手段の間に中間部材を有し、該中間部材は、前記各現像手段および駆動手段の各回転軸に対して垂直な２つの回動軸を中心に回動可能に前記現像手段および駆動手段に支持されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動力伝達手段は、前記第１及び第２の現像手段と前記駆動手段との間に中間部材を有し、該中間部材は、前記各現像手段に対してその回転軸と垂直な一方向に摺動可能に支持されるとともに、前記駆動手段に対してその回転軸と垂直かつ前記一方向と異なる方向に摺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の現像手段が現像状態となるとき、その回転軸と前記駆動手段の回転軸とが略同軸上にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記カム手段の回転軸を、前記画像担持体の回転軸と同軸上に設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記カム手段は、前記一方の現像手段を現像状態とし、かつ前記他方の現像手段を非現像状態となる回転位置以外に、両方の現像手段を非現像状態とする回転位置に各現像手段と画像担持体との間隔を変更するカム面を有することを特徴とする請求項または５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記カム手段は、前記第１の現像手段を現像状態とし、かつ前記第２の現像手段を非現像状態とする第１のカム面と、前記第２の現像手段を現像状態とし、かつ前記第１の現像手を非現像状態とする第２のカム面との間に、前記第１及び第２の現像手段を非現像状態とする第３のカム面を有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記カム手段は、前記第１の現像手段を現像状態とし、かつ前記第２の現像手段を非現像状態とする第１のカム面と、前記第１及び第２の現像手段を非現像状態とする第３のカム面との間に、前記第２の現像手段を現像状態とし、かつ前記第１の現像手を非現像状態とする第２のカム面を有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記支持手段は、前記各現像手段を前記画像担持体の回転軸と平行な軸を中心に回転可能に支持する軸受部材を支持することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記付勢手段により前記各現像手段が前記画像担持体に近接する方向へ移動するのを規制するために、前記各現像手段を前記画像担持体の回転軸と平行な軸を中心に回転可能に支持する支持の軸受手段が前記カム手段のカム面に当接することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記付勢手段は、前記各現像手段を前記画像担持体回転軸と平行な軸を中心に回転可能に支持する軸受部材を付勢することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に異なる色の現像剤が収容される複数の現像器を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中間転写体上に形成した複数色画像を記録材に転写・出力する画像形成装置として、画像担持体の回りに潜像形成手段と複数の現像手段を配置した画像形成ユニットを複数設け、それぞれの画像形成ユニットで形成した可視像を、順次に単一の中間転写体上に重ね転写することにより複数色画像を得る装置が提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
４色のフルカラー画像を形成する場合、単一の画像担持体、中間転写体を用いる方式においては、画像担持体の周りに４つの現像手段を配置する必要があり、かつ、中間転写体を４回転する必要があるのに対し、この方式の画像形成装置においては、画像担持体の周りに配置する現像手段が２つであり、中間転写体２回転でのフルカラー画像形成が可能であるため、画像担持体の小径化および高速化が可能である。この方式の基本動作については、例えば特許文献１の［００１６］〜［００３１］に詳細が述べられている。
【０００４】
また、２つの現像ローラを、感光体ドラムの回転軸と平行な軸を中心に回転可能に現像ユニットに配設し、現像ユニットを感光体ドラムの回転軸と略平行な回動軸を中心に回動可能に画像形成ユニットに支持させ、現像ユニットを画像形成ユニットに対して所定の回動角だけ回動して、２つの現像ローラのうちの一方の現像ローラと感光体ドラムとの間隔を現像状態の位置に切り替える現像機能切替手段を有する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
これらの特許文献１〜３においては、現像ユニットの回動により、感光体と現像ローラの間隔（現像ギャップ）を切り替えると同時に、駆動歯車と現像ローラ歯車の駆動力伝達状態を切り替えることができるため、小型低コストで、確実な現像機能切替が実現できるとしている。
【０００６】
また、上記構成の画像形成装置において、白黒画像出力時に、Ｂｋ（ブラック）色現像ローラを含まない側の画像形成ユニットの２つの現像ローラを非動作状態とするための構成が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４においては、不要な現像剤接触による感光体膜の磨耗・劣化および、不要な攪拌による現像剤の磨耗・劣化を防止でき、感光体および現像剤の長寿命化によりランニングコストの低コスト化および環境負荷低減が可能な画像形成装置が実現できるとしている。
【０００７】
また、現像ローラを回転駆動する駆動伝達歯車が、感光体ドラム回転軸に対し同軸上に設けられているため、現像ローラ回転軸−感光体ドラム回転軸の軸間距離のみを高精度に維持することにより、現像ローラ回転軸に対する感光体ドラム回転軸と駆動伝達歯車回転軸の２つの位置関係をともに高精度に実現でき、高画質画像出力と安定した現像ローラ駆動が実現できるものが提案されている（例えば、特許文献５参照）。さらにこれらの特許文献における後述する問題点を解決できる構成が提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平１０−１７７２８６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７４１０号公報
【特許文献３】特開２００３−３０７９０３号公報
【特許文献４】特開２００４−３７８７２号公報
【特許文献５】特開２００４−３０９８７７号公報
【特許文献６】特開２００３−２０８０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のような、２つの現像ローラを、感光体ドラムの回転軸と平行な軸を中心に回転可能に現像ユニットに配設し、現像ユニットを感光体ドラムの回転軸と略平行な回動軸を中心に回動可能に画像形成ユニットに支持させ、現像ユニットを画像形成ユニットに対して所定の回動角だけ回動して、２つの現像ローラのうちの一方の現像ローラと感光体ドラムとの間隔を現像状態の位置に切り替える現像機能切替手段を有する画像形成装置には以下のような問題がある。
【０００９】
２つの現像ローラおよび感光体ドラムの回転中心軸、画像形成ユニットの回動中心軸のそれぞれの平行度は部品精度により規定され、特に、２つの現像ローラと感光体ドラムの間には多くの部品が介在するため、部品精度で平行度を確保することは困難であり、現像ギャップを高精度に規定できない。このため、特許文献６では、画像形成ユニット両側板に当接するカム部材に調整機構を設け、現像切替動作における回動角を画像形成ユニット両側板で任意に調整可能とすることにより、現像ローラと感光体ドラムの平行度ずれを吸収するよう構成されている。
【００１０】
しかしながら、調整機構の付加は装置大型化、コスト上昇を招くとともに、カム部材の調整により吸収可能な平行度ずれには限りがあり、ある程度の部品高精度化は必要となることから、コスト削減の障害となっている。また、現像ローラには駆動伝達歯車からの駆動力が働き、現像ローラを支持する現像ユニットハウジングの剛性が不足すると、駆動力により、感光体ドラムと現像ローラの平行度がずれ、現像ギャップが変動してしまう。現像ユニットハウジングの高剛性化でこれを防止することは困難であるとともに、現像ユニットハウジングの大幅な高剛性化はコスト削減の大きな障害となる。
【００１１】
また、特許文献４では、画像形成ユニット内の２つの現像ローラをともに非動作状態とすることが可能な構成が示されているが、双方の現像ローラが非現像状態となる現像ユニット回動位置を設けることにより、一方の現像ローラが現像状態にあるとき、他方の現像ローラは必要以上に感光体から離れた状態となるため、装置の大型化、現像状態切替時間の長時間化が避けられない。
【００１２】
さらに、特許文献５では、駆動伝達歯車を感光体ドラム同軸に設けることにより、高画質化と安定した現像ローラ駆動を実現可能な構成が示されているが、前述のような、駆動力による感光体ドラムと現像ローラの平行度ずれの影響で現像ギャップが変動してしまうのと同様に、現像ローラの駆動状態も不安定となってしまうため、現像駆動および駆動切替動作の信頼性向上の大きな障害となっている。
【００１３】
以上のような問題を解決する構成として、特許文献６で提案されたような構成が考えられる。この特許文献６においては、感光体ドラムの周囲に配設され、感光ドラム側に付勢された現像ユニットは、感光ドラムの両側に感光ドラムとは独立して回転可能に設けられ、外周面に少なくとも一つ以上の溝が形成されたカム部材のカム面に接するように現像ローラのシャフトが支持されている。このため、感光体ドラムと現像ローラの平行度は、ほぼカム部材の部品精度で規定されるため、現像ギャップの高精度維持が可能となるとともに、現像ローラが感光ドラムに接触する際の衝撃を最小限に抑えることができるとしている。
【００１４】
ここで、現像ユニットは感光体ドラム側に付勢され、現像ローラのシャフトがカム部材に接することにより、感光体ドラムと現像ローラの平行度、現像ギャップが規定されているが、現像ローラは回転駆動されるため、駆動力により現像ローラと感光体ドラムの平行度にずれが生じないよう、十分な付勢力で現像ローラのシャフトをカム部材に当接させる必要がある。このため、十分な付勢力を受けても変形が生じないよう、現像ユニットハウジングは高い剛性を確保する必要があり、部品コスト上昇を招く。また、現像切替のためのカム部材回動は、十分な付勢力に反する力を発生しなければならないため、大きな電力消費が必要となるか、あるいは高速な切替が困難となる問題もある。
【００１５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数の現像手段により画像担持体上に形成した可視像を、順次に中間転写体に重ね転写し、中間転写体上に複数色画像を形成する画像形成装置において、装置複雑化、大型化、高コスト化を招くことなく、現像状態にある現像手段を画像担持体に対し、高精度に位置決めすることで、出力画像の高画質化が可能であるとともに、駆動手段から現像手段に確実に駆動力を伝達し、安定した現像動作が可能な画像形成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明は、回転する画像担持体上に形成された潜像を任意の色にそれぞれ可視像化する第１及び第２の現像手段が前記画像担持体に対向して配置され、前記各現像手段を切り替えて使用することにより前記潜像をそれぞれの色に可視像化し、各可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、該転写像をさらに記録材に転写することにより記録画像を得る画像形成装置において、前記第１及び第２の現像手段をそれぞれ前記画像担持体に対して近接・離間する方向に移動可能にかつ前記画像担持体の回転軸と平行な回転軸で回転可能に支持する支持手段と、前記第１及び第２の現像手段を前記近接又は離間する方向に付勢することにより前記各現像手段の移動を規制する付勢手段と、前記画像担持体の回転軸と平行な他の回転軸に設けられ、カム面を前記第１及び第２の現像手段に当接しながら回動することにより、前記一方の現像手段を前記画像担持体に近接させて現像状態とし、前記他方の現像手段を前記画像担持体から離間させて非現像状態とするカム手段と、前記第１及び第２の現像手段をそれぞれ回転駆動する駆動手段と、前記第１及び第２の現像手段の各回転軸と前記駆動手段の各回転軸とをそれぞれ連結して前記駆動手段の回転駆動力を前記各現像手段に伝達する駆動力伝達手段とを設け、前記駆動力伝達手段は、前記各現像手段の回転軸が、前記現像状態となる回転位置と非現像状態となる回転位置との間で回転可能となるように前記駆動手段と現像手段とを連結することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動力伝達手段は、前記第１及び第２の現像手段と前記駆動手段の間に中間部材を有し、該中間部材は、前記各現像手段および駆動手段の各回転軸に対して垂直な２つの回動軸を中心に回動可能に前記現像手段および駆動手段に支持されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動力伝達手段は、前記第１及び第２の現像手段と前記駆動手段との間に中間部材を有し、該中間部材は、前記各現像手段に対してその回転軸と垂直な一方向に摺動可能に支持されるとともに、前記駆動手段に対してその回転軸と垂直かつ前記一方向と異なる方向に摺動可能に支持されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記第１及び第２の現像手段が現像状態となるとき、その回転軸と前記駆動手段の回転軸とが略同軸上にあることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記カム手段の回転軸を、前記画像担持体の回転軸と同軸上に設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１または５記載の発明において、前記カム手段は、前記一方の現像手段を現像状態とし、かつ前記他方の現像手段を非現像状態となる回転位置以外に、両方の現像手段を非現像状態とする回転位置に各現像手段と画像担持体との間隔を変更するカム面を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記カム手段は、前記第１の現像手段を現像状態とし、かつ前記第２の現像手段を非現像状態とする第１のカム面と、前記第２の現像手段を現像状態とし、かつ前記第１の現像手を非現像状態とする第２のカム面との間に、前記第１及び第２の現像手段を非現像状態とする第３のカム面を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記カム手段は、前記第１の現像手段を現像状態とし、かつ前記第２の現像手段を非現像状態とする第１のカム面と、前記第１及び第２の現像手段を非現像状態とする第３のカム面との間に、前記第２の現像手段を現像状態とし、かつ前記第１の現像手を非現像状態とする第２のカム面を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、前記支持手段は、前記各現像手段を前記画像担持体の回転軸と平行な軸を中心に回転可能に支持する軸受部材を支持することを特徴とする。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、前記付勢手段により前記各現像手段が前記画像担持体に近接する方向へ移動するのを規制するために、前記各現像手段を前記画像担持体の回転軸と平行な軸を中心に回転可能に支持する支持の軸受手段が前記カム手段のカム面に当接することを特徴とする。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、前記付勢手段は、前記各現像手段を前記画像担持体回転軸と平行な軸を中心に回転可能に支持する軸受部材を付勢することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１から３の発明によれば、画像担持体と現像手段との現像ギャップを高精度に安定した規定することができるとともに、２つの現像手段の切替時の画像担持体（感光体ドラム）の回転負荷変動や衝撃・振動を防止することができ、出力画像の高画質化とともに装置の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
請求項４の発明によれば、より小型、低コストの構成で、現像ギャップのより高精度で安定な規定が可能になるとともに、現像手段切替時の感光体ドラムの回転負荷変動や衝撃・振動を防止することができ、出力画像の高画質化とともに装置の信頼性の向上、小型・低コスト化を実現することができる。
請求項５の発明によれば、現像ギャップを規定する部品点数を削減することができ、現像ギャップ高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、低コスト化を実現することができる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、現像手段の退避間隔を必要最低限とすることができ、装置の小型化、現像手段切替動作を高速化することができる。
請求項７の発明によれば、第１、第２の現像手段を使用するカラー画像と第１又は第２現像手段を使用するモノクロ画像との出力画像切替が高速となり、カラー画像とモノクロ画像の出力比率が同等であるユーザに対し有効な製品仕様を実現することができる。
【００３０】
請求項８の発明によれば、カラー画像連続出力時の画像出力時間を高速化することができ、カラー比率が高いユーザに対し有効な製品仕様を実現することができる。
請求項９の発明によれば、現像手段の姿勢精度が向上し、支持剛性の向上により現像ギャップ位置精度が向上するとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化を実現することができる。
【００３１】
請求項１０の発明によれば、現像ギャップを規定する部品点数を削減することができ、現像ギャップ高精度化が可能になるとともに、構成簡略化による省スペース化、低コスト化実現することができる。
請求項１１の発明によれば、現像手段の剛性を低減しても安定して現像手段をカム手段に常時当接させることができ、部品コストの削減による低コスト化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に本発明の実施形態による画像形成装置の構成を示すもので、２つの現像器を並設した感光体ドラムを２つ用い、中間転写体（図では中間転写ベルト）上にフルカラー画像を形成する画像形成装置の要部を示す概略構成図である。このような構成は、１つの感光体ドラムを用いた構成と比較し、装置小型化が可能となるとともに、プリントスピードが高速化できる特徴がある。（詳細は特許文献３参照）。
【００３３】
図１において、この画像形成装置は、画像形成時に、２つの画像担持体（以下、感光体ドラムという）１０１、２０１を矢印方向（時計方向）に回転駆動し、その表面を帯電器１０２、２０２で均一に帯電した後、露光装置１０３、２０３によって、入力される画像情報に応じた露光を行い静電潜像を形成する。そして、シアン）現像器１１０、マゼンタ現像器１２０、イエロー現像器２１０、ブラック現像器２２０を現像切替機構１１４、１２４、２１４、２２４により移動させて、第１色目（シアン）の現像ローラ１１１を感光体ドラム１０１と対向する現像位置に、第２色目（イエロー）の現像ローラ２１１を感光体ドラム２０１と対向する現像位置にそれぞれ位置させ、感光体ドラム１０１上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像するとともに、感光体ドラム２０１上の静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像する。
【００３４】
このシアンのトナー像、イエローのトナー像は、感光体ドラム１０１、２０１に当接して矢印方向に回転する中間転写体（中間転写ベルト）１０５上に１次転写部Ｔ１１、Ｔ１２にて１次転写される。そして、この１次転写工程を他の２色、即ちマゼンタ、ブラックについても順次行い、中間転写ベルト１０５上に４色のトナー像を重ねる。これらの４色のトナー像は、給紙カセット（不図示）から搬送されてきた記録材Ｐに、２次転写部Ｔ２にて２次転写部材１０６によって一括して２次転写されることでフルカラー画像を得ることができる。
【００３５】
第１、第２の実施形態について説明する。図２〜図６に詳細な構成・動作を示す。
本実施形態では、非動作現像ローラ上の現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態とする手段として、現像ローラを回転可能に支持する２つの現像ユニットを感光体ドラムに対し少なくとも近接・離間する方向に移動可能に支持するとともに移動方向の一方に付勢し、カム部材のカム面に当接させることによりその移動を規制し、カム部材を回動することにより、感光体ドラムに対する現像ローラの位置をずらし、現像ローラ上に形成される現像剤の穂を感光体ドラム非接触位置に移動する方法を採用している。
【００３６】
図２は画像形成ユニット１００の構成を示す。感光体ドラム１０１は、画像形成ユニット１００の側板１７０に対し、感光体ドラム軸中心に回転可能に支持されている。感光体ドラム上流側現像ローラ１１１を含むＣ（シアン）色現像ユニット１１０と、感光体ドラム下流側現像ローラ１２１を含むマゼンタ色現像ユニット１２０は、画像形成ユニットの側板１７０に対し、支持手段１１５、１２５により感光体ドラムに対して近接・離間方向に移動可能に支持されている。また、画像形成ユニットの側板１７０に対し、付勢手段１１７、１２７により感光体ドラム近接方向に付勢されている。
【００３７】
現像ローラ１１１、１２１の側板１７０側端部には、現像ローラ軸上に回転可能なころ部材１１２、１２２が設けられており、感光体ドラム軸と平行な回動軸を有するカム部材１０４のカム面１０４ａに常時当接することで、付勢手段１１７、１２７の付勢力による現像ユニット１１０、１２０の移動が制限されている。感光体ドラム１０１および現像ユニット１１０、１２０は、感光体ドラム軸方向他端側の図示しない画像形成ユニット側板に対しても同様な構成で支持、付勢されるとともに、現像ローラ回転軸上ころ部材が同様のカム部材に当接することで移動が制限されている。
【００３８】
以上のような構成において、感光体ドラム軸方向両端でカム部材１０４が回動し、カム部材回動軸からころ部材１１２、１２２が当接するカム面１０４ａまでの距離が変化することにより、カム部材回動軸から現像ローラ軸までの距離が変化し、現像ローラ軸から感光体ドラム軸までの距離が変化することで感光体ドラム−現像ローラ間距離、いわゆる現像ギャップが変化する。図２（ａ）において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ１１１は、感光体ドラム１０１に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム１０１に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ１２１は、現像剤が感光体ドラム１０１に対し非接触状態となっている。
【００３９】
このときの現像ローラ駆動状態を図３、図４に示す。
図３において、装置本体側に設けられた駆動源に連結された駆動軸５１０には、駆動力伝達手段５１１の一端の駆動側連結部５１１ａが同軸上に連結されている。この駆動力伝達手段５１１の駆動側連結部５１１ａは、中間部材５１１ｂを介し、現像ローラ１１１の軸１１１ｓに同軸上に連結された被駆動側連結部５１１ｃに回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラ１１１が回転する。また、同様に別の駆動源に連結された駆動軸５２０には、駆動力伝達手段５２１の一端の駆動側連結部５２１ａが同軸上に連結されている。この駆動力伝達手段５２１の駆動側連結部５２１ａは、中間部材５２１ｂを介し、現像ローラ１２１の軸１２１Ｓに同軸上に連結された被駆動側連結部５２１ｃに回転駆動力を伝達可能であるが、駆動源が回転停止しているため現像ローラ１２１は回転停止している。
【００４０】
現像機能を感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ１２１に切り替えるため、カム部材１０４を回動軸中心に反時計回り方向に回動した状態を図２（ｂ）に示す。感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ１２１が感光体ドラム１０１に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム１０１に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ１１１は、現像剤が感光体ドラム１０１に対し非接触状態となっている。
【００４１】
このとき、図４に示すように、駆動軸５２０は、同軸上に連結された駆動力伝達手段５２１の駆動側連結部５２１ａから、中間部材５２１ｂを介し、現像ローラ１２１の軸１２１Ｓに同軸上に連結された被駆動側連結部５２１ｃに回転駆動力を伝達し、駆動源を回転駆動することにより現像ローラ１２１が回転する。また、同様に駆動軸５１０は、同軸上に連結された駆動力伝達手段５１１の駆動側連結部５１１ａから中間部材５１１ｂを介し、現像ローラ１１１の軸１１１Ｓに同軸上に連結された被駆動側連結部５１１ｃに回転駆動力を伝達可能であるが、駆動源が回転停止しているため現像ローラ１１１は回転停止している。
【００４２】
ここで、駆動力伝達手段５１１、５２１は、駆動軸に連結される駆動側連結部５１１ａ、５２１ａの回転中心軸に対し、現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部５１１ｂ、５２１ｂの回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能に構成されている。このため、カム部材の回動により、現像ローラが駆動軸に対し、感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置と非現像状態となる位置の間で移動可能となる。
【００４３】
このような駆動力伝達手段の機能を実現する構成を図５に示す。
図５において、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部５１１ａは、駆動軸回転中心軸に直交する軸５１１ｄを有する支持部材５１１ｅに対し、軸５１１ｄを中心に回動自在に支持されている。支持部材５１１ｅは、軸５１１ｄと直交する軸５１１ｆを有し、中間部材５１１ｂは、支持部材５１１ｅに対し、軸５１１ｆを中心に回動自在に支持されている。現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部５１１ｃは、現像ローラ軸回転中心軸に直交する軸５１１ｄを有する支持部材５１１ｅに対し、軸５１１ｄを中心に回動自在に支持されている。支持部材５１１ｅは、軸５１１ｄと直交する軸５１１ｆを有し、中間部材５１１ｂは、支持部材５１１ｅに対し、軸５１１ｆを中心に回動自在に支持されている。
【００４４】
以上の構成により、駆動軸と現像ローラ軸は、回転駆動力が伝達可能に連結されるとともに、駆動軸回転中心軸に対し、現像ローラ軸回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能となる。
【００４５】
次に、第３、第４の実施形態について説明する。
図６に上記駆動力伝達手段の機能を実現する別の構成を示す。
図６において、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部５１１ａは、駆動軸回転中心軸に直交する方向のレール部５１１ｇを有する。中間部材５１１ｂは、駆動側連結部５１１ａのレール部５１１ｇ対し篏合する溝部５１１ｈを有し、レール部５１１ｇと平行な方向に摺動自在に支持されている。現像ローラ軸に連結される被駆動側連結部５１１ｃは、現像ローラ軸回転中心軸に直交する方向のレール部５１１ｉを有する。中間部材５１１ｂは、被駆動側連結部５１１ｃのレール部５１１ｉ対し篏合するとともに、溝部５１１ｈと直行する方向の溝部５１１ｊを有し、溝部レール部ｉと平行な方向に摺動自在に支持されている。
【００４６】
以上の構成により、駆動軸と現像ローラ軸は、回転駆動力が伝達可能に連結されるとともに、駆動軸回転中心軸に対し、現像ローラ軸回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能となる。この構成においては、図４の構成と比較し、部品点数の削減、省スペース化が実現でき、装置小型化、低コスト化が可能となる。
【００４７】
図５、図６に示したような駆動力伝達手段の構成において、駆動軸を駆動することで駆動力伝達手段の駆動側連結部は駆動軸と同軸上に駆動される。また、現像ローラ軸は、駆動力伝達手段の被駆動側連結部と同軸上に駆動される。この場合、現像ローラが受ける感光体ドラム近接・離間方向の駆動力は微小であり、付勢手段による感光体ドラム近接・離間方向付勢力を抑制しても、感光体ドラムに対する現像ローラ位置変動を確実に防止できる。また、ここで、駆動軸に対し現像ローラ軸は、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能であるが、その位置関係を、現像状態において、すなわち、現像ローラと感光体ドラムとの間隔が規定の現像ギャップとなる位置にあるとき、現像ローラ軸と駆動軸が同軸上になるよう規定することにより、現像ローラが受ける感光体ドラム近接・離間方向の駆動力は最小となり、最も大きな効果を得ることが可能となる。
【００４８】
以上の構成によって、現像ギャップを現像ローラ両端で感光体近接・離間方向移動を常時当接することで制限するカム部材により規定するため、高精度に安定した規定が可能となるとともに、現像切替時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止でき、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上が実現できる。
【００４９】
本発明に適用可能な駆動力伝達手段として図５、図６の構成を例示したが、この限りではなく、駆動軸に同軸上に連結される駆動側連結部の回転中心軸に対し、現像ローラ軸に同軸上に連結される被駆動側連結部の回転中心軸が、それぞれの回転軸中心軸が平行な状態を保持したまま、それぞれの回転中心軸に直交する方向に移動可能な駆動力伝達手段を用いることにより、本発明の作用効果は実現可能である。
【００５０】
次に、第５の実施形態について図７を参照して説明する。
図７においては、第１の実施形態の図２と対応する部分には同一番号を付して構成・動作に関して重複する説明は省略する。
図７において、画像形成ユニットの側板１７０に対し、感光体ドラム１０１は回転可能に支持され、感光体ドラム上流側現像ユニット１１０と、下流側現像ユニット１２０は、感光体ドラム近接・離間方向に移動可能に支持されるとともに、感光体ドラム離間方向に付勢されている。現像ローラ端部のころ部材１１２、１２２は、感光体ドラム軸と同軸に回動可能に支持されたカム部材１０４のカム面１０４ｄに常時当接することで、付勢力による現像ユニット１１０、１２０の移動が制限されている。感光体ドラム１０１および現像ユニット１１０、１２０は、感光体ドラム軸方向他端側の図示しない画像形成ユニット側板に対しても同様な構成で支持、付勢されるとともに、現像ローラ回転軸上ころ部材が同様のカム部材に当接することで移動が制限されている。
【００５１】
図７(ａ)において、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ１１１は、感光体ドラム１０１に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム１０１に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ１２１は、現像剤が感光体ドラム１０１に対し非接触状態となっている。図７(ｂ)は現像機能を感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ１２１に切り替えるため、カム部材を回動軸中心に反時計回り方向に回動した状態を示す。感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ１２１が感光体ドラム１０１に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム１０１に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ１１１は、現像剤が感光体ドラム１０１に対し非接触状態となっている。
【００５２】
以上の構成において、感光体ドラム現像ローラ間距離を規定するカム部材を感光体ドラム同軸上に設けることにより、現像ギャップを規定する部品点数削減による現像ギャップ高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化がする実現できる。
【００５３】
次に、第６、第７、第８の実施形態について図８、図９を参照して説明する。図８、図９においては、第１の実施形態の図２と同等の構成・動作に関しては説明を省略する。
図８（ａ）において、感光体ドラム１０１に対し規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム１０１に接触しているともに、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ１２１は、現像剤が感光体ドラム１０１に対し非接触状態となっている。図８（ｂ）は感光体ドラム上流側現像ローラ１１１の現像機能を停止するため、カム部材を回動軸中心に時計回り方向に回動した状態を示す。感光体ドラム上流側現像ローラ１１１および感光体ドラム下流側現像ローラ１２１は、現像剤が感光体ドラム１０１に対し非接触状態となっている。図８（ｃ）は感光体ドラム下流側現像ローラ１２１の現像機能を有効にするため、カム部材を回動軸中心にさらに時計回り方向に回動した状態を示す。感光体ドラム下流側現像ローラ１２１が感光体ドラム１０１に対し、規定の現像ギャップで現像剤が感光体ドラム１０１に接触しているともに、感光体ドラム上流側に配置された現像ローラ１１１は、現像剤が感光体ドラム１０１に対し非接触状態となっている。
【００５４】
白黒画像出力時に、シアン・マゼンタ現像ユニットを含む画像形成ユニットの動作を休止する場合、特許文献７の従来方式では、双方の現像ローラが非現像状態となる状態を設けるため、一方の現像ローラが現像状態にあるとき、他方の現像ローラは必要以上に感光体から離れた状態となり、装置の大型化、現像状態切替時間の長時間化が避けられない。本実施形態では、上下現像ユニットが別体であり、独立に移動、位置決め可能な構成であることを有効に利用し、上記の場合でも現像ローラの退避間隔は必要最低限とすることができ、装置小型化、現像切替動作の高速化が可能となる。
【００５５】
また、図８に示したように、一方の現像ローラから、他方の現像ローラへの現像機能切替動作の間に、双方の現像ローラが感光体ドラムが非現像間隔となる状態が存在するため、カラー画像から白黒画像への出力画像切替、白黒画像からカラー画像への出力画像切替が高速となり、カラー画像とモノクロ画像の出力比率が同等であるユーザに対し有効な製品仕様を実現できる。
【００５６】
ここで、図９に示すように、カム部材の回動により、一方の現像ローラが現像状態であり、他方の現像ローラが非現像状態となる状態と、双方の現像ローラが非現像状態となる状態との間に、他方の現像ローラが現像状態であり、一方の現像ローラが非現像状態となる状態を有するカム面を形成することにより、一方の現像ローラから、他方の現像ローラへの現像機能切替動作の間に、双方の現像ローラが感光体ドラムが非現像間隔となる状態が存在しないため、カラー画像連続出力時の現像色切替動作時間が短縮でき、画像出力時間が高速化できるため、カラー比率が高いユーザに対し有効な製品仕様を実現できる。
【００５７】
次に、第９、第１０、第１１の実施形態について図１０を参照して説明する。図１０においては、第１の実施形態の図２と同等の構成・動作に関しては説明を省略する。
図１０において、感光体ドラム１０１は、画像形成ユニット１００の側板１７０に対し、感光体ドラム軸中心に回転可能に支持されている。感光体ドラム上流側現像ローラ１１１を現像ユニット１１０に対し回転可能に支持する軸受１１３と、感光体ドラム下流側現像ローラ１２１を現像ユニット１２０に対し回転可能に支持する軸受１２３は、画像形成ユニットＩの側板１７０に対し、支持手段１１５、１２５により感光体ドラム近接・離間方向に移動可能に支持されている。また、現像ユニット１１０の軸受１１３と、現像ユニット１２０の軸受１２３は、画像形成ユニットＩの側板１７０に対し、付勢手段１１７、１２７により感光体ドラム近接方向に付勢されている。
【００５８】
現像ユニット１１０の軸受１１３と、現像ユニット１２０の軸受１２３が、感光体ドラム軸と平行な回動軸を有するカム部材１０４のカム面１０４ａに常時当接することで、付勢手段１１７、１２７の付勢力による現像ユニット１１０、１２０の移動が制限されている。感光体ドラム１０１および現像ユニット１１０、１２０は、感光体ドラム軸方向他端側の図示しない画像形成ユニット側板に対しても同様な構成で支持、付勢されるとともに、現像ローラを回転可能に支持する軸受が同様のカム部材に当接することで移動が制限されている。
【００５９】
以上の構成において、感光体ドラム軸方向両端でカム部材が回動し、カム部材回動軸から軸受１１３、１２３が当接するカム面１０４ａまでの距離が変化することにより、カム部材回動軸から現像ローラ軸までの距離が変化し、現像ローラ軸から感光体ドラム軸までの距離が変化することで感光体ドラム−現像ローラ間距離、いわゆる現像ギャップが変化する。現像ローラを支持する軸受の外周が直接カム部材に当接するため、感光体―現像ローラ間の現像ギャップを規定する部品点数の削減による現像ギャップ高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化がする実現できる。
【００６０】
また、現像ローラを支持する軸受の外周を直接支持するため、現像ローラ姿勢精度向上、支持剛性向上により現像ギャップ位置精度が向上するとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化がする実現できる。
さらに、現像ローラを支持する軸受の外周を直接付勢するため、現像ユニット剛性を低減しても安定して現像ユニットをカムに常時当接出せることが可能となり、部品コストの削減による低コスト化が実現できる。
【００６１】
以上説明した第１〜第１１の実施形態によれば、次のような作用・効果を得ることができる。
第１，２，３の実施形態によれば、現像ギャップの高精度な安定した規定が可能となるとともに、現像切替時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止できるため、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上が実現できる。
【００６２】
第４の実施形態によれば、より小型、低コストの構成で、現像ギャップのより高精度な安定した規定が可能となるとともに、現像切替時の感光体ドラム回転負荷変動や衝撃・振動を防止できるため、出力画像の高画質化とともに装置信頼性向上、小型・低コスト化が実現できる。
第５の実施形態によれば、現像ギャップを規定する部品点数削減による現像ギャップ高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化がする実現できる。
【００６３】
第６の実施形態によれば、現像ローラの退避間隔を必要最低限とすることができ、装置小型化、現像切替動作の高速化が可能となる。
第７の実施形態によれば、カラー画像と白黒画像の出力画像切替が高速となり、カラー画像とモノクロ画像の出力比率が同等であるユーザに対し有効な製品仕様を実現できる。
【００６４】
第８の実施形態によれば、カラー画像連続出力時の画像出力時間が高速化できるため、カラー比率が高いユーザに対し有効な製品仕様を実現できる。
第９の実施形態によれば、現像ローラ姿勢精度向上、支持剛性向上により現像ギャップ位置精度が向上するとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化がする実現できる。
【００６５】
第１０の実施形態によれば、現像ギャップを規定する部品点数の削減による現像ギャップ高精度化が可能となるとともに、構成簡略化による省スペース化、部品点数削減による低コスト化がする実現できる。
第１１の実施形態によれば、現像ユニット剛性を低減しても安定して現像ユニットをカム部材に常時当接出せることが可能となり、部品コストの削減による低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態による画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明の第１、第２の実施形態による画像形成ユニットの構成および動作を示す構成図である。
【図３】現像ローラの駆動状態示す構成図である。
【図４】現像ローラ駆動状態を示す構成図である。
【図５】駆動力伝達手段の構成図である。
【図６】第３、第４の実施形態による駆動力伝達手段の構成図である。
【図７】第５の実施形態による画像形成ユニットの構成および動作を示す構成図である。
【図８】第６、第７、第８の実施形態による画像形成ユニットの構成および動作を示す構成図である。
【図９】第６、第７、第８の実施形態による画像形成ユニットの他の構成および動作を示す構成図である。
【図１０】第９、第１０、第１１の実施形態による画像形成ユニットの構成および動作を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００    画像形成ユニット
１０４    カム部材
１０４ａ，１０４ｄ    カム面
１０１，２０１    感光体ドラム
１１０    シアン現像ユニット
１１１，１２１    現像ローラ
１１２，１２２    ころ部材
１１３，１２３    軸受
１１４、１２４、２１４、２２４    現像切替機構
１１５、１２５    支持手段
１１７，１２７    付勢手段
１２０    マゼンタ現像ユニット
２１０    イエロー現像ユニット
２２０    ブラック現像ユニット
５１０    駆動軸
５１１    駆動力伝達手段
５１１ａ    駆動側連結部
５１１ｂ    中間部材
５１１ｃ    被駆動側連結部
５１１ｄ，５１１ｆ    軸
５１１ｅ    支持部材
５２０    駆動軸
５２１    駆動力伝達手段
５２１ａ    駆動側連結部
【図１】
2006251255.tif 000003
【図２】
2006251255.tif 000004
【図３】
2006251255.tif 000005
【図４】
2006251255.tif 000006
【図５】
2006251255.tif 000007
【図６】
2006251255.tif 000008
【図７】
2006251255.tif 000009
【図８】
2006251255.tif 000010
【図９】
2006251255.tif 000011
【図１０】
2006251255.tif 000012