(57)【要約】【課題】  簡易な構成で画像形成装置本体からカートリッジを取り出す際の操作性を向上する。【解決手段】  電子写真感光体ドラム１と、現像ローラ４０と、感光体ドラム１に現像ローラ４０を接触させる接触位置と、感光体ドラム１から現像ローラ４０を離間させる離間位置と、をとり得るトナー容器４１及び現像枠体４５と、を有する画像形成装置Ａであって、リブ４６を押圧するカム８０と、カム８０を支持する回転軸８１と、回転軸８１に、所定方向及び、前記所定方向と反対方向に回転力を伝達するモータ９０と、を備え、回転軸８１が所定方向に回転した際は、カム８０によって、トナー容器４１及び現像枠体４５を接触位置と離間位置との間を移動させ、回転軸８１が反対方向に回転した際は、カム８０がカートリッジ７を押圧することによって、カートリッジ７を画像形成位置から取り出し位置に向かって移動させる。【選択図】  図１１
2006337413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムを支持する第一の枠体と、
前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにより現像する現像ローラと、
前記現像ローラを支持する、前記第一の枠体に対して移動可能に設けられた第二の枠体であって、前記電子写真感光体ドラムに前記現像ローラを接触させる接触位置と、前記電子写真感光体ドラムから前記現像ローラを離間させる離間位置と、をとり得る第二の枠体と、を有するプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置であって、
前記第二の枠体に設けられた被押圧部を押圧するカムと、
前記カムを支持する回転軸と、
前記回転軸に、所定方向及び、前記所定方向と反対方向に回転力を伝達する駆動手段と、を備え、
前記回転軸が前記所定方向に回転した際は、前記カムによって、前記第二の枠体を前記接触位置と前記離間位置との間を移動させ、
前記回転軸が前記反対方向に回転した際は、前記カムが前記プロセスカートリッジを押圧することによって、前記プロセスカートリッジを画像形成位置から取り出し位置に向かって移動させる
ことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記回転軸は、前記回転軸が前記反対方向に回転した時のみ、前記プロセスカートリッジを前記取り出し位置に向かって押し出す押し出し部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記移動する方向は、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体から抜き出す方向と略平行であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記カムは、前記回転軸が前記所定方向に回転した際に、前記被押圧部を押圧することで、前記プロセスカートリッジを画像形成位置から取り出し位置に向かって移動させることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項５】
前記カムの軸中心を点Ｏ、前記プロセスカートリッジの前記被押圧部と前記カムとの接点を点Ｐとし、直線ＯＰを半径とする円の点Ｐにおける接線と前記プロセスカートリッジの前記移動する方向との成す角をαとした時、αが
−π／２＜α＜π／２
の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項６】
前記プロセスカートリッジの取り出し位置への移動は、少なくとも前記装置本体に設けられたドアが開いた状態でなければ行われないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリンタ、複写機、ファクシミリなど、電子写真方式を利用した電子写真画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１６に電子写真プロセスを利用した従来のカラー画像形成装置の一例であるカラーレーザープリンタを概略的に示す。
【０００３】
カラーレーザープリンタＸは、イエローステーション、マゼンタステーション、シアンステーション、及び、ブラックステーションの４つの画像形成部となるプロセスカートリッジ（以下、カートリッジという）１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄを備えている。そして、プリンタＸは、各カートリッジ１０７内の電子写真感光体ドラム１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ）上に形成された画像が、転写ベルト１１１上の転写材に連続的に多重転写され、フルカラープリント画像を得る、いわゆる４連ドラム方式（インライン）プリンタである（特許文献１参照）。
【０００４】
このとき、カートリッジ１０７を上下方向に積み上げる形で配置すると、プリンタ本体の設置面積を少なくすることができる。その結果、オフィスの省スペース化のメリットが大きく、カラーレーザープリンタのパーソナル化を計る上でも有効な手段である。
【０００５】
カラーレーザープリンタＸでは、転写ベルト１１１は、プリンタＸの開閉カバー２０３とカートリッジ１０７の間に介在する形で取り付けられ、開閉カバー２０３と連動する。したがって、開閉カバー２０３を開けることで、カートリッジ１０７にアクセス可能となり、カートリッジ１０７の着脱、装着が行えるようになっている。
【０００６】
しかしながら、カートリッジ１０７が上下方向に略垂直に複数個積み重なっていると、カートリッジ１０７の着脱、装着操作がやりづらいという問題があった。また、装置の小型化により、図１６に示すように複数のカートリッジ１０７が接するように並んでいる場合は、カートリッジの手掛り部分が少なくなるため、引き抜きにくくなる傾向にある。さらに、装置下方側のカートリッジ７の脱着、装着操作は手前側に転写ベルト１１１などが存在し、更なる操作性の向上が求められている。
【０００７】
また、カートリッジ１０７の脱着、装着位置が実際の画像形成時の位置と同じであるため、安定して正確な位置決めを保つためにも、操作者による位置決めのバラツキをゆるさない嵌合状態に近い形でセットされる。その結果、カートリッジ１０７がより引き抜き難くなることがある。
【０００８】
また、操作がやりづらいために、確実な動作を得るようにプロセスカートリッジに強固で大きなハンドル部等がカートリッジ１０７の両サイド側に必要となり、それが、本体のサイズの大型化を招く一因となる。
【特許文献１】特開２００３−２０８０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成で画像形成装置本体からカートリッジを取り出す際の操作性を向上した電子写真画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムを支持する第一の枠体と、
前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにより現像する現像ローラと、
前記現像ローラを支持する、前記第一の枠体に対して移動可能に設けられた第二の枠体であって、前記電子写真感光体ドラムに前記現像ローラを接触させる接触位置と、前記電子写真感光体ドラムから前記現像ローラを離間させる離間位置と、をとり得る第二の枠体と、を有するプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置であって、
前記第二の枠体に設けられた被押圧部を押圧するカムと、
前記カムを支持する回転軸と、
前記回転軸に、所定方向及び、前記所定方向と反対方向に回転力を伝達する駆動手段と、を備え、
前記回転軸が前記所定方向に回転した際は、前記カムによって、前記第二の枠体を前記接触位置と前記離間位置との間を移動させ、
前記回転軸が前記反対方向に回転した際は、前記カムが前記プロセスカートリッジを押圧することによって、前記プロセスカートリッジを画像形成位置から取り出し位置に向かって移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成で画像形成装置本体からカートリッジを取り出す際の操作性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための最良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、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００１３】
（画像形成装置の全体構成）
まず、画像形成装置の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明に好適に用いることができる画像形成装置の概略断面図である。なお、図１の画像形成装置は、装置本体に有線もしくは無線により通信可能とされたパソコンなどの装置から送信される画像情報信号に応じて、電子写真方式により転写材（例えば、記録用紙、ＯＨＰシート等）にフルカラー画像を形成することのできる電子写真画像形成装置である。ただし、本発明に係る電子写真画像形成装置は、カラープリンタに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリなど任意の形態にて具現化することができる。
【００１４】
図１に示す電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という）Ａは、略垂直方向に並設された４個の像担持体としての電子写真感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラムという）１は、図１０に示す駆動手段（後述）によって、図１中半時計回りに回転駆動される。
【００１５】
静電潜像が形成される感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザビームを照射し感光体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３、静電潜像に現像剤が備えるトナーを付着させトナー像として現像する現像装置（現像ユ
ニット）４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。
【００１６】
本実施の形態では、それぞれ感光体ドラム１、帯電ローラ２、スキャナユニット３、現像ローラ４、クリーニング装置６などを備えた画像形成手段である４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにより、それぞれ異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を形成する。ここで、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像ユニット４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（以下、カートリッジ７という。）を形成している。また、画像形成装置Ａは、カートリッジ７を着脱可能な装着機構（不図示）を備えている。
【００１７】
感光体ドラム１は、例えば直径２５ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。
【００１８】
帯電ローラ２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００１９】
スキャナユニット３は、感光体ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。またスキャナユニット３は、図３に示すように長手方向において左右側板３２，３２間ピッチより短く形成され、左右側板３２，３２の間に連結部として設けられ、位置決めされた中間フレーム３２Ｘに取り付けられる。
【００２０】
現像ユニット４は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納したトナー容器４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を備える。また、現像ユニット４は、図２に示すように、トナー容器４１内のトナーを搬送機構４２によってトナー供給ローラ４３へ送り込む。そして、図２中、時計方向に回転するトナー供給ローラ４３及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって図示時計方向に回転する現像ローラ４０の外周にトナーが塗布され、且つトナーに電荷が付与される。その後、潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム１上にトナーにより現像を行う。
【００２１】
静電転写ベルト１１は、全ての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、接するように装置本体１１０のドア１０３の内側に配設される。静電転写ベルト１１は、１０１１〜１０１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１１０μｍのフィルム状部材である。また、静電転写ベルト１１は、図１面に対して垂直方向に３軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像が転写される。この静電転写ベルト１１の内側には、静電転写バルトの内周に当接し、４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設されている。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の転写材Ｓに、感光体ドラム１上の負極
性のトナー像が転写される。
【００２２】
本実施の形態では、静電転写ベルト１１は周長約５６０ｍｍ、厚さ１１０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより掛け渡され、不図示の駆動源により駆動ローラ１３に駆動伝達し、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ１４側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【００２３】
給送部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給送搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓがカセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ１８（Ｄカット状ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎に分離給送する。それとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ対１９に突き当たり、ループを形成した後、所定の画像書出し位置と同期できるよう、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給送されていく。
【００２４】
定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。即ち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１で搬送されるとともに、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。
【００２５】
画像形成の動作としては、カートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、記録タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、カートリッジ７の動作に対応し、スキャナユニット３が駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１の周面上に静電潜像を形成する。
【００２６】
現像ユニット４内の現像ローラ４０は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。そして、転写材Ｓ搬送方向最上流側の感光体ドラム１ａ周面上に形成されたトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との略対向点に回転搬送されてくるタイミングで、転写材Ｓが給送される。その際、トナー像の先端の対向点に転写材Ｓの記録開始位置が一致するように、レジストローラ対１９が転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。
【００２７】
転写材Ｓは、静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接する。そして、静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
【００２８】
このように搬送される転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００２９】
（プロセスカートリッジ）
図２は、本実施の形態に係るカートリッジ７の縦断面図を示す。ここで、以下の説明に
おいて、画像形成装置Ａの前側とは、カートリッジ７を装置本体１１０に挿入する側、即ち、図１中右側をいう。また、画像形成装置Ａの左右をいう場合には、装置前側から見た場合のものである。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各カートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構成である。
【００３０】
カートリッジ７は、感光体ドラム１と、一次帯電手段としての帯電ローラ２及びクリーニング装置６を備えた感光体ドラムユニット５０、そして感光体ドラム１上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段である現像ローラ４０を有する現像ユニット４を有する。
【００３１】
感光体ドラムユニット５０は、感光体ドラム１が軸受３１（３１ａ、３１ｂ（図３参照））を介して第一の枠体であるクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ２及び、感光体ドラム１上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。
【００３２】
さらに、クリーニングブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー搬送機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そして、カートリッジ７の、図２中紙面奥側の一方端側の装置本体１１０内にある、図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動される。
【００３３】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して図２中矢印Ｙ方向（時計回り）に回転する現像ローラ４０及び、トナーが収容されたトナー容器４１（第二の枠体）と現像枠体４５（第二の枠体）とから構成される。現像ローラ４０は軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持され、また現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して図中矢印Ｚ方向（時計回り）に回転するトナー供給ローラ４３と現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。
【００３４】
更にトナー容器４１内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するための搬送機構４２が設けられている。そして現像ユニット４は、現像枠体４５の両端に取り付けられた軸受部材４７，４８にそれぞれ設けられた支持軸４９を中心に、ピン４９ａによって現像ユニット４全体が感光体ドラムユニット５０に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。そして、現像ユニット４はカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸４９を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光体ドラム１に当接するよう、加圧バネ５４によって現像ユニット４が常に付勢されている。更に、現像ユニット４のトナー容器４１には、現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させる際に画像形成装置本体の離間手段（後述するカム）が押圧する被押圧部としてのリブ４６が一体的に設けられている。即ち、トナー容器４１と現像枠体４５は、感光体ドラム１に現像ローラ４０を接触させる接触位置と、感光体ドラム１から前記現像ローラ４０を離間させる離間位置と、をとり得ることができる。
【００３５】
（駆動装置）
次に図３から図１０を参照して、カートリッジ７を画像形成装置Ａに装着した際の動作機構について説明する。なお、図３においては、構成をわかりやすく説明するため、帯電ローラ２、現像ユニット４、クリーニング装置６を一体的に構成したカートリッジ７（図２参照）を感光体ドラム１と軸受３１のみで簡略して示した。前述したように、カートリッジ７は単体の状態では図２のように現像ローラ４０が感光体ドラム１に常に接触した状態になっている。
【００３６】
カートリッジ７の装置本体１１０への装着は、図３に示すように矢印方向から第１のガ
イド溝３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ）に沿って、感光体ドラム１を支持する軸受３１を挿入することによって装置本体１１０へ装着する。この時、転写ベルト１１は、例えば、装置本体１１０の前側のドア１０３とともに退避して、カートリッジ７の挿入部を開放している。
【００３７】
そして、図５に示すように軸受３１がガイド溝３４の突き当て面３７，３８に押しつけられることでカートリッジ７の位置が決まる。装置本体１１０内でのカートリッジ７への押圧方法は次のようにする。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、左右側板３２，３２には軸３９が加締められている。軸３９には、軸受３１を付き当て面３７，３８に押圧する押圧部材としての押圧レバー７０が回動可能に設けられている。押圧レバー７０の一方の端部には引張りバネ３０の一端が支持され、引張りバネ３０の他端３０ａは、装置本体１１０のドア１０３の開閉と連動するロッド７１に固定されている。そして、ロッド７１は、ドア１０３の開動作と連動し、左右側板３２のガイド形状（例えば、曲げ起こし）３２ａに沿って、図４（ｂ）の矢印方向に移動する。しがたって、カートリッジ７を挿抜するためにドア１０３を開く場合には、ロッド７１が矢印方向に移動することにより、押圧レバー７０が図の破線矢印のように動き、軸受３１に対する押圧状態が解除される。そして、カートリッジ７挿入部が開口され、挿抜を容易にする。この時、引張りバネ３０はバネの自然長に近く、押圧力はほとんど働くことはない。
【００３９】
一方、カートリッジ７が挿入され、軸受３１が図５に示す装着位置で、更にドア１０３が閉じられると、ロッド７１の矢印方向（図４（ａ）参照）の移動に伴い、押圧レバー７０が軸３９を中心に図中時計周りに回転し、引張りバネ３０が引っ張られることで、約１０Ｎの力で軸受３１を左右側板３２の突き当て面３７，３８に押圧する。
【００４０】
この際、画像形成装置Ａのカートリッジ７の挿入方向奥側には、図１、図６、図７に示すように現像ユニット４の付勢力に抗して現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させるための離間手段としての離間カム８０が配置されている。すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色の現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に設けられたリブ４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ）を押し上げるために離間カム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）がそれぞれ設けられている。
【００４１】
離間カム８０は、図８に示す駆動手段（以下、ステッピングモータ９０を例とする。）によりギアや回転軸８１等の回転力伝達手段を介して回転する。そして、離間カム８０は、上記リブ４６を介してカートリッジ７を揺動することにより、現像ローラ４０を感光体ドラム１に対して当接・離間させる。ここで、駆動手段は、回転軸８１を両方向に回転可能に駆動するものであれば種々のものを用いることができる。
【００４２】
本実施の形態では、画像形成装置Ａは、離間カム８０それぞれの位置により待機モード、フルカラー画像形成モード、モノカラー画像形成モードの３状態が可能である。待機モードでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全色の離間カム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）の最大半径でリブ４６と接し、全現像ローラ４０と感光体ドラム１とが離間している。フルカラー画像形成モードでは、全色の離間カム（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）の最小半径でリブ４６と離間し、全現像ローラ４０と感光体ドラム１が当接する。モノカラー画像形成モードでは、イエロー、マゼンタ、シアンの離間カム８０ａ，８０ｂ，８０ｃのみが最大半径でリブ４６ａ，４６ｂ，４６ｃと接し、現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃと感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃが離間し、且つ、ブラックの離間カム８０ｄのみが最小半径でリブ４６ｄと離間し、現像ローラ４０ｄのみ感光体ドラム１ｄに当接する。
【００４３】
フルカラー画像形成モードにおいては、イエロー→マゼンタ→シアン→ブラックという順番で、所定のタイムラグをもって順次、現像ローラ４０が感光体ドラム１に当接し画像形成を行う。なお、現像ローラ４０が感光体ドラム１から離間する場合も同様に所定のタイムラグをもって順次行うことが可能となっている。
【００４４】
カートリッジ７を駆動する駆動装置は、図９に示すように、感光体ドラム１を駆動するギア列１０１を有する。ギア列１０１には、各色毎に１つずつ設けた駆動モータ１００ａから駆動力が伝達される。また、駆動装置は、現像ローラ４０を駆動するギア列１０２を有する。ギア列１０２には、同様に駆動モータ１００ｂから駆動力が伝達される。ギア列１０２において、駆動モータ１００ｂと現像ローラ４０軸の間には各色ごとにクラッチＣＬ（不図示、例えば、電磁クラッチや機械式クラッチ）を設け、感光体ドラム１回転時の現像ローラ４０の回転・停止を制御可能としている。この構成により、各色の感光体ドラム１の駆動を独立に制御できるため、インライン型フルカラー画像形成装置において問題となる色ずれを低減する制御を講じることが可能となる。
【００４５】
（動作）
カートリッジ７を画像形成装置に装着した際には、図７に示すように、４色全ての離間カム８０が最大半径でリブ４６に接触した状態となっている。したがって、カートリッジ７の挿入動作に沿って現像ユニット４に設けられたリブ４６が離間カム８０に乗り上げ、現像ローラ４０は感光体ドラム１と所定間隙だけ離間された待機モードとなる。
【００４６】
この待機モードは電源オフ時及び現像が行われていない状態で常に維持される。したがって、カートリッジ７を装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ４０は感光体ドラム１に対して常に離間された状態になる（離間位置）。その結果、現像ローラ４０を長期間感光ドラム１に接触させることにより発生するローラ層の塑性変形を防止、低減することができる。
【００４７】
次に画像形成動作を、フルカラー画像形成モードとモノカラー画像形成モードに分けて説明する。
【００４８】
フルカラー画像をプリントするフルカラー画像形成モードの場合、プリント信号により画像形成動作が開始されると、カートリッジ７を駆動する全てのモータ１００ａと転写ベルト１１の駆動モータが回転する。このとき、全ての現像駆動のクラッチＣＬが切れており、全ての現像ローラ４０は回転しない。
【００４９】
次に、図１０に示すように、ステッピングモータ９０が回転すると、離間カム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）が反時計周りに回転する。その時に、第１ステーションであるイエローステーションの、図９に示されるクラッチＣＬがＯＮとなり、第１ステーションの現像ローラ４０ａが回転する。そして、その直後に、現像ローラ４０ａと感光体ドラム１ａが当接し、画像形成が開始される。以下同様に、所定のタイムラグ（図中のカム位相差θ）を持ち、第２ステーション（マゼンタステーション）、第３ステーション（シアンステーション）、第４ステーション（ブラックステーション）が順次当接し、図１０（ｂ）に示すフルカラー画像形成モードが行われる。
【００５０】
第１ステーションの画像形成終了後は、ステッピングモータ９０が更に回転し、それに伴い、離間カム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）が回転する。まず、第１ステーションの現像ローラ４０ａが感光体ドラム１ｂから離間し、続いてクラッチＣＬがＯＦＦとなり、第１ステーションの現像ローラ４０ａの回転が停止する。これ以降も当接時と同様に、所定のタイムラグをもち、第２ステーション、第３ステーション、第４ステーショ
ンが順次離間し、図１０（ｃ）のフルカラープリントモードでの印字終了となる。
【００５１】
モノカラー画像形成モードの際には、図１０（ｂ）と同様に、ステッピングモータ９０が回転し、離間カム８０ａのみが図１０（ａ）のように、時計回りにθ’だけ回転する。この時、現像ローラと感光体ドラムとの当接離間に係る駆動列の内、イエロー、マゼンタ、シアンの各ステーションの離間カム（８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）の駆動列にクラッチＣＬを設けておく。その結果、第４ステーションのみ、現像ローラ４０ｄと感光体ドラム１ｄとを当接することができ、第１〜第３ステーションにおいて現像ローラ４０と感光体ドラム１とを当接することなく、モノカラーモードでの印字が可能となる。モノカラー画像形成モードの終了時には、離間カム８０を離間位置まで更に正転させることで、４色のステーションそれぞれが離間状態となる。
【実施例１】
【００５２】
次に、実施例に係る現像当接離間機構によるカートリッジ７の移動方法について、図１１、図１２を参照して説明する。
【００５３】
離間カム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）は、離間カム８０を回転可能に指示する回転軸８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ）に設けられている。回転軸８１は、画像形成に係る現像ローラと感光体ドラムとの当接・離間時には、図１１（ｂ）の矢印方向に回転する。つまり、離間カム８０が回転軸８１の所定方向である一の方向の回転に伴いリブ４６を押圧することで感光体ドラム１と現像ローラ４０との当接・離間を行う構成となっている。
【００５４】
この構成に加え、回転軸８１ａ上に、ワンウェイクラッチ１０４を介して、カートリッジ移動手段としてのレバー１０５を設ける。このレバー１０５と回転軸８１ａの間にワンウェイクラッチ１０４を具備しておくことにより、図１１（ａ）及び（ｂ）に示す、通常の当接・離間時には、回転軸８１ａが回転しても、レバー１０５はフレームに設けられた回転止め（詳細不図示）により止められ空転する。
【００５５】
一方、画像形成装置Ａからカートリッジ７を取り出す必要があるときには、図１１（ｃ）に示すように、押し出しレバー１０５は、回転軸８１ａの逆回転動作（図中実線）に対し連動し、カートリッジ７をガイド部材１０６に沿って平行に（図中点線矢印）装置の開口部側へ移動させることができる。つまり、回転軸８１の前記所定方向とは反対方向である他の方向の回転に伴いカートリッジ７が画像形成位置から取り出し位置に向かって移動することができる。ここで、移動する方向は、カートリッジ７を装置本体１１０から抜き出す方向と略平行となるようにするとよい。この構成によりガイド部材の形状を簡単な形状とすることができる。
【００５６】
本実施例では、回転軸８１ａに設けられた押し出し部材としてのレバー１０５が、回転軸８１ａの逆回転動作（他の方向の回転）の時のみ回動し、カートリッジ７を取り出し位置に向かって押し出すことができる。
【００５７】
ここで、画像形成位置とは、カートリッジ７が装置本体１１０に対して固定され、画像形成動作が行われる位置、あるいは、画像形成は行わないが待機モードで留まっている所定の位置としてとらえることができる。
【００５８】
また、取り出し位置とは、装置本体１１０に対するカートリッジ７の固定が解除され、あるいは、カートリッジ７に対する押圧力が弱められ、ユーザがカートリッジ７を取り出しやすい位置である。本実施例では、カートリッジ７の取り出し位置は、画像形成位置よりドア１０３側に移動した位置である。
【００５９】
次に、図１２に示す実施例に係るカートリッジ移動動作開始までのフローチャートについて説明する。
【００６０】
本実施例では、カートリッジの寿命を検知した際に、カートリッジ７を装置本体１１０の開口部側へ移動させる場合について説明する。はじめに、画像形成装置Ａがカートリッジ７の寿命を検知すると（Ｓ１０１）、装置からの警告を表示部に表示し、ユーザに知らせる。
【００６１】
表示部に表示された警告を見たユーザは、カートリッジ７を取り出そうと判断した場合、カートリッジ取り出しコマンドを選択する（Ｓ１０２）。画像形成装置Ａは、カートリッジ取り出しコマンドの選択信号を検知すると、ドア１０３が開いているか否かを判断する（Ｓ１０３）。ここで、ドア１０３が開いているというドアオープン信号が検知された場合、図１１（ｃ）に示すカートリッジ移動動作が開始する（Ｓ１０４）。その結果、カートリッジ７が装置開口部に向かって移動され、ユーザがカートリッジ７を容易に取り出すことが可能となる。
【００６２】
一方、Ｓ１０２において、ユーザがカートリッジ取り出しコマンドを選択しない場合、カートリッジ７の移動動作は行わない。また、Ｓ１０３において、ドアオープン信号を検知しない場合についてもカートリッジ７の移動動作は行わない（Ｓ１０５）。
【００６３】
つまり、画像形成装置Ａは、ユーザによるカートリッジ取り出しコマンドの選択が行われ、かつ、ドアオープン信号を検知した時に、ステッピングモータ９０を通常の当接・離間動作時と逆回転させるよう制御する。
【００６４】
なお、カートリッジの移動動作の開始を「取り出しコマンドの選択が行われ、かつ、ドアオープン信号を検知した時」とすることで、「ドアオープン信号を検知した時」とした場合と比較して、以下の効果がある。例えば、転写ベルト１１と感光体ドラム１との間で転写材Ｓがジャムになった場合のようにカートリッジ７を引き抜く必要がないときにも、カートリッジの移動動作が行われることを防止できる。その結果、ドア１０３を閉める際に毎回ユーザにカートリッジを押し込む動作を強いることがなくなる。また、「取り出しコマンドの選択が行われた時」とした場合と比較して、以下の効果がある。例えば、ドア１０３が閉じた状態で取り出しコマンドの選択が行われても、カートリッジ７の移動動作は行われないので、カートリッジが無理に押し出されることはなく、装置に過負荷を与えることを防止することができる。以上のように、カートリッジの移動動作の開始を「取り出しコマンドの選択が行われ、かつ、ドアオープン信号を検知した時」とすることで、画像形成装置からカートリッジを取り出す際のユーザビリティの向上を図ることができる。
【実施例２】
【００６５】
上記実施例１では、カートリッジ７を移動させるのに、ワンウェイクラッチ１０４及びレバー１０５を介して伝達された回転軸８１ａの回転力を用いた。
【００６６】
これに対し、本実施例では、離間カム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）とこれらに当接する、カートリッジ側容器に設けられたリブ６４を、図１３に示すように板ばね状にした。このような構成とすることで、回転軸８１ａが正転時（図１３（ｂ）参照）には、カートリッジ７を押し出すことなく、離間カム８０が逆回転時のみ、カートリッジ７を押し出すことが可能となる。この「板ばね」式は、レバー１０５のような一部品を追加するのみで機能実現が可能となるので、ワンウェイクラッチ機構を用いるより構成要素が少なく、コストの低減を図ることができる。
【実施例３】
【００６７】
上記実施例２では、カートリッジを移動させるのに、押し出しレバー１０５を介し、回転軸８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ）の回転力を用いていた。これに対し、離間カム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）と、これらに当接するカートリッジ側容器に設けられたリブ６４との関係だけでもカートリッジの移動が可能となる。
【００６８】
図１４に本実施例に係る離間カムとリブの形状の一例を示す。
【００６９】
図１４に示すように、離間カム８０の一部がカートリッジ側のリブ４６と引っかかるような段差をもつ形状にしておく。このように構成することで、回転軸８１の逆回転時、カートリッジ７は離間カム８０により装置開口部にむけて移動動作が開始し、実施例１と同様に押し出される（図１４（ａ））。一方、回転軸８１の正回転時には、カートリッジ７を押し出すことはない（図１４（ｂ））。つまり、離間カム８０は、回転軸８１の他の回転（逆回転）に伴いカートリッジ７のリブ４６を押圧することで、カートリッジを画像形成位置から取り出し位置に向かって移動させることができる。
【００７０】
本実施例では、当接・離間機構の要素を、離間カム及びカートリッジ容器のリブ形状の工夫のみで、カートリッジの移動手段としている。よって、他の部品は必要としないので、安価な構成を実現しつつ、カートリッジの操作性を向上させることができる（請求項４）。
【００７１】
この離間カム８０とリブ４６の関係について、図１５を用いて以下説明する。
【００７２】
離間カム８０により、カートリッジ７が上記実施例のように移動されるためには、リブ４６が離間カム８０から移動方向に作用する力を受ける必要がある。具体的には、離間カム８０の軸中心Ｏとカートリッジ７のリブ４６との接点を点Ｐ、直線ＯＰを半径とする円の点Ｐにおける接線とカートリッジ移動方向との成す角をαとした時、離間カム８０からリブ４６が受ける力Ｆｃのカートリッジ移動方向の成分、Ｆｃ・ｃｏｓαが正であればよい。即ち、αが−π／２＜α＜π／２なる範囲内であればよい。
【００７３】
（他の実施例）
上記１〜３の各実施例では、画像形成装置Ａは、複数の感光体ドラム１から転写ベルト１１によって搬送される転写材Ｓにトナー像を順次転写して記録画像を形成する画像形成装置であるとして説明した。しかし、本発明は転写ベルト１１を使用した画像形成装置に限定されるものではない。例えば、感光体ドラムと、この感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段等とを備えた複数の画像形成部から、各画像形成部に対向して周回移動する中間転写体としての中間転写ベルトにトナー像を順次重ねて転写して、その後このトナー像を別途設けられた転写材搬送系によって搬送される転写材に一括して２次転写して記録画像を得る画像形成装置においても、本発明は適用可能であり、上記同様の効果を得ることは明らかである。
【００７４】
以上、本発明を上述の各実施例を参照して説明してきたが、本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、可能な限り変形し、組み合わせて構成しても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に好適に用いることができる画像形成装置の縦断面図であり、装置本体に装着された全てのプロセスカートリッジにおいて現像ローラが感光体ドラムから離間した状態を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの縦断面図である。
【図３】実施の形態に係るプロセスカートリッジの画像形成装置への装着方法の一例を説明するための装置本体内側板付近を示す斜視図である。
【図４】プロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図５】プロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図６】プロセスカートリッジの当接状態を示す断面図である。
【図７】プロセスカートリッジの離間状態を示す断面図である。
【図８】離間カム近傍の概略図である。
【図９】カートリッジを駆動する駆動部の概略図である。
【図１０】離間カムの動きを表す説明図である。
【図１１】実施例１に係る離間カム及びレバーの動作を説明する斜視図である。
【図１２】実施例１に係るカートリッジ移動を行うまでのフローチャートである。
【図１３】実施例２に係るリブを備えたプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図１４】実施例３に係る離間カムによるプロセスカートリッジの動作を説明するための概略断面図である。
【図１５】実施例３に係る離間カムとリブの当接部近傍の部分拡大図である。
【図１６】従来の画像形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  感光体ドラム
４  現像ユニット
７  プロセスカートリッジ
１１  静電転写ベルト
４０  現像ローラ
４６  リブ
５０  感光体ドラムユニット
５４  加圧バネ
６４  リブ
８０  離間カム
８１  回転軸
９０  ステッピングモータ
１０４  ワンウェイクラッチ
１０５  レバー
１０６  ガイド部材
１１０  装置本体
Ａ  画像形成装置
【図１】
2006337413.tif 000003
【図２】
2006337413.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006337413.tif 000006
【図５】
2006337413.tif 000007
【図６】
2006337413.tif 000008
【図７】
2006337413.tif 000009
【図８】
2006337413.tif 000010
【図９】
2006337413.tif 000011
【図１０】
2006337413.tif 000012
【図１１】
2006337413.tif 000013
【図１２】
2006337413.tif 000014
【図１３】
2006337413.tif 000015
【図１４】
2006337413.tif 000016
【図１５】
2006337413.tif 000017
【図１６】
2006337413.tif 000018