(57)【要約】【課題】装置本体及び現像カートリッジのコストを下げつつ、正確な公転運動を行い、正確に現像手段を現像位置に停止させ、濃度薄等の画像劣化のない画像形成装置を提供すること。【解決手段】感光体ドラム１と、前記感光体ドラムと略平行に回転自在に支持され、複数色の現像手段Ｄｙ，Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｂを有し、画像形成装置本体に着脱自在である現像カートリッジＤと、前記現像カートリッジＤが装着された際に、前記現像カートリッジＤの公転軸方向における両側の側面と対向するように配置され、前記複数色の現像手段Ｄｙ，Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｂを順次切り替えて前記感光体ドラム１に対向させる一対のガイドユニット１１，１１′と、前記ガイドユニット１１，１１′の少なくとも一方に駆動を供給するモータＭｏと、を有し、前記ガイドユニット１１，１１′は、少なくとも前記現像カートリッジＤの着脱の際のガイド部５９と、前記現像カートリッジＤの位置決め部７１，７１′と、前記モータＭｏから駆動を受ける時のギア部１１ａを備えていることを特徴とする。【選択図】    図９
2004157277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像胆持体と、
前記像胆持体と略平行に回転自在に支持され、複数色の現像手段を有し、画像形成装置本体に着脱自在である現像カートリッジと、
前記現像カートリッジが装着された際に、前記現像カートリッジの公転軸方向における両側の側面と対向するように配置され、前記複数色の現像手段を順次切り替えて前記像担持体に対向させる一対の回転式切替手段と、
前記回転式切替手段の少なくとも一方に駆動を供給する駆動源と、
を有し、
前記回転式切替手段は、少なくとも前記現像カートリッジの着脱の際のガイド部と、前記現像カートリッジの位置決め部と、前記駆動源から駆動を受ける時の駆動入力部を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に色の異なる複数の現像手段を備え、マルチカラー画像やフルカラー画像などを形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式によって多色画像を形成する装置の構成としては、帯電装置によって一様に帯電されたドラム形状の電子写真感光体（以下感光体ドラムと称す）に選択的な露光をして潜像を形成し、色の異なる現像剤を収容した複数の現像カートリッジを回転選択機構上に配置し、前記感光体ドラムに対して所定色の現像剤を収容した現像カートリッジを対向させて現像し、この現像像を記録媒体に転写し、さらにこれらの現像転写動作を各色について行うことにより、多色画像を得る方法が提案されている。
【０００３】
また、ユーザの消耗品交換の利便性を考慮し、消耗品である感光体ドラム、帯電手段、クリーニング手段等を一体構造にまとめたドラムカートリッジと、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像手段を一体的に形成した現像カートリッジとして、それぞれを画像形成装置に着脱自在に交換でき、メンテナンス作業を容易にしたものが提案されている。
【０００４】
このうち、選択された現像手段を感光体ドラムと対向するように現像カートリッジを回転させる回転駆動（この後、公転と称する）の方法として、様々のものが提案されている。
【０００５】
例えば、第１の公転方法として、現像カートリッジの側面の公転中心にギアを配置して、装置本体の駆動ギアにより公転中心のギアを回転させる方法がある。第２の公転方法として、現像カートリッジをハウジングに固定して、ハウジングごと公転させる方法がある。第３の公転方法として、現像カートリッジの側面の公転中心にカップリングを設け、装置本体側に同軸に設けられた公転ギアと連結して公転を行う方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例で述べた公転方法は、以下に述べるような問題がある。
【０００７】
第１の方法では、現像カートリッジのギアを配置しなければならず、消耗品であるカートリッジのコストが上がりランニングコストの上昇につながる。また、現像カートリッジにギアを配置すると配置スペースに限りがあり、ギア外径を大きくできず、モータからの減速のために多くのギア列を必要とする。また、ギアの歯外径が小さいと、バックラッシュ等による誤差が、現像停止位置精度に与える影響が大きくなる。
【０００８】
第２の方法では、装置本体にハウジングが入るスペースが必要となり、装置本体の大型化、コストアップに繋がる。また、ユーザにとっては、カートリッジをハウジングに入れる動作、ハウジングを装置本体に位置決めする動作、等が必要であり、ユーザビリティ性が低下する恐れがある。
【０００９】
第３の方法では、現像カートリッジにはギアが配されず、装置本体にも余分な部品を配置する必要もなく、また、公転ギアが装置本体に配置されているため、ギアの歯外径をある程度大きくする事ができ、第１や第２の方法で述べた課題は解決できる。しかし、現像カートリッジと装置本体の公転ギアのカップリング連結の剛性を高めるのが難しく、またカップリングの結合のガタを取る事は組立上困難である。そのため、公転ギアの回転位相を現像カートリッジに正確に伝達することができず、現像手段を正確に感光体ドラムに対向させることが出来なくなる恐れがある。
【００１０】
本発明では、これらの課題を鑑み、装置本体及び現像カートリッジのコストを下げつつ、正確な公転運動を行い、正確に現像手段を現像位置に停止させ濃度薄等の画像劣化のない画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、像胆持体と、前記像胆持体と略平行に回転自在に支持され、複数色の現像手段を有し、画像形成装置本体に着脱自在である現像カートリッジと、前記現像カートリッジが装着された際に、前記現像カートリッジの公転軸方向における両側の側面と対向するように配置され、前記複数色の現像手段を順次切り替えて前記像担持体に対向させる一対の回転式切替手段と、前記回転式切替手段の少なくとも一方に駆動を供給する駆動源と、を有し、前記回転式切替手段は、少なくとも前記現像カートリッジの着脱の際のガイド部と、前記現像カートリッジの位置決め部と、前記駆動源から駆動を受ける時の駆動入力部を備えていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、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、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本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、本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。
【００１３】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る電子写真画像形成装置について、図１乃至図９を参照して説明する。
【００１４】
〔画像形成装置の全体の説明〕
まず画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。図１は画像形成装置の一形態であるカラーレーザープリンタの全体構成説明図である。
【００１５】
カラーレーザープリンタは、一定速度で回転する像胆持体たる感光体ドラム１と、４つの現像手段とからなる画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から搬送手段５によって給送された転写材Ｐに更に転写する中間転写体４とを有し、中間転写体４からカラー画像を転写された転写材Ｐを、次いで定着部７へ搬送してカラー画像を転写材Ｐに定着し、排出ローラ５ｆによって装置上面の排出部８へ排出するものである。尚、上記回転可能なカラー現像カートリッジＤは、４つの現像手段が一体的に形成されている。詳細については後述する。
【００１６】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００１７】
〔感光体ドラムカートリッジ〕
ドラムカートリッジＵは、感光体ドラム１と、感光体ドラム１のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器９ａと一体的に構成されている。そして、このドラムカートリッジＵはプリンタ本体に対して着脱自在に支持され、感光体ドラム１の寿命に合わせて容易にユニット交換可能であるよう構成されている。
【００１８】
本実施形態に係る感光体ドラム１は、直径約５０ｍｍのアルミシリンダの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、感光体ドラム１のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器９ａに回転自在に支持されている。感光体ドラム１の周上には、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９ｂ、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２が配置され、また図示後方の一方端に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させるようにしている。
【００１９】
〔帯電手段〕
帯電手段２は、接触帯電方法を用いたものであり、導電性ローラを感光体ドラム１に当接させ、この導電性ローラに電圧を印加することによって感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものである。
【００２０】
〔露光手段〕
上記感光体ドラム１への露光は、スキャナ部３から行われる。即ち、画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー３ａへ照射する。
【００２１】
このポリゴンミラー３ａはスキャナモータ３ｂによって高速回転し、ポリゴンミラー３ａで反射した画像光が結像レンズ３ｃ及び反射ミラー３ｄを介して一定速度で回転する感光体ドラム１の表面を選択的に露光し、その結果感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００２２】
〔現像装置〕
現像装置について、図２〜図５、図７、及び図９を用いて特に詳細に説明する。図２は現像カートリッジの断面図である。図３は現像カートリッジを一端側から見た斜視図である。図４は現像カートリッジを他端側から見た斜視図である。図５は図１の現像位置付近を拡大した詳細図である。図７は装置本体の現像カートリッジの取り付け部付近を特に拡大して示した斜視図である。図９は現像カートリッジが装着された状態において、現像カートリッジの公転軸で切った断面図である。
【００２３】
また、現像カートリッジＤの側面とは現像カートリッジが公転する際の公転軸方向における一方側の端面、あるいは他方側の端面を指す。更には、一方側とは図３に見えている側面側であり、他方側とは図４に見えている側面側である。また、現像カートリッジが公転する際の回転中心を公転軸と称している。
【００２４】
現像装置は、図６、図７に示すような軸芯１０を中心に現像手段を選択的に感光体ドラムに対向させるための回転式切替手段であるガイドユニット１１と、図２に示すような、これに搭載された４個の現像手段、すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像手段を一体的に形成したカラー現像カートリッジＤを備えている。感光体ドラム１上の静電潜像の現像時には、その静電潜像に付着すべき色の所定の現像手段Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｋの何れか１つが後述する公転方法により現像位置に配置される。すなわち、現像ローラ１２が感光体ドラム１に対して微小間隙（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた後、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する。この現像は、次のようにして行う（図５参照）。現像する色に対応するトナーＴを送り機構１５によってトナー供給ローラ１９へ送り込み、回転するトナー供給ローラ１９及びトナー規制を行う現像ブレード１６によって、回転する現像ローラ１２の外周にトナーＴを薄層塗布し、かつトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。この現像ローラ１２と、静電潜像が形成された感光体ドラム１との間に現像バイアスを印加することにより、静電潜像にトナー像を付着させてトナー像として現像するものである。
【００２５】
次に現像カートリッジＤの構成について説明する。図２に示すように、本カートリッジの枠体構成は４色のトナーを一つにトナー枠体２２に収納している。これにより、部品点数削減を行い、コストダウンを達成している。このトナー枠体は精度をあまり必要としないため、ブロー成形、あるいは、現像ローラ１２の長手方向に沿って、型を抜くことにより成形している。現像枠体は４色夫々の現像枠体２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋで構成されており、夫々の現像枠体をトナー枠体２２に超音波溶着等で固定している。
【００２６】
現像カートリッジの一方側の側面、他方側の側面には、図３、図４に示すように、後述する現像カートリッジＤを着脱する際のガイドとなる突出部としてのガイドリブ７０，７０′が設けられている。ガイドリブ７０，７０′は側面から公転軸方向において外方に突出した略直線状であり、リブ状の部位であり、その一方側の端部は円弧部７０ａ，７０ａ′が形成されている。円弧部７０ａ，７０ａ′は公転軸と略同軸である。また他方側の端部近傍には公転軸を中心とした接線方向に円弧状である、後述する現像カートリッジＤの位置決めを行うための突き当て部７０ｂ，７０ｂ′が形成されている。また、円弧部７０ａ，７０ａ′と同軸に、その外側に、円筒状であり、少し外径の小さな位置決めダボ７０ｄ，７０ｄ′が形成されている。この第２の突出部としての位置決めダボ７０ｄ，７０ｄ′は後述するように、突き当て部７０ｂ，７０ｂ′と協働して現像カートリッジＤの位置決めを行う。また、これらガイドリブ７０，７０′はトナー収納枠体２２に一体的に形成されている。
【００２７】
各現像手段Ｄｙ，Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｂの現像ローラには、各現像カートリッジが現像位置に配置されたときに、画像形成装置本体に設けられた各色現像用高圧電源と接続されるようになっており、各色の現像毎に選択的に電圧が印加される。
【００２８】
次にガイドユニットについて説明する。図７、図９に示すように、現像カートリッジＤの一方側の側面、他方側の側面に対して夫々、対向するようにガイドユニット１１，１１′が配置されている。ガイドユニット１１は公転軸方向において２層構造となっており、その外側には後述する公転する際に駆動源としてのモータＭｏからの駆動入力部としてのギア部１１ａが公転中心と同軸に設けられている。このギア部１１ａのギア歯外径は現像カートリッジＤの公転直径より同等か大きく設定されている。また、ガイドユニット１１の内側の層にはその公転中心からガイドの外周方向に開放された、現像カートリッジＤの側面に対向するように配置された凹状のガイド部５９が形成されている。ガイド部５９の終端部はＵ部５９ｃとして閉じており、Ｕ部５９ｃは公転中心と同軸の半円弧状である。このＵ部５９ｃの外径は先に説明した現像カートリッジＤのガイドリブ７０の円弧部７０ａの外径より若干大きく設定されている。またＵ部５９ｃと同軸に、その外側には、後述する現像カートリッジＤの位置決めを行う位置決め部７１が配されている。この位置決め部７１は公転軸方向に進退自在に固定されている。図７、図９（ａ）に示すように、一番外側にある位置として、位置決め部７１の端面７１ａとガイド部５９の底面５９ｂと同一か少し端面７１ａの方が外側に位置している。これは、現像カートリッジＤを装着する際、邪魔にならないように退避しているためである。位置決め部７１が一番内側にある状態では、その端面７１ａとガイドユニット１１の現像カートリッジＤとの対向面１１ｃが同一か、少し端面の方が外側に位置している。これは、現像カートリッジＤが所定の位置に位置決めされた時、その公転軸方向においてカートリッジをコンパクトに収納するためである。また、位置決め部７１は外周と同軸な内周部７１ｂを持つ。
【００２９】
次にガイド部５９の公転方向上流側近傍には付勢ばね６０が配されている。付勢ばね６０は板ばねまたはコイルばねであり、ばね性金属により成形されている。付勢ばね６０はその一端をガイドユニット１１に固定され、その他端がガイドユニット内部に移動自由に保持されている。その中間部はへの字状に曲げられており、先端部６０ａはガイド部５９の凹を形成する公転上流側の面５９ａから凹の空間に突出している。
【００３０】
次にギア部１１ａと噛合う駆動ギア１０１ａは後述する現像カートリッジＤの揺動時の揺動中心にモータＭｏと同軸に配されている。この位置への配置で揺動時のギアの解除をなくしている。これら、モータＭｏ、駆動ギア１０１ａ、ガイドユニット１１は側板７２（図９参照）に固定され、側板ともども揺動する。
【００３１】
また、他方側のガイドユニット１１′も一方側のガイドユニット１１とギア部１１ａを除いてほぼ対称な構成である。そして、揺動中心に配された軸７３が駆動ギア１０１ａを回転自在に支持するとともに、両側板７２，７２′に渡って支持している。
【００３２】
〔中間転写体〕
中間転写体４は、無端の誘電体のベルトをプーリに巻掛けたベルト装置であって、カラー画像形成動作時には各現像手段により可視化された感光体ドラム１上のトナー画像を４回（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色の各画像）にわたり多重転写を受けるため、感光体ドラム１の外周速度と同期して図１に矢印で示すように時計回りに回転し、また多重転写を受けた中間転写体４は電圧を印加された転写ローラ６とによって転写材を挟み込み搬送することにより、転写材Ｐに中間転写体４上の各色トナー像を同時多重転写する。
【００３３】
〔クリーニング手段〕
クリーニング手段９は、現像手段によって感光体ドラム１に可視像化されたトナーが中間転写体４に転写された後、感光体ドラム１上に残ったトナーをクリーニングするものであり、クリーニングされた廃トナーＴ′はトナー搬送部材９ｄによりクリーニング容器（トナー貯留部）９ｃに蓄えられる。クリーニング容器９ｃに蓄えられる廃トナーの量は、感光体ドラム１の寿命より早くクリーニング容器９ｃを満たすことはなく、従ってクリーニング容器９ｃは感光体ドラム１の寿命交換時に同時に一体で交換処理される。
【００３４】
〔搬送部〕
給送部で始まる搬送手段５は画像形成部へ転写材Ｐを給送するものであり、複数枚の転写材Ｐを収納したカセット５ａと給送ローラ５ｂ、給送ローラ５ｃ１、重送防止のリタードローラ５ｃ２、給送ガイド５ｇ、レジストローラ５ｅから主に構成される。
【００３５】
画像形成動作中には給送ローラ５ｂが画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット５ａ内の転写材Ｐを一枚ずつ分離給送すると共に、給送ガイド５ｇによってガイドし、給送ローラ５ｃ１を経由してレジストローラ５ｅに至る。
【００３６】
画像形成動作中にレジストローラ５ｅは、転写材Ｐを静止待機させる非回転の動作と転写材Ｐを中間転写体４に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材との位置合わせを行う。
【００３７】
〔転写部〕
転写部は揺動可能な転写ローラ６からなっており、転写ローラ６は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能で且つ駆動されるようになっている。
【００３８】
上記中間転写体４上に４色のトナー像を形成している間、即ち中間転写体４が複数回転する間はその画像を乱さぬよう、転写ローラ６は下方に位置し中間転写体４とは離れている。
【００３９】
そして上記中間転写体４上に４色のトナー像を形成し終わった後、転写材Ｐにカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ６はカム部材６ａにより上方の位置、即ち転写材を介して中間転写体４に所定の圧で押しつけられる。この時、同時に転写ローラ６にはバイアスが印加され中間転写体４上のトナー画像は転写材に転写される。
【００４０】
ここで中間転写体４と転写ローラ６とは夫々駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材Ｐは転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着部７に向けて送られる。
【００４１】
〔定着部〕
定着部７は、上記現像手段により形成されたトナー画像を中間転写体４を介して転写材Ｐ上に転写させ、その転写したトナー画像を定着させるものである。定着部７は、転写材Ｐに熱を加えるための定着ローラ７ａと転写材Ｐを定着ローラ７ａに圧接させるための加圧ローラ７ｂとからなり、各ローラ７ａ，７ｂは中空ローラであり内部に夫々ヒータを有し回転駆動され、同時に転写材Ｐを搬送するよう構成されている。
【００４２】
即ちトナー像を保持した転写材Ｐは、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材に定着される。
【００４３】
〔現像カートリッジの画像形成装置本体への装着、現像動作〕
次に現像カートリッジの装着、現像動作について図１、図６〜図９により説明する。
【００４４】
図６は現像カートリッジを装着前の装置本体の断面図である。以下、特記しない限り、一方側の側面についてのみ記述するが、他方側の側面についても同様である。
【００４５】
まず、プリンタ本体３０の図示しないボタンを押すことにより、現像カートリッジＤが装着可能になる所定の位置までガイドユニット１１が軸（軸芯）１０を中心にして回転して停止する（図６の状態）。尚、この時ガイドユニット１１は感光体ドラム１から離れた所に移動している。すなわち、ギア１０１ａを中心に図６において、時計回りに５°程度揺動した位置でカートリッジの着脱を行う。
【００４６】
次に、プリンタ本体３０の一部に設けられた現像カートリッジ挿入口１７のカバー１８を開く。なお、通常はカバー１８により挿入口１７を閉鎖している。先に説明した図３、図４に示す現像カートリッジＤのガイドリブ７０をプリンタ本体３０のガイドユニット１１のガイド部５９に合わせ、現像カートリッジＤを押し込み挿入する。この時挿入方向、つまり、ガイドリブ７０と略平行に把手２１が現像カートリッジＤのトナー枠体２２の長手方向に沿って配されている。ここで、現像カートリッジ挿入を完了するとガイドリブ７０の円弧部７０ａがガイドユニット１１のＵ部５９ｃと係合する。先にも説明したように、円弧部７０ａの外径とＵ部５９ｃの内径はガタがあるので、この時には位置が決まっていない。更に、この時、ガイドユニット１１の付勢ばね６０がカラー現像カートリジＤのガイドリブ７０を押圧し、突き当て部７０ｂがガイド部５９を形成している面５９ｄに突き当たる。この状態が図９（ａ）の状態である。
【００４７】
次にユーザが不図示のカートリッジのカバーを閉めると、それと連動して、位置決め部７１が現像カートリッジＤの方向に移動する（その状態を図８に示す。但し図８では実際に現像カートリッジＤが存在するが、簡単のため省略した）。この時、位置決め部７１の内周部７１ｂは現像カートリッジＤの位置決めダボ７０ｄに嵌合する。この段階で、突き当て部７０ｂがガイド部５９の面５９ｄに突き当たることと協働して、現像カートリッジＤはガイドユニット１１に対して回転不能に位置決めされる。この状態が図９（ｂ）の状態である。尚、付勢ばね６０の付勢圧は現像カートリッジの公転時に、現像手段が現像位置に停止または動き始めた時の慣性力により現像カートリッジが動かない程度の付勢圧に設定されている。
【００４８】
次にプリント動作が開始されると、あるタイミングでモータＭｏが回転を始めると、同軸である駆動ギア１１ａが回転する。すると、噛み合っている外周のギア１１ａが回転し、現像カートリッジが公転を開始し、モータＭｏの回転数制御により所定の現像手段が感光体ドラム１に対向した位置に停止する。更に、不図示のカム部材によりギア１０１ａを中心に感光体ドラム方向（図８において時計回り）に揺動し、現像ローラは現像位置に達し、現像可能となる（図１の状態）。更に、次の色を現像する場合は、ギア１０１ａ中心に時計回りに揺動し、その位置で現像カートリッジＤとガイドユニット１１が約９０°公転し、ギア１０１ａ中心に反時計回りに揺動し、次の色の現像手段が現像位置をとる。このように４色の現像手段が次々と感光体ドラム上の潜像に現像する。この現像カートリッジＤの公転、揺動動作において、他方側のガイドユニットも現像カートリッジに回転不能に固定されているため、同様な動作を追随して行うことができる。現像カートリッジＤはある程度剛性があるため、他方側でも遅れがなく公転することができ、正確な現像位置に現像手段を停止することができる。
【００４９】
以上のように、回転式切替手段であるガイドユニット１１，１１′が現像カートリッジＤの位置決め、装着ガイド、公転の機能をもつことにより、簡単な構成の装置本体、及び現像カートリッジが達成でき、余計な部品を使うことなく、コストダウンが図れ、装置の小型化に繋がる。具体的には一対のガイドユニット１１，１１′間に現像カートリッジＤが渡っており、補強のための専用のステー等を必要とせず、装置本体のコストダウンが図れ、省スペース化に繋がる。また、現像カートリッジＤに公転のためのギア等を配置する必要が無く、そのギアをカバーする部材も必要なく、安い消耗品をユーザに提供できる。また外観がシンプルであるため、物流での破損が少なくなり、梱包材を最小限にすることができる。
【００５０】
また、ガイドユニット１１，１１′の位置決め部７１，７１′が進退自在であるため、現像カートリッジＤの着脱時に該カートリッジＤがその位置決め部７１，７１′を避ける必要がなくなり、シンプルな着脱方式を達成でき、ユーザビリティ性の向上に繋がる。
【００５１】
また、ガイドユニット１１，１１′のガイド部５９は凹状になっており、位置決め部７１，７１′はその凹状のガイド部５９の底面５９ｂに収納されているため、公転軸方向において同一の空間で位置決めの着脱を行うことができ、省スペース化に繋がる。
【００５２】
また、ガイド部５９の公転方向の面５９ｄに現像カートリッジＤの突出部としてのガイドリブ７０，７０′を付勢させることによって位置決めすることにより、位置決めにおいて捩れ方向の剛性を高めることができる。また、回転方向のガタをなくした位置決めを達成できる。そのため、モータ上で制御した通りの現像位置を現像カートリッジＤに遅れることがなく伝えることが出来る。
【００５３】
また、位置決め部７１，７１′を公転中心と同軸にすることにより、現像カートリッジＤの位置決め公差の寸法を簡単にでき、具体的には同軸度のみ、現像カートリッジを位置精度の管理が容易となる。
【００５４】
また、公転するためのギア部１１ａの歯外径を現像カートリッジＤの公転直径と同等か大きくすることにより、現像手段の停止位置の精度を上げることができる。現像カートリッジＤの公転はある程度の回転力を必要とし、ギアのモジュールを大きくしなければならない。するとバックラッシュが大きくなり必然的に現像位置の精度がでづらくなる。そのためギアの外径を大きくすることにより、１歯あたりの位相ズレの誤差を抑えることが出来る。また、公転スピードはある程度遅いため、通常ならモータから数段にわたり減速しなければならない。しかし、歯外径が大きいとモータから１段で減速することができ、部品点数の削減に繋がる。
【００５５】
また、現像カートリッジＤのガイドリブ７０，７０′がトナー収納枠体２２と一体に構成されることにより、部品一体化によるコストダウンを図ることができる。
【００５６】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、ガイドユニット１１に形成されるギア部１１ａは一方側のみに配置されると述べたが、図１０に示すように側板７２，７２′間を渡している軸７３の他方側端部付近に駆動ギア１０１ａ′を設けることにより、他方側のガイドユニット１１′も公転駆動させることができる。そうすることにより現像カートリッジの枠体の肉厚を薄くする等剛性を下げて、コストダウンを図ることができ、第１実施形態と同等の現像位置への停止精度を保つことができる。
【００５７】
また、図１１に示すように、現像カートリッジの公転中心に貫通軸５４を現像カートリッジの一方側から他方側に渡って配し、その両端を外方に突き出す構成も考えられる。その両端から突出した突出部である両端部５４ａ，５４ａ′が夫々位置決め部７１，７１′と嵌合することにより現像カートリッジが位置決めされる。そうすることにより、１部品で位置が決まるため、現像カートリッジＤの装置本体の位置精度がより決まり、現像性の向上につなげることができる。
【００５８】
また、図１０と図１１に示す構成の組み合わせでも装置本体、現像カートリッジのコストをそれほど上げることなく現像位置精度の向上につなげることができる。
【００５９】
また、前述した実施形態では現像カートリッジの公転中心での位置決めにおいて、カートリッジ側がダボ、装置側が内周部であると述べたが、これが逆であっても全く同等の効果が得られる。
【００６０】
また、前述した実施形態では４色フルカラーの一体型の現像カートリッジについて述べたが、ブラックのみ固定式にした３色一体型の現像カートリッジでも全く同等の効果がある。また、ブラックと単一色のマルチカラー用の現像カートリッジでも同様である。
【００６１】
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置や、転写材担持体を使用し、該転写材担持体に担持された転写材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、本発明の様々な実施形態を示し説明したが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。以下、本発明の実施態様の例を列挙する。
【００６３】
〔実施態様１〕
像胆持体と、前記像胆持体と略平行に回転自在に支持され、複数色の現像手段を有し、画像形成装置本体に着脱自在である現像カートリッジと、前記現像カートリッジが装着された際に、前記現像カートリッジの公転軸方向における両側の側面と対向するように配置され、前記複数色の現像手段を順次切り替えて前記像担持体に対向させる一対の回転式切替手段と、前記回転式切替手段の少なくとも一方に駆動を供給する駆動源と、を有し、前記回転式切替手段は、少なくとも前記現像カートリッジの着脱の際のガイド部と、前記現像カートリッジの位置決め部と、前記駆動源から駆動を受ける時の駆動入力部を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【００６４】
〔実施態様２〕
前記位置決め部は、前記現像カートリッジを位置決めする位置と、前記現像カートリッジを開放する位置とに、前記現像カートリッジの公転軸方向に進退可能であることを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【００６５】
〔実施態様３〕
前記ガイド部は前記回転式切替手段の現像カートリッジと対向する面に設けられた凹部であり、前記位置決め部は前記凹部の一部に配置されていることを特徴とする実施態様１又は２に記載の画像形成装置。
【００６６】
〔実施態様４〕
前記位置決め部は前記現像カートリッジの回転中心に位置しており、前記現像カートリッジは、前記凹部に係合する突出部を有しており、前記突出部が前記凹部に対して前記現像カートリッジの回転方向に付勢されることにより、前記位置決め部と協働して前記現像カートリッジの位置決めを行うことを特徴とする実施態様２又は３に記載の画像形成装置。
【００６７】
〔実施態様５〕
前記突出部の一部は現像カートリッジの回転中心に配置され、さらにその回転中心には外方に突出した第２の突出部を有し、前記第２の突出部は前記位置決め部と嵌合することにより現像カートリッジが位置決めされることを特徴とする実施態様４に記載の画像形成装置。
【００６８】
〔実施態様６〕
前記回転式切替手段の駆動入力部はギアであり、そのギア径は少なくとも前記現像カートリッジの外周と同径か、それ以上であることを特徴とする実施態様１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００６９】
〔実施態様７〕
前記現像カートリッジの回転中心には一方の側面から他方の側面に渡って配された一本の軸を有しており、前記軸は前記両側面から外側に延出しており、その突出部が前記位置決め部と嵌合することを特徴とする実施態様１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転式切替手段が現像カートリッジの位置決め、装着ガイド、公転の機能をもつことにより、簡単な構成の装置本体、及ぶ現像カートリッジが達成でき、余計な部品を使うことなく、コストダウンが図れ、装置の小型化に繋がる。具体的には一対の回転式切替手段間に現像カートリッジが渡っており、補強のための専用のステー等を必要とせず、装置本体のコストダウンが図れ、省スペース化に繋がる。また、現像カートリッジに公転のためのギア等を配置する必要が無く、そのギアをカバーする部材も必要なく、安い消耗品をユーザに提供できる。また外観がシンプルであるため、物流での破損が少なくなり梱包材を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像カートリッジ及び装置本体の主要部正面断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るカラー現像カートリッジの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る現像カートリッジを一端側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る現像カートリッジを他端側から見た斜視図である。
【図５】図１の現像位置付近を拡大した詳細図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る装置本体の主要部正面断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る装置本体の現像カートリッジの取り付け部付近を特に拡大して示した斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る装置本体の現像カートリッジの取り付け部付近を特に拡大して示した斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る現像カートリッジが装着された状態において、現像カートリッジの公転軸で切った断面図である
【図１０】本発明の他の実施形態に係る現像カートリッジが装着された状態において、現像カートリッジの公転軸で切った断面図である
【図１１】本発明の他の実施形態に係る現像カートリッジが装着された状態において、現像カートリッジの公転軸で切った断面図である
【符号の説明】
Ｄ        …現像カートリッジ
Ｄｙ，Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｂ  …現像手段
Ｍｏ    …モータ
Ｐ        …転写材
Ｔ        …トナー
Ｔ′    …廃トナー
Ｕ        …ドラムカートリッジ
１        …感光体ドラム
２        …一次帯電手段
３        …スキャナ部
３ａ    …ポリゴンミラー
３ｂ    …スキャナモータ
３ｃ    …結像レンズ
３ｄ    …反射ミラー
４        …中間転写体
５        …搬送手段
５ａ    …カセット
５ｂ    …給送ローラ
５ｃ１  …給送ローラ
５ｃ２  …リタードローラ
５ｅ    …レジストローラ
５ｆ    …排出ローラ
５ｇ    …給送ガイド
６        …転写ローラ
６ａ    …カム部材
７        …定着部
７ａ    …定着ローラ
７ｂ    …加圧ローラ
８        …排出部
９        …クリーニング手段
９ａ    …容器
９ｂ    …クリーニングブレード
９ｃ    …クリーニング容器
９ｄ    …トナー搬送部材
１０    …軸
１１，１１′  …ガイドユニット
１１ａ，１１ａ′  …ギア部
１１ｃ，１１ｃ′  …対向面
１２    …現像ローラ
１５    …送り機構
１６    …現像ブレード
１７    …挿入口
１８    …カバー
１９    …トナー供給ローラ
２０    …シャッタ
２１    …把手
２２    …トナー枠体
２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋ  …現像枠体
３０    …プリンタ本体
５４    …貫通軸
５４ａ，５４ａ′  …端部
５９    …ガイド部
５９ａ  …面
５９ｂ  …底面
５９ｃ  …Ｕ部
５９ｄ  …面
６０    …付勢ばね
６０ａ  …先端部
７０，７０′  …ガイドリブ
７０ａ，７０ａ′  …円弧部
７０ｂ，７０ｂ′  …突き当て部
７０ｄ，７０ｄ′  …位置決めダボ
７１，７１′  …位置決め部
７１ａ，７１ａ′  …端面
７１ｂ，７１ｂ′  …内周部
７２，７２′  …側板
７３    …軸
１０１ａ  …駆動ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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