(57)【要約】【課題】現像ロータリーの偏荷重状態で画像形成動作を行う画像形成装置において、現像ロータリーを所定位置に確実に停止させる。【解決手段】回転している現像ユニット４を停止させる際には、ソレノイド４０５を駆動して駆動ギヤ４０１を断続的に現像ユニット４の入力ギヤ４８に歯合させる。これにより、駆動ギヤ４０１、モータピニオン４０２およびモータピニオン４０２を取り付けたモータが負荷となり、現像ユニット４が減速する。こうして減速された現像ユニット４に対してロック機構を作動させて固定することにより、現像ユニット４を所定位置で確実に停止させることができる。【選択図】        図３
2004272027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の現像器を装着可能で、しかも軸中心に回転自在に設けられた現像ロータリーを有し、前記複数の現像器のうち少なくとも１つが前記現像ロータリーに装着された状態で画像形成動作を実行するエンジン部と、
前記軸中心に回転している前記現像ロータリーを必要に応じて減速させる減速手段と、
前記減速手段により減速された前記現像ロータリーを所定位置で固定する固定手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記減速手段は、前記現像ロータリーに対して離当接自在に設けられ前記現像ロータリーに当接することで前記現像ロータリーを減速させる負荷と、前記現像ロータリーに対する前記負荷の離当接を制御する離当接制御部とを備える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記離当接制御部は、前記現像ロータリーに対して前記負荷を断続的に当接することによって前記現像ロータリーを減速させる請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ロータリーを回転駆動するための駆動力を発生する駆動源と、必要に応じて前記現像ロータリーに当接することで前記駆動源からの前記駆動力を前記現像ロータリーに伝達する伝達部とを備え、
前記離当接制御部は、前記伝達部の前記現像ロータリーへの離当接を制御するものであり、しかも、前記現像ロータリーを減速させるときには、前記離当接制御部が前記伝達部を前記現像ロータリーに当接することで、前記伝達部または前記伝達部と前記駆動源とを前記負荷として機能させる請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記エンジン部が装置本体の内部に収容されるとともに、装置本体に対して開閉自在に構成されてその開状態で前記エンジン部の少なくとも一部を露出させるカバー部材をさらに備え、
前記カバー部材が開かれたときには、前記減速手段により前記軸中心に回転している前記現像ロータリーを減速させるとともに、前記減速手段により減速された前記現像ロータリーを前記固定手段により所定位置で固定する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
予め設定された着脱位置に前記現像ロータリーを位置決めすることにより前記現像ロータリーに対して前記現像器を着脱可能となっており、しかも、
前記カバー部材が開かれたときには、前記固定手段により、前記着脱位置とは異なる位置で前記現像ロータリーを固定する請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置、より詳しくは、現像器カートリッジを装着した現像ロータリーを駆動する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリー現像方式の画像形成装置では、複数の現像器が装着された現像ロータリーが装置本体に対して回転自在に設けられている。この画像形成装置によりフルカラー画像を形成する場合には、現像ロータリーを回転させることによって複数の基本トナー色のそれぞれに対応した現像器を切り換えながら、当該トナー色のトナー像形成を行い、こうして形成した各トナー色でのトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得ている。
【０００３】
このような画像形成装置では、現像ロータリーを素早く切り換え、かつ現像器を所定の現像位置に正しく位置決めするために、次のような制御がなされる。すなわち、モータ等の駆動手段により現像ロータリーを回転駆動し、現像ロータリーが現像位置の手前まで来ると駆動を停止するとともに、現像ロータリーの回転を抑止するロック機構を作動させて、現像ロータリーを現像位置に位置決め停止させる。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載された画像形成装置では、複数の現像器が装着された現像ユニット（現像ロータリー）が駆動モータにより回転駆動され、所望の現像器の現像ローラが現像位置に達するとモータ停止またはクラッチをオフして回転駆動を停止するとともに、凹溝を設けたカムとストップローラとを備えるストップ手段（ロック機構）を作用させることによって現像ユニットを所定の現像位置に停止させている。
【０００５】
また、この種の画像形成装置では、現像ロータリーなどの可動部が露出した状態での動作を禁止するために、可動部を覆うカバーやドアが開いているときには現像ロータリーの回転を行わないようにしている。例えば、特許文献２に記載された画像形成装置では、現像器を取り出すための開口部を覆う開閉ドアが開かれたときには、現像ロータリーを回転駆動する駆動手段への電源を遮断するようにしており、こうすることで現像器の取出し操作中に現像ロータリーが回転するのを防止している。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−１１７７８４号公報（第３頁、第５図、第６図）
【特許文献２】
特開平１０−２３９９４２号公報（第５頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般ユーザにおいては、カラー画像形成装置といえどもモノクロ画像形成に使用される場合が多いのが実状である。特に、オフィス等ではこのような使われ方をすることが多い。そこで、全トナー色の現像器を装着しなくても、ユーザが必要とする色の現像器のみを装着した状態で画像形成を行える画像形成装置の出現が望まれる。このような装置では、全色の現像器を全て装着した状態ではフルカラー画像を形成可能な画像形成装置として使用できる一方、必要な色、例えばブラック色の現像器のみを装着してモノクロ画像形成装置として使用することができ、ユーザの様々な要望に応えることが可能となる。
【０００８】
しかし、ロータリー現像方式の画像形成装置においては、一部の現像器を装着していない場合には現像ロータリーが偏荷重状態となる。このような偏荷重状態での現像ロータリーの回転駆動を可能とするためには特別な配慮が必要となる。すなわち、偏荷重状態にない現像ロータリーでは回転駆動を停止すればその回転は摩擦等により自然に減速するのに対し、偏荷重状態の現像ロータリーでは、例えばその重心が回転軸より上方にあるときなど、十分な減速ができなかったり、却って加速する場合がある。
【０００９】
また、カバーやドアが開いているときに駆動手段の電源を遮断したり、クラッチをオフにするだけでは十分とはいえない。というのは、現像ロータリーの回転が拘束されていない状態では、偏荷重と重力とによって生ずるトルクにより、静止している、あるいは減速した現像ロータリーが再び回り出すことがあるからである。
【００１０】
これらの現象のため、偏荷重状態での回転駆動を想定していない従来の画像形成装置では、偏荷重時に現像ロータリーを正しい位置で停止させることができなくなったり、十分に減速されていない現像ロータリーに対して上記のようなロック機構を作用させることによりロック機構を破損するおそれがある。
【００１１】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、現像ロータリーの偏荷重状態で画像形成動作を行う画像形成装置において、現像ロータリーを所定位置に確実に停止させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、複数の現像器を装着可能で、しかも軸中心に回転自在に設けられた現像ロータリーを有し、前記複数の現像器のうち少なくとも１つが前記現像ロータリーに装着された状態で画像形成動作を実行するエンジン部と、前記軸中心に回転している前記現像ロータリーを必要に応じて減速させる減速手段と、前記減速手段により減速された前記現像ロータリーを所定位置で固定する固定手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
このように構成された発明では、現像ロータリーに少なくとも１つの現像器が装着されていれば画像形成動作を実行可能である。また回転している現像ロータリーを停止させる際には、減速手段によってその回転速度を低下させ、こうして速度の低下した現像ロータリーを固定手段によって所定位置に固定するので、現像ロータリーがいくつかの現像器を装着されない偏荷重状態にあったとしても、確実にその回転を止め所定位置に停止させることができる。
【００１４】
この前記減速手段としては、前記現像ロータリーに対して離当接自在に設けられ前記現像ロータリーに当接することで前記現像ロータリーを減速させる負荷と、前記現像ロータリーに対する前記負荷の離当接を制御する離当接制御部とを備えたものを用いることができる。この負荷を現像ロータリーに当接させることで、現像ロータリーの回転エネルギーを消費させ減速させることができる。
【００１５】
現像ユニットの減速の程度は偏荷重の状態によって異なっているので、連続的に負荷を当接して急激に減速すると所定位置に到達する前に現像ロータリーが停止してしまう場合がある。この問題を解消するため、前記離当接制御部は、前記現像ロータリーに対して前記負荷を断続的に当接することによって前記現像ロータリーを減速させるようにするのが好ましい。こうすることにより、現像ロータリーに負荷を当接するために消費する電力を低減するという効果もある。現像ロータリーの偏荷重の状態や、回転速度などに応じて離当接のタイミングを変化させるようにするとなお好ましい。
【００１６】
一般にこのような画像形成装置では、前記現像ロータリーを回転駆動するための駆動力を発生する駆動源と、必要に応じて前記現像ロータリーに当接することで前記駆動源からの前記駆動力を前記現像ロータリーに伝達する伝達部とを備えている。現像ロータリーを回転させるときには、駆動源からの駆動力が伝達部により現像ロータリーに伝達されるが、現像ロータリーを減速させる際にはこれらを前記負荷として用いることができる。こうすることで、減速手段としての新たな構成を設ける必要はなく、装置の構成が簡単となり、その結果、装置の小型化およびコスト低減を図ることができる。この場合には、前記離当接制御部としては、前記伝達部の前記現像ロータリーへの離当接を制御するために設けられた構成を用いることができる。
【００１７】
また、前記エンジン部が装置本体の内部に収容されるとともに、装置本体に対して開閉自在に構成されてその開状態で前記エンジン部の少なくとも一部を露出させるカバー部材をさらに備える装置においては、本発明による減速手段および固定手段を設ける効果が顕著である。というのは、そのカバー部材が開かれたときには現像ロータリーの回転を速やかに、かつ確実に停止させる必要があるからであるが、本発明を適用することによって、この目的が達成されるからである。
【００１８】
さらに、予め設定された着脱位置に前記現像ロータリーを位置決めすることにより前記現像ロータリーに対して前記現像器を着脱可能となっている装置では、前記カバー部材が開かれたときには、前記固定手段により、前記着脱位置とは異なる位置で前記現像ロータリーを固定するようにするのが好ましい。こうすることで、カバー部材が開かれて緊急的に停止した現像ロータリーに対し、ユーザが不用意に現像器の着脱操作を行うことは禁止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。この装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が図示を省略するメインコントローラに与えられると、このメインコントローラからの指令に応じてエンジン部ＥＧが所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２０】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。また、これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、後述するように、この感光体カートリッジ２が一体として装置１本体に対し着脱自在となっている。
【００２１】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２２】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、本発明の「現像ロータリー」として機能する現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、後述する回転制御部１０により制御されている。そして、この回転制御部１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２３】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ２まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２４】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ２にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ２の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ２に送り込まれる。
【００２５】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ３方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ２において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２６】
図２は図１の画像形成装置の外観斜視図である。前述したように、この画像形成装置１では、各現像器４Ｙ等が支持フレーム４０に対して着脱自在となっているとともに、感光体カートリッジ２が装置本体に対して着脱自在となっている。図２に示すように、装置本体１の側面部には開閉自在の外部カバー１００が設けられており、ユーザがこの外部カバー１００を開くと装置本体に設けられた感光体用開口部１０５を通して感光体カートリッジ２の側面部が露出する。そして、感光体カートリッジ２を固定するためのロックレバー１０６を矢印方向Ｄ４に回転させることでロックが解除され、図２の（−ｙ）軸方向に沿って感光体カートリッジ２を引き出すことが可能となる。また、感光体用開口部１０５を通して、感光体カートリッジ２を図２のｙ軸方向に挿入することで、新たな感光体カートリッジ２を装着することができる。そして、ロックレバー１０６により感光体カートリッジ２を固定する。こうして感光体カートリッジ２が装着されると、感光体用開口部１０５は感光体カートリッジ２の側面部によりほぼ塞がれる。
【００２７】
また、装置本体には、現像器カートリッジの着脱操作を行うための現像器用開口部１１５が設けられている。そして、この現像器用開口部１１５を覆うように、開閉自在の内部カバー１１０が設けられている。この内部カバー１１０は、外部カバー１００の内側に設けられている。つまり、外部カバー１００が現像器用開口部１１５をも覆うように形成されているため、外部カバー１００が閉じられた状態では内部カバー１１０を開くことはできない。逆に、内部カバー１１０を閉じなければ外部カバー１００を閉じることができない。そして、ユーザがこの内部カバー１１０を開いたとき、現像ユニット４が所定の着脱位置に停止していれば、装着されている現像器の１つを現像器用開口部１１５を通して取り出すことが可能となる。また、１つの現像器を現像器用開口部１１５を通して装着することが可能となる。
【００２８】
このように、この実施形態では、ユーザが外部カバー１００を開くことによって、カートリッジ交換などエンジン部ＥＧに対する操作を行うことが可能となっており、この外部カバー１００が本発明の「カバー部材」として機能している。
【００２９】
また、外部カバー１００には突起部１０１ａが設けられる一方、この突起部１０１ａに対応する本体側の位置には孔１０１ｂが設けられている。さらに、孔１０１ｂの底部には、後述するリミットスイッチ１０２が取り付けられている。そして、外部カバー１００が閉じられるとこの突起部１０１ａが本体側に設けられた孔１０１ｂに挿通され、孔１０１ｂの底部に設けられたリミットスイッチ１０２を押すことでその接点を閉じるようになっている。
【００３０】
内部カバー１１０にもこれと同様の機構が設けられている。すなわち、内部カバー１１０に突起部１１１ａが設けられる一方、それと対応する本体側の位置には孔１１１ｂが設けられている。そして、内部カバー１１０が閉じられると突起部１１１ａが孔１１１ｂに挿通され、孔１１１ｂの底部に設けられたリミットスイッチ１１２（後述）を押すことでその接点を閉じるようになっている。
【００３１】
さらに、感光体用開口部１０５の奥にも後述するリミットスイッチ１２２が設けられており、感光体カートリッジが装置本体に装着されるとその接点が閉じるようになっている。このリミットスイッチ１２２は、感光体カートリッジ２が装置本体に正しく装着された状態でその接点を閉じる一方、不完全な装着状態ではその接点を閉じることのないように設置されることが望ましい。というのは、不完全な装着状態で現像ユニット４を回転させて装置を破損することのないように、確実に装着されたことを検出する必要があるからである。
【００３２】
このように、この画像形成装置１では、外部カバー１００および内部カバー１１０のそれぞれについて、各リミットスイッチの接点の状態から当該カバーの開閉状態を知ることができるとともに、感光体カートリッジ２が装着されているか否かを知ることができるようになっている。そして、外部カバー１００および内部カバー１１０が閉じられ、かつ、感光体カートリッジ２が装着された状態でのみ、前記した画像形成動作を実行するようになっている。そのため、エンジン部ＥＧが露出した状態では画像形成動作は実行されない。
【００３３】
図３は現像ユニットおよびその駆動部を示す図である。また、図４は現像ユニットのロック機構を示す図である。この画像形成装置では、図３に示す駆動部４００によって現像ユニット４を回転駆動する一方、図４に示すロック機構４１０によって現像ユニット４１０を固定する。
【００３４】
駆動部４００は、ほぼ円柱状をなす現像ユニット４の一方底面の近傍に設けられている。この駆動部４００では、後述するステッピングモータ４７（図示省略）の回転軸４０６に取り付けられたモータピニオン４０２と、駆動ギヤ４０１とが互いに歯合して設けられている。この駆動ギヤ４０１は、モータ回転軸４０６に対して回動自在に設けられた切換レバー４０３に取り付けられている。切換レバー４０３は、可動片４０５ａを有するソレノイド４０５によって回動されるとともに、一端を固定されたばね４０４によって所定方向に付勢されている。すなわち、ソレノイド４０５に電流が供給されないときには、切換レバー４０３はばね４０４により付勢されて図３の破線に示す位置にある。
【００３５】
一方、ソレノイド４０５に電流が供給されると、切換レバー４０３は図３の実線に示す状態となる。そして、この状態で、駆動ギヤ４０３が現像ユニット４と当接し、現像ユニット４の外周部付近に設けられた入力ギヤ４８と歯合する。こうしてモータの駆動力がモータピニオン４０２および駆動ギヤ４０１を介して現像ユニット４に伝達され、現像ユニット４がその回転軸４１を中心として図３の矢印方向に回転する。
【００３６】
すなわち、この実施形態では、駆動ギヤ４０１が、本発明の「駆動源」として機能するステッピングモータの駆動力を、必要に応じて現像ユニット４と当接することで現像ユニット４に伝達する「伝達部」として機能する。また、後述するように、駆動ギヤ４０１、モータピニオン４０２およびモータは、現像ユニット４を減速させるための「負荷」としても機能する。さらに、ソレノイド４０５、ばね４０４および切換レバー４０３が、現像ユニット４への駆動ギヤ４０１の離当接を制御する「離当接制御部」を構成している。
【００３７】
次に、図４に示す現像ユニット４のロック機構４１０について説明する。ロック機構４１０は、ほぼ円柱状をなす現像ユニット４において上記した駆動部４００が設けられた底面とは反対側の他方底面に近接して取り付けられている。図４では、図３に示す現像ユニット４をその反対側端面から見た状態を示しているため、現像ユニット４の回転方向を示す矢印が図３とは反対となっているが、実際の回転方向はいずれも同じである。
【００３８】
このロック機構４１０では、支点４１４に対し回動自在に構成されたロックレバー４１１と、ロックレバー４１１を所定方向に付勢するばね４１２と、ロックレバー４１１を駆動するソレノイド４１３とが設けられている。ロックレバー４１１の一端側４１１ａには凹溝４１１ｂが設けられる一方、現像ユニット４の側面部には周方向に突出した複数の突起部４９が設けられている。
【００３９】
ソレノイド４１３に電流が供給されない状態では、凹溝４１１ａを形成されたロックレバー４１１の一端側４１１ａが、ばね４１２により現像ユニット４の回転軸４１の方向に付勢されている。そのため、１つの突起部４９の先端がロックレバー４１１の現像ユニット側端面に摺接しており、この状態で現像ユニット４が図４の矢印方向に回転すると、突起部４９の先端がロックレバー４１１の凹溝４１１ａに係合して現像ユニット４の回転がロックされる。つまり、ロック機構４１０は、突起部４９のいずれかがロックレバー４１１の凹溝４１１ｂに係合する位置で現像ユニット４を固定する、本発明の「固定手段」として機能するものである。
【００４０】
一方、ソレノイド４１３に電流が供給されると、ロックレバー４１１は現像ユニット４から離間し、これにより現像ユニット４のロックは解除され、現像ユニット４の回転が可能な状態となる。
【００４１】
図５は現像ユニットの回転制御部を示す図である。この回転制御部１０では、図５に示すように、現像ユニット４の回転を制御するためのプログラムを実行するＣＰＵ１１が設けられており、該ＣＰＵ１１には前述したリミットスイッチ１０２、１１２および１２２からの出力信号が入力されている。より具体的には、３つのリミットスイッチのうち、内部カバー１１０の開閉状態を検出するリミットスイッチ１１２と、感光体カートリッジ２の装着状態を検出するリミットスイッチ１２２とが直列に接続され、さらに一方端を電源に接続されたプルアップ抵抗１３１の他方端に接続されている。一方、外部カバー１００の開閉状態を検出するリミットスイッチ１０２は、一方端を電源に接続されたプルアップ抵抗１３２の他方端に接続されている。そして、これらプルアップ抵抗１３１、１３２それぞれの他方端は、ＣＰＵ１１の入力ポートＰ１、Ｐ２にそれぞれ接続されている。
【００４２】
また、この回転制御部１０では、現像ユニット４を回転駆動するステッピングモータ４７に電力を供給するためのモータ駆動回路４６が設けられている。そして、必要に応じて、現像ユニット４を所定位置に位置決めすべく、ＣＰＵ１１がモータ駆動回路４６に対して制御指令を出力すると、モータ駆動回路４６は、この制御指令に応じて、ステッピングモータ４７に対し所定パルス数の駆動パルスを出力し、これによりモータ４７が回転する。
【００４３】
さらに、ＣＰＵ１１には、前記したソレノイド４０５、４１３が図示を省略するドライバを介して接続されており、これらのソレノイド４０５、４１３は、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づいて、それぞれ駆動ギヤ４０１、ロックレバー４１３の現像ユニット４への離当接を行う。
【００４４】
図６は現像器カートリッジの停止位置を示す模式図である。この画像形成装置では、後述する回転制御部１０および図示を省略するロータリーロック機構によって、現像ユニット４を図６に示す３種類の位置に位置決めし固定する。その３種類の位置とは：（ａ）ホームポジション；（ｂ）現像位置；（ｃ）着脱位置である。このうち、（ａ）ホームポジションは、装置１の電源投入直後や画像形成動作を行わない待機状態にあるときに位置決めされる位置であり、図６（ａ）に示すように、各現像器４Ｙ等に設けられた現像ローラ４４がいずれも感光体２２から離間した状態にあり、かつ、装置本体に設けられた現像器用開口部１１５を通していずれの現像器をも取り出すことのできない位置である。このホームポジションに現像ユニット４が位置決めされた状態では、図４に示す各突起４９のうちの１つの突起４９ａがロックレバー４１１と係合される。
【００４５】
また、（ｂ）現像位置は、感光体２２上の静電潜像を選択トナー色で顕像化する際に位置決めされる位置である。図６（ｂ）に示すように、一の現像器（同図の例ではイエロー用現像器４Ｙ）に設けられた現像ローラ４４が感光体２２と対向配置され、所定の現像バイアスを印加されることによって、静電潜像がトナーにより顕像化される。この現像位置においても、現像器用開口部１１５を通していずれかの現像器を取り出すことはできない。なお、画像形成動作中に外部カバー１００が開かれた場合には、画像形成動作は直ちに中止され、現像ユニット４はホームポジションに移動した後停止する。
【００４６】
さらに、（ｃ）着脱位置は、現像器の着脱操作を行うときのみ取りうる位置である。現像ユニット４がこの着脱位置に位置決めされると、図６（ｃ）に示すように、一の現像器が現像器用開口部１１５に現れ、該開口部１１５を通して取り出すことができるようになる。図６（ｃ）は、イエロー用の現像器４Ｙが現像器用開口部１１５に現れた状態を示している。また、現像器を装着されていない支持フレーム４０に対しては、新たに現像器を装着することができるようになる。この着脱位置においては、いずれの現像器に設けられた現像ローラ４４も感光体２２から離間した位置におかれる。このように、現像ユニット４が着脱位置に位置決めされたときに現像器用開口部１１５に現れた一の現像器のみを取り出し可能としている。
【００４７】
このようにする理由は以下のとおりである。すなわち、この画像形成装置では、メンテナンスの利便性を向上させるため、現像器の使用履歴、つまり各現像器の使用時間や画像形成枚数などに基づいて、トナー残量などの消耗品に関する情報を得ている。そのためには、装置が正常に制御され現像器の着脱の有無を把握できる状態でのみ、現像器の着脱操作が行われるようにしなければならない。また、装置１の内部では、現像器ローラ４４と感光体２２とが当接して、あるいはわずかなギャップを隔てて対向配置される。したがって、着脱時の両者の接触による損傷を避けるために、現像器の着脱操作はこれらが十分に離間した状態で行う必要がある。これらに鑑み、この装置では、現像ユニット４の着脱位置でのみ各現像器の着脱操作を可能としている。そのため、ユーザが不用意に現像器の着脱を行って装置を損傷することがない。
【００４８】
なお、この画像形成装置１では、４つの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋのそれぞれに対して上記した現像位置および着脱位置が設定されているので、現像ユニット４の停止位置は１つのホームポジションを含めて都合９箇所である。
【００４９】
この画像形成装置では、４つの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋを現像ユニット４に装着した状態で、これら４色のトナーを用いたフルカラー画像形成およびブラック色のトナーを用いたモノクロ画像形成を行うことができる。これに加えて、この画像形成装置では、少なくともブラック用の現像器４Ｋが現像ユニット４に装着されていれば、他のトナー色の現像器が装着されていなくとも、ブラック色によるモノクロ画像形成動作を実行可能に構成されている。すなわち、外部装置からモノクロ画像に対応した画像信号が装置１に与えられたとき、現像ユニット４にブラック現像器４Ｋが装着されていなければ、画像形成動作の実行は行われない。これに対し、現像ユニット４にブラック現像器４Ｋが装着されていれば、メインコントローラはモノクロ画像を形成すべき旨の制御指令をエンジン部ＥＧに対し出力する。これに基づき、エンジン部ＥＧでは、現像ユニット４をホームポジションからブラック現像器４Ｋの現像位置（当該現像器４Ｋの現像ローラ４４が感光体２２と対向する位置）まで移動させてトナー像形成を行い、終了すれば現像ユニット４を再びホームポジションへ移動させる。
【００５０】
ここで、現像ユニット４をホームポジションに戻す理由は次の２つである。まず第１に、画像形成を行わないときには、現像ローラ４４と感光体２２とを離間させておくことが好ましい。第２に、このように現像ユニット４の回転を行うことによって現像器内のトナーが攪拌され均一化されるので、画像に濃度ムラが現れにくくなる。このように現像ユニット４の回転を随時行うようにしたことで、この装置１では、トナーを攪拌するために現像器に通常設けられるオーガを省くことが可能となっており、これにより部品点数および装置コストの低減が図られている。
【００５１】
次に、この画像形成装置における現像ユニット４の回転動作について説明する。この装置では、外部装置からフルカラー画像に対応した画像信号が与えられると、各現像器を切り換えながら、順番に各トナー色でのトナー像形成を行う。すなわち、ホームポジションで停止していた現像ユニット４が回転駆動されて、各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが順番に感光体２２と対向する現像位置に位置決めされるとともに、画像形成動作が終了すると現像ユニット４は再び回転駆動されてホームポジションに位置決めされる。また、モノクロ画像に対応した画像信号が与えられると、現像ユニット４は、ホームポジションからブラック色に対応した現像位置まで回転駆動され、画像形成が終了するとホームポジションに戻される。このように、この装置では、１つのトナー色での画像形成を行う毎に現像器の切り換え動作が必要である。
【００５２】
図７は現像器切り換え動作を示すタイミングチャートである。このうち、図７（ａ）は、従来の画像形成装置における現像器切り換え動作の一例を示している。従来の画像形成装置では、現像器の切り換えを行うべく現像ユニットを回転させるときには、モータの駆動力を現像ユニットに伝えるクラッチの駆動を開始するとほぼ同時に、またはクラッチ駆動に先立って現像ユニットのロックを解除する（時刻ｔ０）。これにより現像ユニットは回転し始め、時刻ｔ１でその回転速度は最大値Ｖｍａｘに達する。所定時間後、クラッチ駆動をオフにすると（時刻ｔ４）、現像ユニットは慣性により回転し続けるが、その回転速度は次第に低下する。そして、現像ユニットがその停止すべき位置に到達する時刻ｔ３にロック機構を作動させて、現像ユニットを停止させ固定する。この時刻ｔ３においては、現像ユニットの回転速度は十分に低下していることが望ましい。
【００５３】
現像ユニットに全ての現像器が装着され重量バランスが取れていれば、現像ユニットが停止するまでの時間（ｔ２〜ｔ３）は概ね一定である。しかし、一部の現像ユニットが装着されず現像ユニットが偏荷重状態にあるときには、その状態により現像ユニットが停止するまでの時間はまちまちである。先に述べたように、クラッチがオフとなって現像ユニットが非拘束状態となると、十分に減速されなかったり、場合によっては却って加速されることもある。すなわち、時刻ｔ３においても現像ユニットが比較的大きな回転速度Ｖｒを有している場合がある。
【００５４】
そのため、現像ユニットが所定位置で停止しなかったり、係合時の衝撃でロック機構を破損するおそれがある。また、破損には至らないまでも、衝撃によって現像器からトナーが飛散したり、装置の寿命を著しく縮めてしまうなどの問題がある。
【００５５】
そこで、偏荷重状態での現像ユニット４の回転動作を許容するこの画像形成装置１では、モータ駆動を停止した後にも、断続的にソレノイド４０５を駆動し、駆動ギヤ４０１を現像ユニット４に当接させることで現像ユニット４を減速させ、所定位置に確実に停止させるようにしている。その具体的な動作を図７（ｂ）に示している。まず、現像ユニット４の回転駆動を開始してからその最大速度Ｖｍａｘに達するまで（時刻ｔ１０〜ｔ１１）については、上記した従来の装置と同様である。そして、所定時間後にモータ駆動をオフにするが（時刻ｔ１２）、その後もソレノイド４０５の駆動を断続的に行っており（時刻ｔ１２〜ｔ１３、ｔ１４〜ｔ１５、ｔ１６〜ｔ１７および時刻ｔ１８〜ｔ１９の各期間）、これにより、現像ユニット４への駆動ギヤ４０１の離当接動作が繰り返し行われる。
【００５６】
こうすることで次のような作用効果が得られる。すなわち、ソレノイド４０５が駆動されて駆動ギヤ４０１が現像ユニット４に当接した状態では、駆動ギヤ４０１、モータピニオン４０２およびモータ４７が、回転している現像ユニット４の負荷となってその回転エネルギーを奪うため、現像ユニット４は急激に減速する。一方、ソレノイド４０５が駆動されず駆動ギヤ４０１が現像ユニット４から離間した状態では、現像ユニット４は慣性により回転しつつ、より緩やかに減速する。そして、駆動ギヤ４０１の現像ユニット４への離当接を断続的に行うことで、上記した急激な減速と緩やかな減速とを組み合わせ、適当なタイミングで確実に現像ユニット４を停止させる、または十分に減速させることができる（時刻ｔ１９）。そして、その状態でソレノイド４１３を駆動してロックレバー４１１を作動させることにより、衝撃による破損やトナー飛散を生じることなく、確実に現像ユニット４を停止させ固定することができる。
【００５７】
なお、現像ユニット４に対して駆動ギヤ４０１を連続的に当接させることによっても現像ユニット４を急激に減速させることができる。ただし、上記のように断続的に離当接を繰り返すことによって、次のような効果も得られる。すなわち、長時間連続してソレノイド４０５に電流を流しつづけることによる電力損失やソレノイド４０５の発熱を抑制することができる。また、当接させる時間を長くすればより急速に減速させることができ、逆に当接させる時間を短くすればより緩やかに減速させることができる。そのため、現像ユニット４の状態によって離当接のタイミングを変化させることによって、現像ユニット４を所望の位置により確実に停止させることができる。ここでいう現像ユニット４の状態を表すものとしては、例えばその偏荷重の状態（何個の現像器がどの位置に装着されているか）や、モータオフ時あるいは所望の停止状態における現像ユニット４の重心位置、現像ユニット４の回転速度などがある。
【００５８】
図８は外部カバーが開いた時の動作を示すタイミングチャートである。前述したように、この画像形成装置では、外部カバーが開いたときには実行中の画像形成動作を直ちに中止する。具体的には、リミットスイッチ１０２を外部カバー１００の開閉状態を検出するカバーセンサとして機能させており、外部カバー１００が開かれてこのカバーセンサ１０２の出力がＬレベルからＨレベルに変化すると、ＣＰＵ１１がモータ４７の駆動を停止するとともに、上記と同様にして現像ユニット４を減速させ停止させる。すなわち、現像ユニット４の回転駆動中の時刻ｔ２０においてカバーセンサ出力がＨレベルに変化したことを検知すると、ＣＰＵ１１は直ちにモータ駆動を停止する。そして、その後、断続的にソレノイド４０５を駆動することによって（時刻ｔ２０〜ｔ２１、ｔ２２〜ｔ２３、ｔ２４〜ｔ２５および時刻ｔ２６〜ｔ２７の各期間）現像ユニット４への駆動ギヤ４０１の離当接を繰り返し、現像ユニット４の回転速度を十分に減速させたうえでロックレバー４１１を作動させ、現像ユニット４を固定する（時刻ｔ２７）。
【００５９】
なお、外部カバー１００が開いたときには速やかに現像ユニット４の回転を停止させるのが好ましく、その観点からは、現像ユニット４を現在の位置から最も近い停止位置で停止させるのが好ましい。しかし、この場合の停止位置は、図６（ｃ）の着脱位置とは異なる位置とするのが望ましい。少なくとも、現像ユニット４に装着されている現像器のいずれかが現像器用開口部１１５に現れた状態で停止させることは避けるべきである。その理由は以下のとおりである。
【００６０】
前記したように、この画像形成装置では、現像器の使用状況を管理することを目的の１つとして、現像ユニット４の着脱位置でのみ各現像器の着脱操作を可能としている。しかし、外部カバー１００が開かれたときに現像ユニット４が着脱位置に停止したのでは、装置が現像器の着脱の有無を把握できないままユーザによる着脱操作が行われてしまうことがある。例えば、外部カバー１００が開かれた後に装置の電源が切られた場合がこれに該当する。このように装置が現像器の着脱の有無を把握できない状態で現像器の着脱が行われると消耗品管理が適正に行えなくなるので、装置の制御下でユーザが現像器の着脱操作を行うとき以外は、現像ユニット４が着脱位置で停止することがないようにするのが望ましい。さらに望ましくは、現像ユニット４が図６（ａ）のホームポジションで停止するようにするのがよい。ただし、現像ユニット４を直ちに停止させる必要がなければ、現像ユニット４の重心位置が最も低くなるような位置で停止させるようにしてもよい。
【００６１】
以上のように、この実施形態では、現像ユニット４の回転を停止させるときには、モータ駆動を停止するとともに、駆動ギヤ４０１を現像ユニット４に当接させることで駆動ギヤ４０１およびモータ４７を現像ユニット４の負荷として機能させ、現像ユニット４を減速させるとともに、こうして減速された現像ユニット４をロックレバー４１１によりロックする。こうすることにより、その停止すべき位置を超えてしまったり、ロック機構を破損したりすることなく、現像ユニット４を所定位置に確実に停止させることができる。
【００６２】
このように、現像ユニット４を回転駆動するために設けられたモータ４７、駆動ギヤ４０１等を負荷として機能させているので、現像ユニット４を減速させるための構成を新たに設ける必要はない。
【００６３】
また、現像ユニット４への駆動ギヤ４０１の当接を断続的に行っているので、現像ユニット４が急激に減速して停止すべき位置の手前で停止してしまったり、切換レバー４０３を駆動するソレノイド４０５の温度が異常に上昇するという問題もない。
【００６４】
また、外部カバー１００が開かれたときにも、上記のようにして現像ユニット４を停止させるようにしているので、現像ユニット４の回転を確実に停止させることができる。
【００６５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、現像ユニット４を減速させるために駆動ギヤ４０１を当接すると、駆動ギヤ４０１を介してモータピニオン４０１およびモータ４７が現像ユニット４に接続される。そのため、これらが一体として現像ユニット４の負荷となっているが、現像ユニット４を減速させるための負荷としてはこれに限定されるものではない。例えば、駆動ギヤを現像ユニットから離間させたときに、駆動ギヤとモータピニオンとの間も離間させるように構成された装置では、駆動ギヤのみを負荷として用いることができ、また、モータの駆動力を現像ユニットに伝達する伝達部として上記実施形態と異なる輪列を有する場合には、その輪列を負荷として機能させることができる。また、これらとは別に、負荷として作用する新たな構成を別途設けてもよいことは言うまでもない。
【００６６】
また、上記実施形態では、ソレノイド４０５および切換レバー４０３によって駆動ギヤ４０１の現像ユニット４への離当接を制御する離当接制御部を備えているが、離当接制御部の構成としては、これ以外にも、例えば、カムやクランク、ワンウェイクラッチなどを用いて離当接を制御するものであってもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、外部カバー１００の内側に、現像ユニット４を覆う内部カバー１１０を有する構成としているが、内部カバーを備えず、外部カバーを開くことによって現像ユニットが露出する構成の装置に対しても、本発明を適用することが可能である。
【００６８】
さらに、上記実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４トナー色に対応した現像器を装着可能な画像形成装置であるが、トナー色の種類および数についてはこれに限定されるものではなく、これとは異なるトナー色または個数の現像器を装着可能な装置であってもよい。少なくとも、回転自在のロータリー現像ユニットに対し２つ以上の現像器を個別に着脱することのできる装置に対して本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の外観斜視図である。
【図３】現像ユニットおよびその駆動部を示す図である。
【図４】現像ユニットのロック機構を示す図である。
【図５】現像ユニットの回転制御部を示す図である。
【図６】現像器カートリッジの着脱位置を示す模式図である。
【図７】現像器切り換え動作を示すタイミングチャートである。
【図８】外部カバーが開いた時の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
４…現像ユニット（現像ロータリー）
４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ…現像器
４７…ステッピングモータ（駆動源、負荷）
１００…外部カバー（カバー部材）
４０１…駆動ギヤ（伝達部、負荷）
４０２…モータピニオン
４０３…切換レバー（離当接制御部）
４０５…ソレノイド（離当接制御部）
４１１…ロックレバー（固定手段）
４１３…ソレノイド
【図１】
2004272027.tif 000003
【図２】
2004272027.tif 000004
【図３】
2004272027.tif 000005
【図４】
2004272027.tif 000006
【図５】
2004272027.tif 000007
【図６】
2004272027.tif 000008
【図７】
2004272027.tif 000009
【図８】
2004272027.tif 000010