(57)【要約】【課題】現像ローラを像担持体に当接させるためのカップリング機構を必要しない構成であり、かつ現像ローラを現像前に回転することが可能な構成の画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体と、該像担持体上にトナー像を現像する現像ローラを含む複数の現像ユニットと、前記現像ユニット内に配置され前記現像ローラを駆動する現像ローラギアと、前記複数の現像ユニットを保持し、回転軸を中心に回転して前記現像ユニットを逐次前記像担持体の対峙する位置に移動させる現像ユニット保持部材と、駆動手段により発生する駆動力を前記現像ローラギアに伝達する駆動ギアと、を有し、前記現像ユニット保持部材を回転させ、前記像担持体と前記現像ローラとが互いに対峙する位置に来るとき、前記現像ローラギアと前記駆動ギアとが噛み合う構成であることを特徴とする。【選択図】　図２
2004054083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
該像担持体上にトナー像を現像する現像ローラを含む複数の現像ユニットと、
前記現像ユニット内に配置され前記現像ローラを駆動する現像ローラギアと、
前記複数の現像ユニットを保持し、回転軸を中心に回転して前記現像ユニットを逐次前記像担持体の対峙する位置に移動させる現像ユニット保持部材と、
駆動手段により発生する駆動力を前記現像ローラギアに伝達する駆動ギアと、を有し、
前記現像ユニット保持部材を回転させ、前記像担持体と前記現像ローラとが互いに対峙する位置に来るとき、前記現像ローラギアと前記駆動ギアとが噛み合う構成であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、
該像担持体上にトナー像を現像する現像ローラを含む複数の現像ユニットと、
前記現像ユニット内に配置され前記現像ローラを駆動する現像ローラギアと、
前記複数の現像ユニットを保持し、回転軸を中心に回転して前記現像ユニットを逐次前記像担持体の対峙する位置に移動させる現像ユニット保持部材と、
駆動手段により発生する駆動力を前記現像ローラギアに伝達する駆動ギアと、を有し、
前記現像ユニット保持部材を回転させ、前記像担持体と前記現像ローラとが互いに対峙する位置に来る前に、前記現像ローラギアと前記駆動ギアとが噛み合う構成であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ユニット保持部材を揺動させ、該現像ユニット保持部材と共に移動する前記現像ローラを前記像担持体に当接及び離間させる揺動機構を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記揺動機構の揺動軸は、前記現像ユニット保持部材の上方にあり、かつ前記駆動手段と前記駆動ローラとの間に配設されるギア列のいずれか一つの回転軸と同軸であることを特徴とする請求項３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】
本発明は、現像ユニットの現像ローラなどを駆動する駆動機構を有し、電子写真方式を用いて画像形成を行なう、カラー複写機やカラープリンター等のカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、現像器をロータリー内に有し、該ロータリーを回転させつつ現像を行なうカラー画像形成装置がある。このような画像形成装置として、特開平１１−５２７１５号公報と図７に示すように、装置本体より脱着自在な現像カートリッジ構成において、回転型現像カートリッジ切り替え機構であるカルーセル１０３を有するものがある。
【０００３】
図８を用いてレバーユニット３３７による現像駆動連結解除動作を説明する。前記現像カートリッジ構成では、現像ローラの確実な駆動連結のために、現像カートリッジの揺動中心に駆動カップリング部３１４、４１０を設けている。レバーユニット３３７の他端には、駆動連結部材（駆動カップリング部）３１４に対する作動部材としてドッグ３３７ｂを設けている。駆動カップリング部３１４と４１０との連結を行なう際には、装置本体側のレバーユニット３３７のドッグ３３７ｂによってカップリングの３１４ａと４１０ａとの連結を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカラー画像形成装置では、現像ローラを駆動するには、現像ユニットが現像位置に来るまでロータリーを回転させ、本体に固定されたドッグ３３７ｂによりカップリング機構が結合する必要があるため、その分装置の横幅が広くなり、装置全体の体積が大きくなる。また、カップリング機構を必要とするため、コストが高くなる。また、現像ローラを駆動するためのカップリング機構が本体側のドッグ３３７ｂの位置でしか作用しないため、現像位置でしか現像ローラを駆動することができない。このため、現像前に現像ローラを回転しておく事ができず、現像プロセスへの制限が大きい、といった問題があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、現像のためにカップリング機構を必要とせず、かつ現像ローラを現像前に回転することが可能な構成の画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【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、像担持体と、該像担持体上にトナー像を現像する現像ローラを含む複数の現像ユニットと、前記現像ユニット内に配置され前記現像ローラを駆動する現像ローラギアと、前記複数の現像ユニットを保持し、回転軸を中心に回転して前記現像ユニットを逐次前記像担持体の対峙する位置に移動させる現像ユニット保持部材と、駆動手段により発生する駆動力を前記現像ローラギアに伝達する駆動ギアと、を有し、前記現像ユニット保持部材を回転させ、前記像担持体と前記現像ローラとが互いに対峙する位置に来るとき、前記現像ローラギアと前記駆動ギアとが噛み合う構成であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図を用いて本発明の実施形態の構成を詳細に説明する。図１は本発明を実施した電子写真画像形成装置で、ロータリー式４色フルカラーのレーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。まず、画像形成装置の概略構成及び動作を説明した後、本発明の特徴部分であるロータリー（現像ユニット保持部材）４の周辺の詳細な説明を行なう。
【０００８】
（画像形成装置）
本発明の画像形成装置Ａは、画像を形成する画像形成部と、転写材搬送部とに大別される。画像形成部としては、像担持体としての感光体ドラム１上にトナー像の形成を行なう現像器（現像ユニット）４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋを搭載したロータリー４と、前記現像器に露光を行なう露光手段３と、感光体ドラム１に形成されたトナー像を一次転写手段５ｊにより一旦担持する中間転写ベルト５ａを有する中間転写体５と、中間転写ベルト５ａに担持されたトナー像を転写材Ｓに転写する二次転写手段１１と、転写されたトナー像の定着を行なう定着器８と、を有する。
【０００９】
また、転写材搬送部としては、カセット１９内に積載された転写材Ｓを給送する給送手段１８と、二次転写手段１１の前で転写材Ｓの斜行を矯正するためのレジストローラ対７と、二次転写手段１１による転写後の転写材Ｓを搬送する搬送ベルトユニット１２と、定着器８によるトナー像の定着後の転写材Ｓを下流に搬送する搬送ローラ１３と、搬送後の転写材Ｓを排出ガイド１５を介して機外の排出トレー１０に排出する排出ローラ対９と、を有する。
【００１０】
（現像器）
本実施形態では、非磁性一成分接触現像方式を採用した図７に示す現像器を例に述べる。現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋは全て同じ構成であるので、ここでは、イエローの現像器４Ｙを示す。現像器４Ｙは、感光体ドラム１と接触して現像する現像ローラ４１Ｙと、トナー容器５２Ｙから現像ローラ４１Ｙへトナーを搬送する弾性ローラ５４Ｙと、トナー容器５２Ｙにあるトナーを攪拌する攪拌部材５３Ｙなどから構成される。
【００１１】
（カラー画像形成装置の画像形成動作概略）
次に、イエロートナーの現像を例に、本実施形態のカラー画像形成装置の画像形成動作概略を説明する。中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光体ドラム１を図１の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光体ドラム１表面を帯電装置２によって均一に帯電する。感光体ドラム１を均一に帯電した後に、露光手段３によってイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時にロータリー４を駆動してイエローの現像器４Ｙを現像位置に配置し、感光体ドラム１上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写体５の押えローラ（一次転写ローラ）５ｊにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に一次転写する。
【００１２】
上述のようにしてイエロートナー像の一次転写が終了すると、感光体ドラム１と対峙位置へ次の現像器が回転移動してくる。回転移動された現像器は、感光体ドラム１に対峙する現像位置に位置決めされた後、イエローＹの場合と同様にしてマゼンダＭ、シアンＳ、そしてブラックＢｋの各色について、静電潜像の形成、現像、一次転写を順次行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。この間、二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態にあるため転写材Ｓに対してトナー像は転写されない。この時、クリーニングユニットとしての帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００１３】
中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像の形成が完了すると、二次転写ローラ１１が中間転写ベルト５ａに圧接され（図１の状態）、更に中間転写ベルト５ａの回転と同期して、給送手段であるレジストローラ対７近辺の所定の位置で待機していた転写材Ｓが中間転写ベルト５ａと二次転写手段１１のニップ部に送り出される。ここで、レジストローラ対７の直前には転写材Ｓの先端を検知してレジストローラ対７の回転駆動力を遮断し、転写材Ｓを所定の位置で待機させるレジ前センサ１４が設けられている。更に、二次転写ローラ１１にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、一括して搬送されてきた転写材Ｓの表面に二次転写していく。
【００１４】
このようにして、二次転写された転写材Ｓは搬送ベルトユニット１２を経由して定着器８に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後、搬送ローラ１３によって排出ガイド１５に沿って搬送され、排出ローラ対９によってカラー画像形成装置Ａ上部の排出トレー１０に排出され、画像形成を完了する。尚、各手段の制御は制御手段１７により行なう。
【００１５】
（ロータリー、現像ローラの駆動）
次に本発明であるロータリーの現像器駆動機構の１例を図２乃至図５を用いて詳細に述べる。図２乃至図５は、本発明に係る現像中におけるロータリー側の現像駆動系の概略構成を示す縦断面図である（装置前面から見て左側から見た図）。本実施形態は、図６に示す現像器４Ｙの現像ローラ４１Ｙ、弾性ローラ５４Ｙおよび攪拌部材５３Ｙを回転させながら、現像ローラ４１Ｙを感光体ドラム１に当接させて現像する接触現像方式を採用している。
【００１６】
フルカラー画像を形成する場合、イエロー色を現像する前後の、ロータリー４側の現像器駆動機構の動作を以下に示す。尚、ここではイエローのトナー像を感光体ドラム１に現像する場合を例示して説明するが、他の色、即ちマゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー像を現像する場合も同様の動作を行なう。
【００１７】
まず図２に示すように現像動作の待機状態において、イエロートナーを収容する現像器４Ｙは感光体ドラム１と離れた位置にある。現像が開始されると、ロータリー４が図２に示す方向に回転し、ロータリー４に保持されている現像器４Ｙが感光体ドラム１と対峙する位置に接近する。
【００１８】
ここで現像器４Ｙの現像ローラ４１Ｙに接続される現像ローラギア４２Ｙを、ロータリー４の下側から感光体ドラム１と対峙する位置に円滑に進入させることが必要である。このため本実施形態では次の手段をとっている。まず、本体側の駆動モータ（駆動手段）３１を図２に示す方向（反時計回り）に回転させておく。ロータリー４が図２の方向に回転して、現像ローラギア４２Ｙが駆動ギア３５に噛み合うと、現像器４Ｙは感光体ドラム１と対峙する位置まで進入する。その位置でロータリー４の回転は停止し、回転止め機構により回転がロックされ、本体側の駆動モータ３１の回転も一旦停止する。
【００１９】
図３に示すように、一旦停止した駆動モータ３１は、図２と反対方向（時計回り）に回転し、ロータリー４側のギア列３２〜３５を回転させる。すると駆動ギア３５に連結された現像器４Ｙ側の現像ローラギア４２Ｙが回転し、現像ローラギア４２Ｙと連結された現像ローラ４１Ｙ、図示しない弾性ローラ５４Ｙ及び攪拌部材５３Ｙが回転する。この時のロータリー４の位置は、図のように感光体ドラム１に対峙する位置にある。
【００２０】
本体側の駆動モータ３１により、現像ローラ４１Ｙを一定な速度で加速し、定速で回転させる。次に図示しないロータリー当接離間機構（揺動機構）により、ロータリー４の上側にある揺動軸３６を中心にロータリー全体を図４のように揺動することで、現像ローラ４１Ｙを感光体ドラム１に当接させる。すると現像ローラ４１Ｙ上のイエロートナーが感光体ドラム１上の静電潜像を現像する。こうして感光体ドラム１上にイエロー色のトナー像が形成される。
【００２１】
現像器４Ｙでの現像が終了した後、現像器４Ｙを前記ロータリー当接離間機構により感光体ドラム１から離間し、感光体ドラム１と対峙する位置へ戻す。現像ローラ４１Ｙを駆動するための本体側の駆動モータ３１を一旦停止した後、図５に示すように、現像器４Ｙを感光体ドラム１と対峙する位置から脱出させる。そして図５に示す方向（反時計回り）に本体側の駆動モータ３１を回転させ、ロータリー側のギア列３２〜３５を図５に示す方向に回転させながら、ロータリー回転止め機構の回転ロックを解除し、ロータリーを図５に示す方向に回転させる。すると現像器４Ｙが感光体ドラム１との対峙位置から脱出する。
【００２２】
現像器４Ｙ側の現像ローラギア４２Ｙを駆動するロータリー側のギア列３２〜３５のうち、一つのギア３２の回転軸は前記揺動機構の揺動軸３６と同軸に構成されている。即ちロータリー４の揺動機構は、揺動軸３６を中心軸としながら、本体側の駆動モータ３１の駆動軸上のギアと噛み合う。このため、ロータリー４の全体が図３に示す離間位置と図４に示す当接位置との間に揺動される時でも、現像ローラ４１Ｙを回転駆動することができる。更に現像前から現像ローラ４１Ｙを十分に回転させておくことができる。
【００２３】
（他の実施形態）
前述した実施形態においては、ロータリー４を回転させ、現像器４Ｙの現像ローラ４１Ｙが感光体ドラム１と対峙する位置にまで進入した時に、駆動モータ３１を回転させる構成としたが、これに限るものではなく、感光体ドラム１と対峙する位置にまで進入する前から前記ギア列を回転駆動する構成としてもよい。このような構成とすると、より現像ローラ４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｂｋを十分に回転させることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、像担持体と、該像担持体上にトナー像を現像する現像ローラを含む複数の現像ユニットと、前記現像ユニット内に配置され前記現像ローラを駆動する現像ローラギアと、前記複数の現像ユニットを保持し、回転軸を中心に回転して前記現像ユニットを逐次前記像担持体の対峙する位置に移動させる現像ユニット保持部材と、駆動手段により発生する駆動力を前記現像ローラギアに伝達する駆動ギアと、を有し、前記現像ユニット保持部材を回転させ、前記像担持体と前記現像ローラとが互いに対峙する位置に来るとき、前記現像ローラギアと前記駆動ギアとが噛み合う構成である。また、前記現像ユニット保持部材を揺動させ、該現像ユニット保持部材と共に移動する前記現像ローラを、前記像担持体に当接及び離間させる揺動機構を有する。
【００２５】
以上の構成により、現像のためにカップリング機構を必要とせず、かつ現像ローラを現像前に回転することが可能な構成の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真方式のカラー画像形成装置の縦断面図。
【図２】ロータリーの現像ローラ駆動系の縦断面図（感光ドラムとの対峙位置への突入時）。
【図３】ロータリーの現像ローラ駆動系の縦断面図（感光体ドラムとの対峙位置）。
【図４】ロータリーの現像ローラ駆動系の縦断面図（感光体ドラムとの当接位置：現像位置）。
【図５】本発明を実施したロータリーの現像ローラ駆動系の縦断面図（感光体ドラムとの対峙位置からの脱出）。
【図６】画像形成装置に用いる現像器の構成図。
【図７】従来の画像形成装置の構成図。
【図８】従来の現像ローラ駆動系のカップリングの説明図。
【符号の説明】
Ａ　　　　…画像形成装置、Ｓ　　　　…転写材、
１　　　　…感光体ドラム、２　　　　…帯電装置、
３　　　　…露光手段、４　　　　…ロータリー、
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ　…現像器、
５　　　　…中間転写体、５ａ　　…中間転写ベルト、
５ｆ　　…帯電ローラ、５ｊ　　…一次転写手段、
６　　　　…現像器、７　　　　…レジストローラ対、８　　　　…定着器、
９　　　　…排出ローラ対、１０　　　　…排出トレー、１１　　　　…二次転写手段、
１２　　　　…搬送ベルトユニット、１３　　　　…搬送ローラ、１４　　　　…レジ前センサ、
１５　　　　…排出ガイド、１７　　　　…制御手段、１８　　　　…給送手段、
１９　　　　…カセット、３１　　　　…駆動モータ、３２　　　　…ギア、３３　　　　…ギア、
３４　　　　…ギア、３５　　　　…駆動ギア、３６　　　　…揺動軸、
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｂｋ　　…現像ローラ、
４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｂｋ　　…現像ローラギア、
５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｂｋ　　…トナー容器、
５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｂｋ　　…攪拌部材、
５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｂｋ　　…弾性ローラ
【図１】
2004054083.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004054083.tif 000007
【図６】
2004054083.tif 000008
【図７】
2004054083.tif 000009
【図８】
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