(57)【要約】【課題】この発明は、ロータリー式現像装置を備えた画像形成装置において、印刷時間の短縮化が図れる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】各現像器の現像ローラは、初期状態では、現像器本体における回転枠の回転方向前端側に保持されており、任意の現像器の現像ローラが像担持体に対向した位置においてその現像器の現像動作が開始され、現像動作中においては、回転枠の回転にかかわらず当該現像器の現像ローラを像担持体に対向する位置に保持させることにより、回転枠の回転に伴って現像ローラが当該現像器本体における回転枠の回転方向前端側から回転方向後端側まで移動せしめられて回転方向後端側に保持される第１機構が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転枠と回転枠に支持された複数の現像器とを有するロータリー式現像装置を備え、現像動作中も回転枠が回転せしめられる画像形成装置において、
各現像器には、現像ローラが現像器本体に回転自在にかつ現像器本体における回転枠の回転方向前端側から回転方向後端側まで移動可能に保持されており、各現像器の現像ローラは、初期状態では、現像器本体における回転枠の回転方向前端側に保持されており、
任意の現像器の現像ローラが像担持体に対向した位置においてその現像器の現像動作が開始され、現像動作中においては、回転枠の回転にかかわらず当該現像器の現像ローラを像担持体に対向する位置に保持させることにより、回転枠の回転に伴って現像ローラが当該現像器本体における回転枠の回転方向前端側から回転方向後端側まで移動せしめられて回転方向後端側に保持される第１機構が設けられているとともに、当該現像器の現像動作が終了した後から当該現像器の次回の現像動作が開始されるまでの間に、当該現像器の現像ローラを当該現像器本体における回転枠の回転方向後端側から回転方向前端側まで戻すための第２機構が設けられていることを特徴とするロータリー式現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項２】
第１機構は、現像ローラの回転軸における現像器本体の端面から外側に突出している部分に先端が固定されかつ当該現像器本体の端面における回転枠の中心よりの位置に基端が回転自在に支持された揺動リンクと、現像ローラが像担持体に対向した位置において、揺動リンクの先端側を画像形成装置本体に固定させ、当該現像器の現像動作が終了したときに揺動リンクの先端側の画像形成装置本体への固定を解除させる現像ローラ固定手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のロータリー式現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項３】
第２機構は、揺動リンクを揺動させるために揺動リンクの基端側に固定された第１ギヤと、画像形成装置本体側に回転自在に支持されかつ現像器の現像動作が終了した後から当該現像器の次回の現像動作が開始されるまでの間の所定位置に現像器が到達したときに、上記第１ギヤと噛み合う第２ギヤと、第１ギヤと第２ギヤとが噛み合った状態において、第２ギヤを回転駆動させることにより、揺動リンクを回転枠の回転方向に揺動させて、当該現像器の現像ローラを当該現像器本体における回転枠の回転方向後端側から回転方向前端側まで戻す駆動装置とを備えていることを特徴とする請求項１乃至２に記載のロータリー式現像装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータリー式現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリー式現像装置は、回転枠と、回転枠に支持された複数の現像器を備えている。複数の現像器としては、例えば、黒、シアン、マゼンタおよびイエローの４色に対応した４つの現像カートリッジがある。
【０００３】
各色の現像器の切り替えは、回転枠駆動モータによって回転枠を回転させることによって行なわれる。このため、各色の現像器の切り替えに時間を要し、印刷時間が長くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、回転枠を回転させる速度を制御することにより、各色の現像器の切り替えに要する時間を短縮化する方法が開発されている（特開２００４−９３６０８号公報参照）。つまり、１つの現像器による現像位置から、次の現像器による現像位置まで、回転枠を回転させる際の回転速度を、次のように制御する。回転速度を最大速度まで直線的に増加させた後、回転速度を直線的に減少させ、次の現像器による現像位置に達すると停止させる。しかしながら、このような回転枠駆動モータによる速度制御では、限界がある。
【０００５】
また、現像動作中においても、回転枠を回転させることにより、色の切り換えに要する時間を短縮するようにしたものも開発されているが、その効果はさほど大きくない（特開２００２−２９６９０６号公報参照）。
【特許文献１】特開２００４−９３６０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２９６９０６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、ロータリー式現像装置を備えた画像形成装置において、印刷時間の短縮化が図れる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、回転枠と回転枠に支持された複数の現像器とを有するロータリー式現像装置を備え、現像動作中も回転枠が回転せしめられる画像形成装置において、各現像器には、現像ローラが現像器本体に回転自在にかつ現像器本体における回転枠の回転方向前端側から回転方向後端側まで移動可能に保持されており、各現像器の現像ローラは、初期状態では、現像器本体における回転枠の回転方向前端側に保持されており、任意の現像器の現像ローラが像担持体に対向した位置においてその現像器の現像動作が開始され、現像動作中においては、回転枠の回転にかかわらず当該現像器の現像ローラを像担持体に対向する位置に保持させることにより、回転枠の回転に伴って現像ローラが当該現像器本体における回転枠の回転方向前端側から回転方向後端側まで移動せしめられて回転方向後端側に保持される第１機構が設けられているとともに、当該現像器の現像動作が終了した後から当該現像器の次回の現像動作が開始されるまでの間に、当該現像器の現像ローラを当該現像器本体における回転枠の回転方向後端側から回転方向前端側まで戻すための第２機構が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１機構は、現像ローラの回転軸における現像器本体の端面から外側に突出している部分に先端が固定されかつ当該現像器本体の端面における回転枠の中心よりの位置に基端が回転自在に支持された揺動リンクと、現像ローラが像担持体に対向した位置において、揺動リンクの先端側を画像形成装置本体に固定させ、当該現像器の現像動作が終了したときに揺動リンクの先端側の画像形成装置本体への固定を解除させる現像ローラ固定手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１乃至２に記載の発明において、第２機構は、揺動リンクを揺動させるために揺動リンクの基端側に固定された第１ギヤと、画像形成装置本体側に回転自在に支持されかつ現像器の現像動作が終了した後から当該現像器の次回の現像動作が開始されるまでの間の所定位置に現像器が到達したときに、上記第１ギヤと噛み合う第２ギヤと、第１ギヤと第２ギヤとが噛み合った状態において、第２ギヤを回転駆動させることにより、揺動リンクを回転枠の回転方向に揺動させて、当該現像器の現像ローラを当該現像器本体における回転枠の回転方向後端側から回転方向前端側まで戻す駆動装置とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ロータリー式現像装置を備えた画像形成装置において、印刷時間の短縮化が図れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明をカラープリンタに適用した場合の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
〔１〕カラープリンタの全体的な構成および動作の説明
【００１３】
図１は、カラープリンタの概略構成を示している。
カラープリンタ１は、感光体ドラム２、ロータリー式現像装置３、露光装置としてのレーザユニット４、トナー収容部５、トナー供給装置６、中間転写ベルト７、２次転写ローラ８、定着装置９を備えている。
【００１４】
感光体ドラム２の上部には、感光体ドラム２の表面を一様に帯電するための帯電ローラ１１が設けられている。また、感光体ドラム２の側方には、感光体ドラム２の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置１２が設けられている。
【００１５】
ロータリー式現像装置３は、感光体ドラム２に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するものである。ロータリー式現像装置３は、回転枠１００と回転枠１００に支持された４つの現像器１０１〜１０４を備えている。回転枠１００は、回転軸の中心から放射状に延びる仕切り枠によって円周方向に４等分された４つの区画を有しており、各区画に黒Ｂ、シアンＣ、マゼンタＭおよびイエローＹの４つのトナー色に対応した４つの現像器１０１〜１０４が配置されている。ロータリー式現像装置３の詳細については後述する。
【００１６】
レーザユニット４は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体ドラム２を走査露光するものである。レーザユニット４の前方には反射ミラー１３が設けられており、レーザユニット４から出射されたレーザ光は、反射ミラー１３を介して感光体ドラム２の表面に照射される。
【００１７】
トナー収容部５には、ロータリー式現像装置３の各現像器１０１〜１０４に対して供給すべきトナーが収容されている。トナー収容部５には、図１の紙面に直交する方向に並んで、黒Ｂ、シアンＣ、マゼンタＭおよびイエローＹの各色のトナーをそれぞれ収容する４つの収容部を備えている。トナー供給装置６は、トナー収容部５に収容された各色のトナーを、対応する現像器１０１〜１０４に供給するものである。
【００１８】
中間転写ベルト７には、感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が順次転写される。中間転写ベルト７は、駆動ローラ１４と従動ローラ１５とに掛け渡されている。また、中間転写ベルト７の一部は、感光体ドラム２と対向する位置において、１対の一次転写ローラ１６、１７によって感光体ドラム２に当接せしめられている。なお、１８は、転写ベルト７を清掃するためのベルトクリーニング装置である。
【００１９】
２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に転写された画像を、搬送されてきた用紙に転写するためのものである。定着装置９は、用紙上に転写されたトナーを定着させるためのものであり、ヒータを内蔵する加熱ローラ９ａと加熱ローラ９ａに圧接する加圧ローラ９ｂとを備えている。なお、用紙は給紙カセット２１によって供給される。
【００２０】
次に、カラープリンタの全体的な動作について説明する。
【００２１】
まず、帯電ローラ１１によって感光体ドラム２が帯電せしめられる。この後、レーザユニット４により画像データに対応した走査露光が行なわれ、感光体ドラム２に静電潜像が形成される。次に、ロータリー式現像装置３が回転せしめられ、対応する色の現像器の現像ローラが感光体ドラム２に対向せしめられる。この状態で、感光体ドラム２の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。ただし、後述するように、この実施例では、現像動作中においてもロータリー式現像装置３は回転せしめられる。現像された画像は、中間転写ベルト７に転写される。以上の動作を繰り返すことによって、中間転写ベルト７上にはフルカラー画像が形成される。
【００２２】
一方、給紙カセット２１から１枚の用紙が前送りコロ２２およびさばきローラ対２３、２４により取り出され、搬送路を介してレジストローラ対２５、２６に搬送される。レジストローラ対２５、２６まで搬送されてきた用紙は、所定のタイミングでレジストローラ対２５、２６から２次転写ローラ８に送られ、中間転写ベルト７上に形成されたフルカラー画像が用紙に転写される。この用紙は、定着装置９、搬送ローラ群２７、２８、２９を介して排出部３０に排出される。
【００２３】
〔２〕ロータリー式現像装置３についての説明
【００２４】
図２は、ロータリー式現像装置３の構成を示している。
【００２５】
ロータリー式現像装置３は、黒Ｂ、シアンＣ、マゼンタＭおよびイエローＹの４つのトナー色に対応した４つの現像器１０１〜１０４を備えている。各現像器１０１〜１０４は、現像ローラ１１１および現像ローラ１１１にトナーを供給するための供給ローラ１１２、１１３、１１４を備えている。
【００２６】
各現像ローラ１１１は、対応する現像器本体に対して、ロータリー式現像装置３の回転方向の前端側位置から後端側位置までの範囲で移動可能に保持されている。例えば、現像器１０１の現像ローラ１１１は、図２（ａ）で示す前端側位置から図２（ｂ）で示す後端側位置までの範囲で、現像器本体に対して移動可能に保持されている。初期状態では、現像ローラ１１１は、図２（ａ）で示す前端側位置に保持されている。
【００２７】
図２（ａ）で示すように、現像器１０１の現像ローラ１１１が感光体ドラム２と対向する位置において、現像動作が開始される。この位置を現像器１０１の現像動作開始位置という。この現像動作中においてもロータリー式現像装置３は時計方向Ａに回転せしめられるが、現像ローラ１１１は、感光体ドラム２と対向する位置に保持される。したがって、現像動作中においては、現像器１０１の現像ローラ１１１は、現像器本体に対して、ロータリー式現像装置３の回転方向の後端側に移動する。そして、図２（ｂ）に示す後端側位置に至り、現像動作が終了する。この位置を現像器１０１の現像終了位置という。この結果、次の現像器１０２の現像開始位置までの、ロータリー式現像装置３の回転量が小さくなるので、色の切り換えに要する時間が短縮化される。
【００２８】
このような動作が、現像器１０１、現像器１０２、現像器１０３、現像器１０４と順次行なわれることにより、黒Ｂ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの現像動作が順次行なわれる。後述するように、後端側位置に位置した現像ローラ１１１は、その現像器が次回の現像位置にくるまでに、前端側位置に戻される。なお、図２において、１１５ａ、１１５ｂは、現像器の開口部を閉鎖するために、現像器１０２の現像器本体に対する移動に伴って伸縮するシャッタである。
【００２９】
図３〜図６は、現像ローラ１１１を現像器本体に対してロータリー式現像装置３の回転方向の前端側位置から後端側位置までの範囲で移動させるための機構と、現像ローラ１１１および供給ローラ１１２、１１３、１１４を回転させるための機構とを示している。
【００３０】
各現像器１０１〜１０４の現像器本体の端面には、図３に示すように、ロータリー式現像装置３の周方向に延びた弓形の案内孔２００が形成されており、各現像器１０１〜１０４の現像ローラ１１１の回転軸はこの案内孔２００を通って現像器本体の外側まで延びている。そして、図４および図５に示すように、現像器本体の外側において、現像ローラ１１１の回転軸に現像ローラ駆動ギヤ２１１が固定されている。現像ローラ１１１の回転軸は、案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向前端に位置している場合または案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向後端に位置している場合には、現像ローラ１１１の回転軸に外部から力が加えられない限り、図示しない板ばね等によってその位置に保持されるようになっている。なお、現像ローラ１１１の回転軸は、初期状態では、案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向前端に保持されている。
【００３１】
また、各現像器１０１〜１０４の供給ローラ１１２、１１３、１１４の回転軸は、現像器本体の外側まで延びており、図４に示すように、現像器本体の外側において、供給ローラ１１２の回転軸に供給ローラ駆動ギヤ２１２が固定され、供給ローラ１１３の回転軸にプーリ付きの供給ローラ駆動ギヤ２１３（図５にプーリ部を２１３ａで示す）が固定され、供給ローラ１１４の回転軸に供給ローラ駆動ギヤ２１４が固定されている。なお、図５においては、供給ローラ１１２、１１４およびその回転軸に固定された供給ローラ駆動ギヤ２１２、２１４は省略されている。
【００３２】
各現像器１０１〜１０４において、プーリ付き供給ローラ駆動ギヤ２１３に、供給ローラ駆動ギヤ２１２および供給ローラ駆動ギヤ２１４が噛み合っている。各現像器１０１〜１０４の端面には、図５に示すように、ロータリー式現像装置３の回転中心よりの位置に、回転軸２２０が回転自在に取り付けられている。この回転軸２２０には、プーリ付きの入力ギヤ２２１（図５にプーリ部を２２１ａで示す）が回転自在に取り付けられているとともに、現像ローラ移動機構が取り付けられている。現像ローラ移動機構は、回転軸２２０に基端が固定されかつ先端が現像ローラ１１１の回転軸に固定されたリンク（揺動リンク）２２２と、回転軸２２０に固定された現像ローラ移動用入力歯車２２３とからなる。プーリ付きの入力ギヤ２２１のプーリ部２２１ａと、プーリ付きの供給ローラ駆動ギヤ２１３のプーリ部２１３ａとに伝動ベルト２３０が掛けられている。
【００３３】
カラープリンタ本体には、図４および図５に示すように、各現像器１０１〜１０４の現像ローラ１１１が現像動作開始位置に位置したとき（現像ローラ１１１が感光体ドラム２と対向する位置に位置したとき）に、その現像器の現像ローラ駆動ギヤ２１１に噛み合う現像ローラ駆動用出力ギヤ３００が回転自在に支持されているとともに、その現像器のプーリ付きの入力ギヤ２２１に噛み合う供給ローラ駆動用出力ギヤ４００が回転自在に支持されている。現像ローラ駆動用出力ギヤ３００は駆動モータ３０１によって回転駆動され、供給ローラ駆動用出力ギヤ４００は駆動モータ４０１によって回転駆動される。
【００３４】
さらに、カラープリンタ本体には、図５に示すように、各現像器１０１〜１０４の現像ローラ１１１が現像動作開始位置に位置したときに、その現像器の現像ローラ１１１がロータリー式現像装置３の回転に伴って移動するのを禁止するためのピン６００が設けられている。このピン６００は、図示しないソレノイド等によって進退自在に保持されており、各現像器１０１〜１０４の現像ローラ１１１が現像動作開始位置に位置したときに、その現像器のリンク２２２に開けられた孔２２２ａに進入せしめられる。
【００３５】
図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、現像器１０１の現像ローラ１１１が現像動作開始位置に位置したときに、現像ローラ駆動用出力ギヤ３００が反時計方向に回転駆動され、供給ローラ駆動用出力ギヤ４００が時計方向に回転駆動されるとともに、ピン６００がリンク２２２に開けられた孔２２２ａに進入せしめられる。
【００３６】
これにより、プーリ付きの入力ギヤ２２１が反時計方向に回転するため、プーリ付き供給ローラ駆動ギヤ２１３が反時計方向に、供給ローラ駆動ギヤ２１２および供給ローラ駆動ギヤ２１４が時計方向に回転する。これに伴って、供給ローラ１１３が反時計方向に回転し、供給ローラ１１２、１１４が時計方向に回転し、トナーが現像ローラ１１１側に供給される。また、現像器１０１の現像ローラ駆動ギヤ２１１が時計方向に回転し、これに伴って、現像ローラ１１１が時計方向に回転するので、反時計方向に回転している感光体ドラム２にトナーが供給される。
【００３７】
現像動作が開始された後においても、ロータリー式現像装置３は時計方向に回転するが、現像ローラ１１１は感光体ドラム２に対向した状態を保持するので、図３（ｂ）および図４（ｂ）の位置を経て、図３（ｃ）および図４（ｃ）の現像動作終了位置に至り、現像器１０１による現像動作が終了する。現像器１０１による現像動作が終了すると、現像ローラ駆動用出力ギヤ３００および供給ローラ駆動用出力ギヤ４００の駆動が停止せしめられるとともに、ピン６００がリンク２２２に開けられた孔２２２ａから退出せしめられる。この状態においては、現像ローラ１１１の回転軸は、案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向後端に保持される。
【００３８】
この後、ロータリー式現像装置３が時計方向に回転せしめられて、現像器１０２の現像ローラ１１１が現像動作開始位置に位置すると、上記と同様な動作により、現像器１０２による現像動作が開始される。
【００３９】
次に、図５および図６を参照して、現像ローラ１１１の回転軸が案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向後端に保持されている状態から、現像ローラ１１１の回転軸を案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向前端に戻す動作について説明する。      
【００４０】
カラープリンタ本体には、図５および図６に示すように、各現像器１０１〜１０４の現像ローラ１１１が感光体ドラム２と反対側付近の所定位置（現像ローラ移動位置）に位置したときに、現像器１０１の現像ローラ移動用入力歯車２２３と噛み合う現像ローラ移動用出力ギヤ５００が回転自在に支持されている。この現像ローラ移動用出力ギヤ５００は、駆動モータ５０１によって回転駆動される。
【００４１】
この例では、現像器１０４の現像ローラ１１１が現像動作開始位置に位置したときに、現像器１０１の現像ローラ１１１が現像ローラ移動位置に到達するようになっている。現像器１０１の現像ローラ１１１が現像ローラ移動位置に到達すると、現像ローラ移動用出力ギヤ５００が反時計方向に所定量だけ回転駆動され、これにより、現像器１０１の現像ローラ移動用入力歯車２２３が所定量だけ時計方向に回転する。これに伴って、現像器１０１のリンク２２２が時計方向に回動し、現像ローラ１１１の回転軸が案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向前端に戻される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】カラープリンタの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ロータリー式現像装置３の構成を示す断面図である。
【図３】ロータリー式現像装置３の構成を示す側面図であって、主として現像ローラの移動機構を示す図である。
【図４】ロータリー式現像装置３の構成を示す側面図であって、主として現像ローラおよび供給ローラの回転機構を示す図である。
【図５】現像ローラの移動機構および現像ローラおよび供給ローラの回転機構を示す平面図である。
【図６】現像ローラ１１１の回転軸を案内孔２００のロータリー式現像装置３の回転方向前端に戻す動作を説明するための側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
２  感光体ドラム
３  ロータリー式現像装置
１００  回転枠
１０１〜１０４  現像器
１１１  現像ローラ
１１２、１１３、１１４  供給ローラ
２１１  現像ローラ駆動ギヤ
２１２、２１４  供給ローラ駆動ギヤ
２１３  プーリ付きの供給ローラ駆動ギヤ
２２１  プーリ付きの入力ギヤ
２２２  リンク
２２３  現像ローラ移動用入力歯車
２３０  伝動ベルト
３００  現像ローラ駆動用出力ギヤ
４００  供給ローラ駆動用出力ギヤ
５００  現像ローラ移動用出力ギヤ
６００  ピン
【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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