(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像駆動手段が設けられる駆動側に形成され、軸方向に対する位置決めの基準となる駆動側嵌合孔と、駆動側に対して軸方向反対側の反駆動側に形成され、長孔からなる反駆動側嵌合孔とを有し、現像剤担持体の２つの位置決めボスが前記各嵌合孔に嵌合することで現像剤担持体を保持する載置台と、
駆動側側板から突出する揺動支点ピンで駆動側を支持し、載置台から突出する揺動支点ピンが、反駆動側側板に形成された長孔を貫通することで反駆動側を支持し、前記反駆動側の揺動支点ピンが反駆動側側板から垂下するバネで吊られている載置台支持手段と、
駆動側側板に設けられ、現像剤担持体を像担持体に対して離当接させる離当接用カム及び離当接用カムと係合する載置台に設けられたカムフォロワーからなる揺動手段と、
現像剤担持体の軸方向両側で揺動支点より像担持体から離れる後部側で、回転方向に応じて載置台のロック用ピンと係合してロック／アンロックするロック機構とを備え、
前記ロック機構をロック用ピンに係合させたとき、ロック用ピンからロック機構に作用する反力が、位置決めボスを嵌合孔に対して像担持体から離れる方向に圧接するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像剤担持体の軸方向両側で揺動支点より像担持体に近い前部側において載置台に現像剤担持体を押さえる押さえ部材を設け、前記ロック機構に作用する反力による揺動支点に対する回転モーメントを押さえ部材により打ち消すようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
反駆動側側板にスライド壁、載置台にスライド壁と係合するスライドピンがそれぞれ形成され、離間時、前記離当接用カムとの係合でカムフォロワーが変位すると、前記スライドピンがスライド壁をスライドし、カムフォロワーが所定角度まで変位したとき、スライドピンがスライド壁の斜面を乗り上げて現像剤担持体と像担持体との離間距離を確保することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
現像剤担持体を駆動する現像駆動手段による現像剤担持体への駆動力の受け渡し位置を揺動支点とし、前記駆動力が現像剤担持体へ作用する力を像担持体から離れる方向とし、前記駆動力により現像剤担持体へ作用する力と、当接により像担持体から受ける反力とにより、位置決めボスを前記嵌合孔に対して像担持体から離れる方向に圧接させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか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】
本発明は現像剤担持体の固定構造に係わり、特に現像剤担持体の載置台に対する位置決め精度と着脱性の両方の条件を満たして固定できるようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、現像剤担持体を像担持体に離当接させて圧接現像方式によりカラー画像を形成することが知られている。このような画像形成装置にあっては、ドラム状の像担持体に対向して４色の現像剤担持体を配置し、各色ごとに現像剤担持体を像担持体に離当接させて像担持体上に形成された各色の静電潜像を現像した後、中間転写体に転写し、このプロセスを４色の画像に対して繰り返し行うことにより、中間転写体に４色の像を順次重ね合わせて記録することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような画像形成装置における現像剤担持体の像担持体への離当接は、通常、現像剤担持体が取り付けられているベースを移動させることにより行われている。ベースを移動させたときに現像剤担持体の像担持体に対する相対的位置関係が適正に保持されるためには、ベースに対する位置決め精度が当接時、離間時を通して適正に保持されている必要がある。一方、現像剤担持体はユニットとしてベースに対して着脱できる構造が一般的であるが、位置決めを厳格に行う構造とすると、通常、着脱性に問題が生じてしまう。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するものであり、離当接時を通しての現像剤担持体の位置決め精度と、着脱性の両方を適正なものにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、現像駆動手段が設けられる駆動側に形成され、軸方向に対する位置決めの基準となる駆動側嵌合孔と、駆動側に対して軸方向反対側の反駆動側に形成され、長孔からなる反駆動側嵌合孔とを有し、現像剤担持体の２つの位置決めボスが前記各嵌合孔に嵌合することで現像剤担持体を保持する載置台と、駆動側側板から突出する揺動支点ピンで駆動側を支持し、載置台から突出する揺動支点ピンが、反駆動側側板に形成された長孔を貫通することで反駆動側を支持し、前記反駆動側の揺動支点ピンが反駆動側側板から垂下するバネで吊られている載置台支持手段と、駆動側側板に設けられ、現像剤担持体を像担持体に対して離当接させる離当接用カム及び離当接用カムと係合する載置台に設けられたカムフォロワーからなる揺動手段と、現像剤担持体の軸方向両側で揺動支点より像担持体から離れる後部側で、回転方向に応じて載置台のロック用ピンと係合してロック／アンロックするロック機構とを備え、前記ロック機構をロック用ピンに係合させたとき、ロック用ピンからロック機構に作用する反力が、位置決めボスを嵌合孔に対して像担持体から離れる方向に圧接するようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、現像剤担持体の軸方向両側で揺動支点より像担持体に近い前部側において載置台に現像剤担持体を押さえる押さえ部材を設け、前記ロック機構に作用する反力による揺動支点に対する回転モーメントを押さえ部材により打ち消すようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、反駆動側側板にスライド壁、載置台にスライド壁と係合するスライドピンがそれぞれ形成され、離間時、前記離当接用カムとの係合でカムフォロワーが変位すると、前記スライドピンがスライド壁をスライドし、カムフォロワーが所定角度まで変位したとき、スライドピンがスライド壁の斜面を乗り上げて現像剤担持体と像担持体との離間距離を確保することを特徴とする。
また、本発明は、現像剤担持体を駆動する現像駆動手段による現像剤担持体への駆動力の受け渡し位置を揺動支点とし、前記駆動力が現像剤担持体へ作用する力を像担持体から離れる方向とし、前記駆動力により現像剤担持体へ作用する力と、当接により像担持体から受ける反力とにより、位置決めボスを前記嵌合孔に対して像担持体から離れる方向に圧接させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、ここではフルカラー画像形成装置について説明するが、本発明はモノカラー画像形成装置に対しても適用できることは言うまでもない。
図１は本発明の画像形成装置の現像部の構成を示す概略図である。駆動装置（図示せず）により矢印方向に回転するドラム状の感光体１の周囲には、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーをタンク１３に貯蔵した４色の各現像器１０が配置されている。感光体１は帯電手段（図示せず）により一様に帯電された後、潜像形成手段（図示せず）によって、第１色目として、例えばイエローの画像情報に応じて選択的に走査露光され、イエロー用の静電潜像が形成される。形成されたイエロー用の静電潜像はイエロー現像器の現像ローラ１１のみが感光体１に当接して現像することでイエローのトナー像が形成される。なお、このとき現像ローラ１１の両端には位置決めコロ１２が設けられていて（詳細は後述）、これが感光体に当接して位置決めされる。感光体１の回転方向下流側には、感光体と同期駆動される中間転写ベルト（図示せず）が配置され、感光体上のイエローのトナー像が中間転写ベルトの表面に転写される。中間転写ベルトにイエローのトナー像を転写した感光体はさらに矢印方向へ回転し、クリーニング手段（図示せず）によって表面に残留するトナーが掻き取られ、再び画像形成が可能となる。以上の手順を第２色目から第４色目の画像に対して繰り返し行うことで、中間転写ベルト上に４色のトナー像が順次重ね合わせて記録され、カラー画像が用紙上に転写されて出力される。
【０００７】
各現像器１０はそれぞれ載置台２０の軸方向左右側に形成された孔に位置決め突起１４が嵌合して保持され、載置台２０は駆動装置が設けられる側（以下、駆動側と言う）の側板３０から突出した揺動支点ピン３２と、ピン３２に対応する位置で載置台２０から突出して駆動側と反対側（以下、反駆動側と言う）の側板３１と係合する揺動支点ピン２１（詳細は後述）とにより支持され、載置台と現像器とはピンを中心に揺動可能となっている（詳細は後述）。一方、駆動側の側板３０には現像器離当接用のカム３３が取り付けられ、載置台２０からはカム３３と係合するカムフォロワー（カムピン）２２が突出しており、駆動装置（図示せず）によりカム３３が回転してカムフォロワー２２と係合してこれを押すと、載置台２０とこの上に置かれた現像器１０は揺動支点ピン３２、２１を中心に揺動し、この動作により現像器１０の現像ローラ１１と感光体１との離当接が行われる。
【０００８】
次に、現像器の支持構造と離当接の機構について説明する。
図２は現像器の支持構造を説明する全体図、図３は図２のＡ−Ａ断面図で、現像器の反駆動側の支持構造を説明するための図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図で、現像器の駆動側の支持構造を説明する図である。
図２において、前述したように、現像器１０は駆動側の側板３０と反駆動側の側板３１においてピン３２、２１で支持され、カム３３の回転に対するカムフォロワー２２の追従に伴って揺動し、感光体１と離当接する。感光体と現像器との相対的位置関係を適正にするとともに、現像器の着脱性を確保するために、本実施例では載置台に対する現像器の位置決めを、現像器軸方向左右に設けた位置決め突起１４と載置台に形成した丸孔２９ａ（駆動側）、長孔２９ｂ（反駆動側）とにより行い、また、現像器の左右側にロックレバー１５を設けるようにしている（詳細は後述）。反駆動側は、図３に示すように、載置台２０から突出するピン２１が反駆動側の側板３１に形成された載置台に並行な長孔３４（紙面に垂直方向に長い孔）を貫通し、その端部が側板３１の突起から垂下するバネ２３に吊られて支持されている。本実施例においては、反駆動側のみ揺動支点ピン２１が長孔３４内を動けるようにして感光体１に向かってスライドできるようにしており、その際バネ２３で揺動支点ピン２１の端部を吊ることにより現像器重量がそのまま揺動支点ピン２１から長孔内面にかからないように支えて揺動支点ピン２１がスライドするときの摩擦力を軽減している。駆動側は、反駆動側の揺動支点ピン２１と対応する位置において、図４に示すように、側板３０から突出する揺動支点ピン３２が載置台２０の孔を貫通し、この場合、ピン３２の径と孔の径とは同じにしている。
【０００９】
現像器の駆動は、駆動側の側板３０から延びるシャフトに取り付けられた現像器駆動ギヤ３５と現像器入力ギヤ２４とのかみ合いを通して行われ、このとき現像器への駆動力の受け渡し位置（ギヤのかみ合う位置）を揺動支点とし、駆動側は揺動動作のみ、反駆動側は揺動動作とスライド動作の両方の動作を行うようにしている。駆動ギヤ３５と現像器入力ギヤ２４とのかみ合う位置を揺動支点とすることにより、揺動動作によるギヤのかみ合いの変化を防止している。また、図５において、前述したように、駆動側の側板３０には現像器離当接用のカム３３が設けられ、載置台２０に設けられたカムフォロワー２２と係合して現像器を揺動させている。カム３３とカムフォロワー２２との係合は、当接する時はカム３３が一定角度まで回転してカムフォロワー２２を変位させると、後はバネ作用または現像器の重量で現像器が感光体に当接し、当接した状態ではカム３３とカムフォロワー２２とは離間している。離間する時は、カム３３が一定角度回転するとカムフォロワー２２と係合し、カムフォロワー２２を離間方向に変位させて、図６（反駆動側からみた図）に示すように、載置台のスライドピン２５が側板３１のスライド壁３６をスライドし、ある角度まで変位するとスライド壁３６の斜面を乗り上げて離間距離を確保するようになっている。
【００１０】
図６において、反駆動側の側板３１には、前述したように、載置台と平行方向に長く形成された長孔３４が設けられていて、この孔に揺動支点ピン２１が嵌合し、バネ力または現像器の自重により揺動支点ピン２１が長孔３４内をスライド可能になっている。そのため、駆動側のカム３３とカムフォロワー２２との係合により現像器が駆動されたとき、反駆動側は揺動とともに、スライド（平行移動）動作する。また、反駆動側の側板３１にはスライド斜面３６ａと乗り上げ壁３６ｂを有するスライド壁３６が設けられ、これに対応して載置台からはスライドピン２５が突出していて、離間時には、感光体から離れるような揺動動作とスライド動作とにより、スライドピン２５はスライド斜面３６ａをスライドして乗り上げ壁３６ｂに乗り上げて離間状態が維持される。このとき、揺動支点ピン２１は長孔３４の前端に接している。
【００１１】
軸方向縦断面図である図７に示すように、感光体の両端部は現像ローラの位置決めコロ１２と接触するフランジ２が設けられていて、両者の接触により相対的位置決めが行われる。
【００１２】
次に、本発明の現像剤担持体の載置台への位置決めと固定構造について図８〜図１１を参照して詳細に説明する。なお、図８は現像装置を上側から見た図、図９は駆動側又は反駆動側からみた離間時の状態を示す図、図１０はロックレバーを説明する図、図１１は現像器の前押さえを説明する図、図１２は当接時の位置決めを説明する図、図１３は位置決めと熱膨張への対処を説明する図である。
【００１３】
図８、図９に示すように、現像器の駆動側と反駆動側において、感光体と反対側の後部にロックレバー１５が設けられている。ロックレバー１５は現像器を脱着するときに操作され、支点１６を中心に回転可能である。図１０に示すように、実線の位置においてピン２７と係合し、破線の位置において係合が外れ、現像器を載置台に対してロック、アンロック（解除）するようになっており、現像器装着状態では感光体への離当接にかかわらずロック位置にある。ロックレバーの先端部分は載置台２０のピン２７を受けるように凹面状をしていて、ロック状態においては凹面状部分がピン２７に食い込むように設計され、そのため、ピン２７から支点１６の中心方向に対して反力Ｆが作用する。この反力Ｆは、図９に示すように、揺動支点３２を中心に現像器を回転させて現像ローラ１１を感光体から離す方向、例えば感光体の中心より上部において現像ローラが離当接する現像器に対しては、後部を斜め下側かつ後方へ付勢するように作用する。そのため、現像器１０は感光体から離れる後方側（トナータンク側）へ付勢され、現像器位置決め突起１４が載置台の嵌合孔（丸孔２９ａ、長孔２９ｂ）の後縁側に押し当てられてここで位置決めされる。したがって、離間時のように現像器に何の力も作用しない状態であっても、感光体と現像器との離間距離を確保することができる。この位置決めは、載置台の嵌合孔を位置決め方向以外はガタを大きくとれるので、ロックレバーを解除した状態では現像器を簡単に着脱でき、位置精度と着脱性の両方を満足することができる。なお、嵌合孔に代えて単に嵌合する窪みであってもよい。
【００１４】
このようにロックレバーで現像器を固定したとき、反力Ｆは現像器の前側を揺動支点を中心に所定の方向（図示の例では時計方向）に回転させるように作用する。そこで、本実施例では図９、図１１に示すように、板ばねから構成される現像器前押さえ２８で現像器底板１７を押さえる。この固定力Ｐにより反力Ｆによる回転モーメントを打ち消し、現像器を安定的に載置台に固定しておくことができる。
【００１５】
このように現像器を装着したとき、感光体への離当接を通じてロックレバーによる現像器の位置決めが行われるが、さらに当接時にはロックレバーによる反力に加えてさらに位置決めの力が作用する。すなわち、図１２において、当接時には図示しないばねで後部側が上方へ吊り上げられて揺動支点に対する回転モーメントにより現像ローラは感光体に圧接しており、そのため感光体１から現像ローラの中心方向に反力ｆが作用する。また、現像器駆動ギヤ３５と現像器入力ギヤ２４とがかみ合う揺動支点では、現像器駆動ギヤの回転力によりギヤのその接線方向に力ｆ′が作用する。反力ｆと接線方向の力ｆ′とは現像器を感光体から離す方向に作用するため、現像器の位置決め突起１４を載置台の嵌合孔（丸孔２９ａ、長孔２９ｂ）の後縁側に押し当てるように作用し、前述の反力Ｆに重畳して位置決め力として作用することになり、確固とした位置決めが得られる。
【００１６】
ところで、通常、載置台は鉄のような金属製であり、一方現像器は樹脂で構成されている。そのため、載置台に対して現像器の熱膨張率が大きく、温度変化があったときの熱膨張率の差のために現像装置をねじる力が作用して現像性能に悪影響を及ぼす。そこで、本実施例では載置台の嵌合孔について、駆動側は軸方向にガタをもたせず、反駆動側を軸方向にガタをもたせている。このように駆動側を基準として反駆動側を長孔としてガタをもたせることで、軸方向における熱膨張による現像器の伸縮に対してギヤのかみ合い部への影響を少なくし、熱膨張の差を長孔部で吸収することができるので現像装置をねじる力が働かないようにすることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、現像剤担持体の位置決めボスを載置台の嵌合部後縁に対して像担持体から離れる方向に圧接させて位置決めを行うようにしたので、位置決め方向以外の嵌合部におけるガタを大きくすることができ、位置決め精度と着脱性の両方を満足させることが可能となる。
【００１８】
また、載置台のピンと係合してロック／アンロックするロック機構を設けてピンからロック機構に作用する反力が、位置決めボスを嵌合部の後縁に圧接させる方向に作用するようにしたので、離間時のように現像器に対して何の力も作用しなくても像担持体と現像剤担持体との離間距離を確保することができる。
【００１９】
また、現像剤担持体の軸方向両側で揺動支点より前部側において載置台に現像剤担持体を押さえる押さえ部材を設けるようにしたので、ロック機構により生ずる揺動支点に対する回転モーメントを打ち消して現像器を安定的に載置台に固定しておくことができる。
【００２０】
また、現像駆動手段による現像剤担持体への駆動力の受け渡しを揺動支点とし、駆動力により現像剤担持体へ作用する力と、当接により像担持体から受ける反力とにより、位置決めボスを嵌合部の後縁に圧接させるようにしたので、当接時の位置決めが一層確固としたものとなる。
【００２１】
また、軸方向に対する位置決めの基準を駆動側の嵌合部とし、反駆動側の嵌合部を長孔としたことにより、現像剤担持体とその支持体との熱膨張率の差に起因するねじれ力の影響を低減化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の現像部の構成を示す概略図である。
【図２】  現像器の支持構造を説明する図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ断面図で、現像器の反駆動側の支持構造を説明する図である。
【図４】  図２のＢ−Ｂ断面図で、現像器の駆動側の支持構造を説明する図である。
【図５】  現像器の離当接の機構を説明する図である。
【図６】  反駆動側からみた離間時の現像装置と感光体とを示す図である。
【図７】  像担持体と現像剤担持体との当接状態を示す図である。
【図８】  現像装置を上側から見た図である。
【図９】  駆動側又は反駆動側からみた離間時の状態を示す図である。
【図１０】  ロックレバーを説明する図である。
【図１１】  現像器の前押さえを説明する図である。
【図１２】  当接時の位置決めを説明する図である。
【図１３】  位置決めと熱膨張への対処を説明する図である。
【符号の説明】
１……感光体、２…フランジ、１０…現像器、１１…現像ローラ、１２…位置決めコロ、１４…位置決め突起、１５…ロックレバー、１６…貫通軸、１７…現像器底板、２０…載置台、２１…揺動支点ピン、２２…カムフォロワー、２３…バネ、２４…現像器入力ギヤ、２５…スライドピン、２６…バネ、２７…ピン、２８…現像器前押さえ、２９ａ…丸孔、２９ｂ…長孔、３０，３１…側板、３２…揺動支点ピン、３３…カム、３４…長孔、３５…現像器駆動ギヤ、３６…スライド壁、３６ａ…スライド斜面、３６ｂ…乗り上げ壁。
【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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【図１２】
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【図１３】
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