(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器を感光体に対して現像可能位置と現像不可能位置に選択的に離当接させる方式の画像形成装置において、前記現像器を回転自在に支持する支持軸と、前記現像器を現像可能位置の方向に付勢する付勢手段と、前記現像器を現像可能位置と現像不可能位置との間で回転移動制御する離当接カムと、該離当接カムに離当接クラッチを介して回転を伝達させる駆動ギヤと、前記付勢手段の付勢力により生じる離当接カムの自転を防止するためのカム自転防止手段とを備え、前記カム自転防止手段は、前記離当接カムのカム軸と駆動ギヤとの間に装着され、離当接カムが自転する方向に回転する時にカム軸が駆動ギヤに対してロック可能にするワンウエイクラッチであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像器を感光体に対して現像可能位置と現像不可能位置に選択的に離当接させる方式の画像形成装置において、前記現像器を回転自在に支持する支持軸と、前記現像器を現像可能位置の方向に付勢する付勢手段と、前記現像器を現像可能位置と現像不可能位置との間で回転移動制御する離当接カムと、該離当接カムに離当接クラッチを介して回転を伝達させる駆動ギヤと、前記付勢手段の付勢力により生じる離当接カムの自転を防止するためのカム自転防止手段とを備え、前記カム自転防止手段は、前記離当接カムのカム軸に固定されたバネテンションカムと、該バネテンションカムにより回動されるバネテンション調整レバーとを備え、該バネテンション調整レバーにより前記付勢手段をカム軸の回転方向に移動させる手段であ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、現像器を感光体に対して現像可能位置と現像不可能位置に選択的に離当接させる方式の画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置には、複数の現像器を有し該現像器を選択的に感光体に対して現像可能位置まで移動させる方式がある。その場合、現像器を感光体に対して回転移動させる手段として、現像器を付勢手段であるコイルスプリングのばね力で回転移動させて現像位置に設定し、また現像器をカム機構で回転移動させて非現像位置に設定する手段がある。この回転移動手段によれば、現像ローラが感光体に対して当接する速度をより速くすることが容易にでき、画像形成時のプロセスピードをより速くすることが可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような回転移動手段を有する現像器を備えた従来の画像形成装置では、現像器が非現像位置から現像位置へ回転移動するとき、カムがコイルスプリングのばね力によりカムの回転方向に付勢力を受けるようになる。この付勢力によるトルクが、カムと現像器に固定されたカムフォロワの間の摩擦力によるトルクとカムの駆動手段の回転駆動力によるトルクとの和より大きくなると、カムが自転し、カムの回転速度が駆動手段の回転駆動力による回転速度よりも速くなる。このため、現像器の現像ローラが感光体に当接する際、当接速度も速くなり、当接時の感光体への衝撃力が大きくなる。
【０００４】
しかしながら、現像ローラの当接時にこのような大きな衝撃力が感光体に作用すると、感光体の回転が影響され、画質劣化が生じてしまう。また、感光体の回転方向上流側で感光体に画像の書き込みが行われているとき、現像ローラが感光体に当接した場合、同様に衝撃力で書き込み部分の画質が劣化してしまう。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、現像器を現像可能位置に移動する際、付勢手段の付勢力によるカムの自転を防止して現像器の感光体当接時の衝撃を緩和して良好な画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、現像器を感光体に対して現像可能位置と現像不可能位置に選択的に離当接させる方式の画像形成装置において、前記現像器を回転自在に支持する支持軸と、前記現像器を現像可能位置の方向に付勢する付勢手段と、前記現像器を現像可能位置と現像不可能位置との間で回転移動制御する離当接カムと、該離当接カムに離当接クラッチを介して回転を伝達させる駆動ギヤと、前記付勢手段の付勢力により生じる離当接カムの自転を防止するためのカム自転防止手段とを備え、前記カム自転防止手段は、前記離当接カムのカム軸と駆動ギヤとの間に装着され、離当接カムが自転する方向に回転する時にカム軸が駆動ギヤに対してロック可能にするワンウエイクラッチであることを特徴とし、請求項２記載の発明は、現像器を感光体に対して現像可能位置と現像不可能位置に選択的に離当接させる方式の画像形成装置において、前記現像器を回転自在に支持する支持軸と、前記現像器を現像可能位置の方向に付勢する付勢手段と、前記現像器を現像可能位置と現像不可能位置との間で回転移動制御する離当接カムと、該離当接カムに離当接クラッチを介して回転を伝達させる駆動ギヤと、前記付勢手段の付勢力により生じる離当接カムの自転を防止するためのカム自転防止手段とを備え、前記カム自転防止手段は、前記離当接カムのカム軸に固定されたバネテンションカムと、該バネテンションカムにより回動されるバネテンション調整レバーとを備え、該バネテンション調整レバーにより前記付勢手段をカム軸の回転方向に移動させる手段であることを特徴とする。
以上
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【０００８】
図１〜図８は、本発明の画像形成装置の１実施形態を示し、図１は全体構成図、図２は図１のＹ現像器の部分の拡大図、図３および図４は、図１の現像装置の駆動機構を説明するための図、図５は本発明に係わる離当接クラッチの断面図、図６は図５のＸ方向から見た模式図、図７および図８は本発明の作用を説明するための図である。なお、以下の説明において、各図面間で同一の構成については同一番号を付して説明を省略する場合がある。
【０００９】
図１に示すように、画像形成装置１は、感光体２および現像装置３を備えている。現像装置３は、イエロー現像器（Ｙ現像器）、４、マゼンタ現像器（Ｍ現像器）５、シアン現像器（Ｃ現像器）６および黒現像器（Ｋ現像器）７を備えており、各現像器４、５、６、７は感光体２の外周に沿い図において時計回りにこれらの順に配設されている。なお、各色の現像器４、５、６、７の配設順序は、前述の順序に限定されることなく任意である。
【００１０】
図２により、各現像器４、５、６、７の構造をＹ現像器４を例にとって説明する。Ｙ現像器４は、支持軸８によりその一端側が感光体２に向くようにして現像装置３のハウジング９に回転可能に支持されている。この現像器４の現像カートリッジ１０の一端部には現像ローラ１１が回転可能に支持されており、現像器４の支持軸８回りの回転により、この現像ローラ１１は感光体２に対し離接可能となっている。また、現像器４の現像カートリッジ１０の、支持軸８に関し現像ローラ１１と反対側の所定位置１０ａと現像装置３のハウジング９の所定位置９ａと間に、コイルスプリング１２が張設されている。このコイルスプリング１２のばね力により、現像器４の現像カートリッジ１０は支持軸８回りに図２において矢印で示す反時計方向に回転するように常時付勢されて、現像ローラ１１が感光体２に当接するようになっている。
【００１１】
更に、現像装置３のハウジング９と現像器４の現像カートリッジ１０との間には、ハウジング９に対して現像器４の現像カートリッジ１０の回転を制御するカム機構１３が設けられている。このカム機構１３は、現像装置３のハウジング９の、支持軸８とコイルスプリング１２の一端が支持される所定位置９ａとの間にカム軸１４で回転可能に設けられた離当接カム１５と、現像器４の現像カートリッジ１０の、支持軸８とコイルスプリング１２の他端が支持される所定位置１０ａとの間に固定され、前記離当接カム１５を支持するカムフォロワ１６とからなっている。
【００１２】
図３および図４は、図１の各現像器４、５、６、７の現像ローラ１１および離当接カム１５の駆動機構を示している。各現像器４、５、６、７は、２個の駆動用モータ１８、１８によって駆動され、それぞれＹ現像器４およびＭ現像器５とＣ現像器６およびＫ現像器７を駆動用モータ１８の回転方向を変更することにより選択的に駆動する構成になっている。このうち、Ｙ現像器４およびＭ現像器５の駆動機構について説明し、Ｃ現像器６およびＫ現像器７の駆動機構は同一であるので説明を省略する。
【００１３】
モータ１８の回転は、出力ギヤＧ１、ギヤ列Ｇ２、ギヤＧ３を介してギヤ列Ｇ４に伝達され、ギヤ列Ｇ４の回転は、Ｙ現像器４の現像ローラ１１の入力ギヤＧ５に伝達されるとともに、ギヤＧ６、Ｇ７を介して離当接クラッチ１７の入力スリーブギヤ２３に伝達され、離当接カム１５を回転させる。一方、ギヤ列Ｇ２の回転は、ギヤ列Ｇ８を介してＭ現像器４の現像ローラ１１の入力ギヤＧ９に伝達されるとともに、ギヤＧ１０、Ｇ１１を介して離当接クラッチ１７の入力スリーブギヤ２３に伝達され、離当接カム１５を回転させる。
【００１４】
Ｙ現像器４およびＭ現像器５の現像ローラ１１の駆動軸１９には、ワンウエイクラッチ２０、２０が装着され、モータの回転方向がＹ現像器駆動方向の場合、ギヤ列Ｇ４内のワンウエイクラッチ２０はロックしＹ現像器４を駆動し、ギヤ列Ｇ８内のワンウエイクラッチ２０は空転し、Ｍ現像器５は駆動されない。逆に、モータの回転方向がＭ現像器駆動方向の場合、ギヤ列Ｇ８内のワンウエイクラッチ２０はロックしＭ現像器５を駆動し、ギヤ列Ｇ４内のワンウエイクラッチ２０は空転し、Ｙ現像器４は駆動されない。
【００１５】
前記ギヤ、軸および離当接クラッチ１７は、ハウジング９の一対の側板９ｂ、９ｃの間に取り付けられ、離当接クラッチ１７のベース３１は、留め具２１を介して側板９ｂに固定されている。また、カム軸１４と入力スリーブギヤ２３との間には、カム自転防止用のワンウエイクラッチ２２が装着されている。
【００１６】
図５において、離当接クラッチ１７は、駆動モータ１８の回転駆動力が入力される入力スリーブギヤ２３と、この入力スリーブギヤ２３のスリーブ２３ａに嵌合された筒状の回転角度規制部材２４と、図において右側部分が入力スリーブギヤ２３のスリーブ２３ａに相対回転可能に嵌合されかつ中央部分が回転角度規制部材２４に相対回転可能に嵌合された出力スリーブ２５と、入力スリーブギヤ２３のスリーブ２３ａの外周および出力スリーブ２５の外周にそれぞれ嵌合されるとともに、一端が回転角度規制部材２４に連結されかつ他端が出力スリーブ２５に連結されたコイルスプリング２６と、回転角度規制部材２４の外周に、軸方向にスライド可能にかつ回転不能に遊嵌されたスライド部材２７と、回転角度規制部材２４とスライド部材２７との間に設けられて、これらの回転角度規制部材２４とスライド部材２７との連結および解放を行う爪状の係止手段２８と、スライド部材２７を軸方向にスライドさせる電磁コイル２９と、この電磁コイル２９を支持するとともに、スライド部材２７を軸方向にスライド可能に支持するボビン３０と、ハウジング９に固定されるとともに、ボビン３０を固定支持するベース３１と、ボビン３０とベース３１間に配設される板バネ３５からなっている。
【００１７】
出力スリーブ２５の軸方向の内孔には、離当接カム１５のカム軸１４が嵌合されて連結されている。その場合、出力スリーブ２５の内孔の横断面形状およびカム軸１４の横断面形状はともにＤ字状にカットされた形状にされていて、これらが互いに嵌合されることにより、出力スリーブ２５の出力回転つまり離当接クラッチ１７の回転駆動力がカム軸１４に伝達されるようになっている。
【００１８】
更に図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、係止手段２８は、回転角度規制部材２４に突設された２つの第１および第２係止突起３２、３３と、スライド部材２７に突設された被係止突起３４とからなっている。第１係止突起３２は、入力スリーブギヤ２３の回転方向αに関し第２係止突起３３より下流側に設けられており、回転方向αにおいて第２係止突起３３から第１係止突起３２までの角度は、所定角度θ（例えば、１２０°）に設定されている。
【００１９】
そして、コイル２９が通電されないときは、図５（Ａ）に示すように、板バネ３５の付勢によりスライド部材２７がボビン３０から進出し、被係止突起３４は第１係止突起３２により係止されている。この状態は、離当接クラッチ１７が第１停止位置に設定され、図２に示すように、現像器４が感光体２から離間している位置であり、コイルスプリング２６の一端は回転角度規制部材２４に連結され、回転角度規制部材２４は被係止突起３４で回転が規制されているため、コイルスプリング２６には相対的に入力スリーブギヤ２３とは逆回転の力が働き、コイルスプリング２６は開放する方向（バネが締め付けられない方向）となるため、入力スリーブギヤ２３は空転し、カム軸１４には回転が伝達されない。
【００２０】
一方、コイル２９が通電されたときは、コイル２９の電磁力で、図５（Ｂ）に示すようにスライド部材２７が軸方向にスライドしてボビン３０内に引っ込み、被係止突起３４は第１係止突起３２から離れる。この状態では、回転角度規制部材２４は自由に回転するようになる。この回転角度規制部材２４の回転方向αの回転によりコイルスプリング２６が巻き締められて、入力スリーブギヤ２３と出力スリーブ５とがともにこのコイルスプリング２６で締め付けられることにより、入力スリーブギヤ２３と出力スリーブ２５とが一体回転するようになっている。これにより、回転角度規制部材２４が同方向αに回転して第２係止突起３３が被係止突起３４に係止する直前で、コイル２９への通電をオフにすると、回転角度規制部材２４の回転が停止し、離当接クラッチ１７は第２停止位置に設定され、現像器４が感光体２に当接する。
【００２１】
次に、図７および図８をも参照しつつ、上記構成からなる本発明の画像形成装置１における、感光体２に対する現像ローラ１１の離接作動について説明する。
【００２２】
図５（Ａ）に示すように、離当接クラッチ１７のコイル２９が通電されなく、図６（Ａ）に示すように係止部材３２が被係止部材３４に回転方向αに係止した第１停止位置にあるときは、図２および図７に示すように、離当接カム１５の上死点１５ａ1がカムフォロワ（力点）１６に当接した位置にあって、現像ローラ１１は感光体２から離間した離間位置にある。この状態で、Ｙ現像器４により感光体２上の静電潜像を現像するために、Ｙ現像器４の駆動モータ１８が駆動されると、駆動モータ１８の回転駆動力が駆動軸１９に伝達され、駆動軸１９が回転する。
【００２３】
この駆動軸１９の回転により駆動ギヤＧ５を介して現像器４の図示しない撹拌部材や供給ローラが回転するとともに現像ローラ１１が回転し、現像ローラ１１の所定厚みのイエローのトナー層が形成される。同時に、駆動軸１９の回転が離当接クラッチ１７の入力スリーブギヤ２３に伝達され、入力スリーブギヤ２３が回転する。このとき、離当接クラッチ１７が第１停止位置にあり、係止手段２８によって回転角度規制部材２４が回転を阻止されているので、前述の如く、入力スリーブギヤ２３のみが回転する。
【００２４】
現像ローラ１１を感光体２に当接させるために、離当接クラッチ１７のコイル２９が通電されると、コイル２９の電磁力でスライド部材２７が軸方向にスライドして被係止部材３４と第１係止部材３２との係合が外れる。すると、コイルスプリング２６は巻き締められて入力スリーブギヤ２３と出力スリーブ２５とを締め付けるので、入力スリーブギヤ２３と出力スリーブ２５とが一体回転し、離当接クラッチ１７は回転駆動力を発生する。この離当接クラッチ１７の回転駆動力により、カム軸１４が回転し、離当接カム１５が図７に示す状態位置から回転方向αに回転する。
【００２５】
この離当接カム１５の回転で、図２および図８に示すように、カムフォロワ１６がコイルスプリング１２のばね力で離当接カム１５に沿ってカム軸１４に徐々に接近する方向に二点鎖線の位置から実線の位置へ移動する。このため、現像カートリッジ１０も支持軸（支点）８を中心に反時計方向に回転し、現像ローラ１１が感光体２の方へ次第に接近する。離当接カム１５の回転で第１係止部材３２が被係止部材３４の領域を通過すると、コイル２９が再び通電されなくなる。すると、前述のようにスライド部材２７がボビン３０から進出して、図６（Ｂ）に示すように被係止部材３４が第１係止部材３３と係合可能な位置に移動される。そして、回転角度規制部材２４が所定角度θだけ回転すると、第２係止部材３３が被係止部材３４に係止して回転角度規制部材２４の回転が停止する。すると、コイルスプリング２６の巻き締まりが停止するとともに、コイルスプリング２６を介する入力スリーブギヤ２３と出力スリーブ２５との一体回転でコイルスプリング２６が直ぐに巻き緩められるので、出力スリーブ２５も直ぐに回転停止する。こうして、離当接クラッチ１７は第２停止位置に設定される。
【００２６】
離当接クラッチ１７が第２停止位置に設定される直前に、現像ローラ１１が感光体２に当接し、この現像ローラ（作用点）１１はコイルスプリング１２のばね力で感光体２に押圧されるとともに、カムフォロワ１６が離当接カム１５から若干離間するようになる。そして、離当接クラッチ１７が第２停止位置に設定されたときは離当接カム１５も所定角θだけ回転しているので、離当接カム１５はその下死点１５ａ2がカムフォロワ１６に対向する位置となっている。こうして、現像ローラ１１はコイルスプリング１２のばね力で感光体２に当接する当接位置になる。
【００２７】
現像ローラ１１を感光体２との当接位置から離間位置にするために、離当接クラッチ１７のコイル２９が再び通電されると、前述と同様にスライド部材２７がスライドして、被係止部材３４が第２係止部材３３から外れる。すると、前述と同様に回転角度規制部材２４が方向αに回転して、コイルスプリング２６が巻き締められて入力スリーブギヤ２３と出力スリーブ２５とが一体回転する。このため、離当接カム１５が方向αに回転し、カムフォロワ１６が下死点１５ａ2から上死点１５ａ1に向かって移動するので、現像カートリッジ１０は支持軸８を中心に時計方向に回転し、現像ローラ１１が感光体２から離間する。
【００２８】
ところで、離当接クラッチ１７からのカム軸１４を介して伝達される回転駆動力で離当接カム１５が回転して、カムフォロワ１６が上死点１５ａ1から下死点１５ａ2に向かって移動するとき、離当接カム１５がコイルスプリング１２のばね力によりカムフォロワ１６を介して回転方向に付勢力を受けるようになる。そして、この付勢力が離当接カム１５とカムフォロワ１６との間の摩擦力および離当接クラッチ１７の空転トルクを上回ると、離当接カム１５はばね力Ｆ（図８）による付勢力で自転して離当接クラッチ１７からの回転駆動力で回転する速度も速く回転しようとする。
【００２９】
しかしながら、本実施形態においては、カム軸１４と入力スリーブギヤ（駆動ギヤ）２３との間にカム自転防止用のワンウエイクラッチ２２が装着されているため、離当接カム１５が自転する方向に回転する時にカム軸１４が入力スリーブギヤ２３に対してロックされ、自転力は入力スリーブギヤ２３に受け止められるため、前述の離当接カム１５の自転が防止されて、離当接カム１５の回転速度の上昇が抑制される。これにより、現像ローラ１１の感光体２への当接速度が抑制されるので、現像ローラ１１の感光体２への当接時の衝撃が緩和されるようになる。その結果、この衝撃により感光体２の回転に与えられる影響が抑制され、画像劣化が防止される。また、現像器４が感光体２に当接するときに、その上流側で露光等により感光体２に画像の書き込みが行われていても、当接時の衝撃により画像の書き込みが影響を及ぼされないので、この場合にも画質劣化が防止される。
【００３０】
本発明の画像形成装置１によれば、現像ローラ１１をコイルスプリング１２のばね力で感光体２に当接し、また、カム機構１３で感光体２から離間するようにしているので、現像ローラ１１を感光体２に対して当接させる速度をより速くすることが容易にできるようになり、画像形成時のプロセスピードをより速くすることが可能となる。
【００３１】
また、離当接クラッチを用いて離当接カム１５を回転するようにしているので、離当接カム１５の上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接する位置と離当接カム１５の下死点１５ａ2がカムフォロワ１６に対向する位置との２つの位置に、離当接カム１５を選択的に容易にかつ正確に停止させることができるようになる。しかも、離当接カム１５を２つの位置に停止させることができることから、離当接カム１５を駆動するために専用の駆動手段を設ける必要がなく、現像器駆動のための駆動手段等の、必ず設けられる他の駆動手段の駆動力を利用することが可能となり、部品点数が削減できるとともに安価になり、しかも専用の駆動手段を設けない分、画像形成装置をコンパクトにできる。
【００３２】
次に、図９および図１０により本発明の他の実施形態について説明する。前記実施形態は、カム自転防止手段としてワンウエイクラッチ２２を採用しているが、本実施形態においては、コイルスプリング１２を移動させることにより、離当接カム１５の自転を防止している。
【００３３】
そのために、カム軸１４に別途、バネテンションカム３６を固定する。また、コイルスプリング１２のハウジング９側の支持部３７は移動可能に設けるとともに、ハウジング９の所定位置に支点３８を設ける。そして、支点３８と前記支持部３７間をバネテンション調整レバー３９で連結し、支持部３７が支点３９の回りに回動可能にする。バネテンション調整レバー３９の中間部には、バネテンションカム３６の力点となるカムフォロア４０が設けられている。
【００３４】
離当接カム１５の上死点１５a1とバネテンションカム３６の下死点３６a2は、カム軸１４の軸芯に対して対向する位置に配置され、同様に、離当接カム１５の下死点１５a2とバネテンションカム３６の上死点３６a1は、カム軸１４の軸芯に対して対向する位置に配置されている。そして、図９に示すように、現像ローラ１１が感光体２から離間している状態では、離当接カム１５の上死点１５a1がカムフォロア１６に当接し、バネテンションカム３６の下死点３６a2がカムフォロア４０に当接するように設定している。
【００３５】
図１０に示すように、カム軸１４が回転し、現像ローラ１１が感光体２に当接する位置では、バネテンションカム３６の上死点３６a1がカムフォロア４０を押し上げ、バネテンション調整レバー３９を介してコイルスプリング１２の支持部３７をカム軸１４の回転方向（矢印方向）に移動させるため、離当接カム１５がコイルスプリング１２のばね力により離当接カム１５の回転方向に付勢力を受けることがなく、従って離当接カム１５の自転が防止される。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、本発明をフルカラ−の画像形成装置に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体に対し現像器が現像可能位置と現像不可能位置との間でカムと付勢手段とで移動可能となっている画像形成装置であれば、どのような画像形成装置にも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、現像器を現像可能位置に移動する際、付勢手段の付勢力によるカムの自転を防止して現像器の感光体当接時の衝撃を緩和して良好な画質の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の１実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１のＹ現像器の部分の拡大図である。
【図３】図１の現像装置の駆動機構を説明するための図である。
【図４】図３の駆動機構を右方向から見た図である。
【図５】本発明に係わる離当接クラッチの断面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿って矢印方向に見た模式図である。
【図７】本発明の作用を説明するための図である。
【図８】本発明の作用を説明するための図である。
【図９】本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す構成図である。
【図１０】図９の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
２…感光体
４〜７…現像器
８…支持軸
１２…コイルスプリング（付勢手段）
１５…離当接カム
１７…離当接クラッチ
２２…ワンウエイクラッチ（カム自転防止手段）
２３…入力スリーブギヤ（駆動ギヤ）
３６…バネテンションカム
３９…バネテンション調整レバー
３６、３９…カム自転防止手段
【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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