(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体と、この感光体の静電潜像を現像する現像位置と前記静電潜像を現像しない非現像位置との間で、前記感光体に対して移動可能な現像器と、この現像器を移動する移動手段とを少なくとも備え、前記現像器が支軸により回転可能に設けられており、前記移動手段は、前記現像器を前記現像位置の方へ付勢する付勢手段と、１回転することにより前記現像器を前記現像位置と前記非現像位置との間で回転移動制御するカムとからなる画像形成装置において、
前記カムの１回転の間において少なくとも部分的にこのカムの回転速度を抑制する回転抑制手段が設けられており、
前記回転抑制手段はブレーキ手段であり、このブレーキ手段は、前記カムに設けられた突部と、この突部に接触してブレーキ力を作用するブレーキ弾性体とからなり、前記ブレーキ弾性体は、前記カムの１回転の間において少なくとも部分的にこのカムにブレーキ力を作用してカムの回転速度を抑制し、
前記ブレーキ弾性体は前記突部との接触部にシート材が接合されており、
前記シート材は前記ブレーキ弾性体から前記カムの回転方向逆方向に延びる延設部を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記突起と前記延設部との間に、間隙が設けられていることを特徴とする請求項１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、現像器が感光体の静電潜像を現像する現像位置と静電潜像を現像しない非現像位置との間で感光体に対して移動する画像形成装置の技術分野に属し、特に、非現像位置と現像位置との間での現像器の移動時の衝撃を緩和するようになっている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、現像器の現像ローラが感光体に当接して感光体の静電潜像を現像する現像位置と現像ローラが感光体から離間して静電潜像を現像しない非現像位置との間で、現像器が感光体に対して回転移動可能となっている画像形成装置がある。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】
また、現像器が現像位置から非現像位置へ回転移動するとき、その回転速度が速いと、現像器の現像ローラが感光体から離間する際、感光体が振動し、画像の乱れや離間すじ等が生じやすくなる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像器を現像位置に移動する際、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現像位置設定時の衝撃を緩和して良好な画質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。
本発明の他の目的は、現像器を非現像位置に移動する際、感光体の振動を抑制して画像の乱れや離間すじ等を防止できる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、静電潜像が形成される感光体と、この感光体の静電潜像を現像する現像位置と前記静電潜像を現像しない非現像位置との間で、前記感光体に対して移動可能な現像器と、この現像器を移動する移動手段とを少なくとも備え、前記現像器が支軸により回転可能に設けられており、前記移動手段は、前記現像器を前記現像位置の方へ付勢する付勢手段と、１回転することにより前記現像器を前記現像位置と前記非現像位置との間で回転移動制御するカムとからなる画像形成装置において、前記カムの１回転の間において少なくとも部分的にこのカムの回転速度を抑制する回転抑制手段が設けられており、前記回転抑制手段はブレーキ手段であり、このブレーキ手段が、前記カムに設けられた突部と、この突部に接触してブレーキ力を作用するブレーキ弾性体とからなり、前記ブレーキ弾性体は、前記カムの１回転の間において少なくとも部分的にこのカムにブレーキ力を作用してカムの回転速度を抑制し、前記ブレーキ弾性体が前記突部との接触部にシート材が接合されており、前記シート材が前記ブレーキ弾性体から前記カムの回転方向逆方向に延びる延設部を有していることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記突起と前記延設部との間に、間隙が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
このように構成された本発明の画像形成装置においては、カムの１回転のうち一部の回転時に、現像器が付勢手段の付勢力で現像位置の方へ感光体に対して移動されて、現像位置に設定され、また、カムの１回転のうち残部の回転時に、現像器がカムによって非現像位置から現像位置へ移動される。このとき、回転抑制手段により、カムの回転速度がこのカムの１回転の間において少なくとも部分的に抑制されるようになる。
【００１１】
また、カムの突部のブレーキ弾性体との接触面積が徐々に大きくなるので、ブレーキ弾性体によるブレーキ力が徐々に増大する。そして、突部の全面がブレーキ弾性体に接触すると、このブレーキ力は最大となる。更に、突部がブレーキ弾性体から離れていくと、突部のブレーキ弾性体との接触面積が徐々に減少するので、ブレーキ力が徐々に減少する。このブレーキ特性により、ブレーキ力による急激なトルク変動が生じなくなる。特に、カムが現像器を非現像位置から現像位置へ移動させるように回転するときに、カムの回転速度が抑制されるようにすることで、現像器を現像位置に付勢する付勢手段の付勢力によるカムの自転トルクがこのブレーキ特性に近似した特性を有しているので、このブレーキ作用により、カムの自転がより効果的に防止される。
【００１２】
更に、カムの突部がブレーキ弾性体にシート材を介して接触する。このシート材により、ブレーキ弾性体が突部の摩擦摺動から保護されるようになり、ブレーキ弾性体の寿命を長くなる。したがって、ブレーキ手段の耐久性が向上するとともに、長期間にわたって安定したブレーキ力が発生する。
更に、シート材の延設部がカムの回転方向の逆方向に位置する。このシート材の延設部により、ブレーキ弾性体の縁が突部の接触に対して効果的に保護されるようになるとともに、シート材のブレーキ弾性体からの剥がれやブレーキ弾性体の現像器からの剥がれ等が防止される。
特に請求項２の発明においては、カムの突部とシート材の延設部との間に隙間を有しているので、突部が延設部の領域内にスムーズに進入するようになる。
【００１３】
そして、カムが現像器を非現像位置から現像位置へ移動させるように回転するときに、カムの回転速度が抑制されるときは、カムのこの回転時に、カムが付勢手段の付勢力により自転してその回転速度が上昇しようとしてもその回転速度が抑制されるので、現像器の移動速度も抑制され、現像器は非現像位置から現像位置へゆっくりと移動するようになる。これにより、現像器の現像位置設定時の衝撃が緩和されて感光体の回転に影響を与えなくなり、画像劣化が防止されるようになる。また、現像器の現像位置設定時に、現像器より感光体の回転方向上流側で感光体へ画像の書き込み処理が行われていても、衝撃が緩和されることから、この衝撃で画像の書き込み部分が影響されなく、この書き込み部分の画質劣化が防止されるようになる。
【００１４】
また、カムが現像器を現像位置から非現像位置へ移動させるように回転するときに、カムの回転速度が抑制されるときは、感光体に対する現像器の離間時における感光体の振動が抑制されるようになる。これにより、画像の乱れおよび離間すじ等が防止されるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例が適用されたフルカラ−の画像形成装置の現像装置部分を模式的に示す図である。
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、感光体（以下、ＯＰＣともいう）２および現像装置３を備えている。
現像装置３は、従来のフルカラーの画像形成装置の現像装置と同様に、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の各現像器４,５,６,７を備えており、各現像器４,５,６,７はＯＰＣ２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。その場合、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に設定される。なお、以下の説明では、説明の便宜上、前述の色の順序、つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の順で各現像器４,５,６,７が配設されているものとする。
【００１６】
図２に拡大して示すように、イエローの現像器４は支軸８によりその一端側がＯＰＣ２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の支軸８回りの回転により、この現像ローラ１１はＯＰＣ２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ＯＰＣ２に当接するようになっている。
【００１７】
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との間に回転軸１４で回転可能に設けられたカム１５と、現像器４の現像カートリッジ１０の、支軸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、このカム１５によって制御されるカムフォロワ１６とからなっている。
図３に示すように、回転軸１４はハウジング９に回転可能に支持されているとともに、スプリングクラッチ１７および第１歯車動力伝達機構１８を介して現像器４の駆動ギヤ１９が取り付けられた駆動軸２０に連結されている。更に、この駆動軸１９は、第２歯車動力伝達機構２１を介して現像器４の駆動モータ２２に連結されている。
【００１８】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、スプリングクラッチ１７は、駆動モータ２２の回転駆動力が第１歯車動力伝達機構１８を介して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とからなっている。
【００１９】
入力スリーブギヤ２３と回転角度規制部材２４とは、これらの間の相対トルクが空転トルク以下のときには互いに回転方向に摩擦連結されて一体回転するように設定され、また、相対トルクが空転トルクを超えたときは、摩擦連結が解除されて互いに相対回転するように設定されている。
また、出力スリーブ２５の軸方向の内孔には、カム１５の回転軸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回転軸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の出力回転つまりスプリングクラッチ１７の回転駆動力が回転軸１４に伝達されるようになっている。
【００２０】
更に図５（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より上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θ（例えば、１２０°等）に設定されている。
【００２１】
そして、コイル２９が通電されないときは、図示しないばね等の付勢手段の付勢力で、図４（ａ）に示すようにスライド部材２７がボビン３０から進出し、被係止突起３４は第１および第２係止突起３３,３４がそれぞれ係止可能な位置に設定されるようになっている。この場合には、回転角度規制部材２４が回転方向αに回転して第１係止突起３２が被係止突起３４に係止すると、回転角度規制部材２４の回転が停止し、スプリングクラッチ１７は第１停止位置に設定されるとともに、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に係止すると、回転角度規制部材２４の回転が停止し、スプリングクラッチ１７は第２停止位置に設定される。このようにスプリングクラッチ１７は２つの停止位置が設定されている。
【００２２】
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４（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および第２係止突起３３,３４がそれぞれ係止不能な位置に設定されるようになっている。この場合には、回転角度規制部材２４が回転方向αに回転しても第１および第２係止突起３３,３４が被係止突起３４に係止しないので、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５とが一体回転するようになっている。
【００２３】
カム１５のカムプロフィル１５ａは、図６に示す回転軸１４から最も離れた上死点１５ａ1と、図７に示すこの上死点１５ａ1からカム１３の回転方向下流側に所定回転角離れた位置に設定された、回転軸１４から最も近接した下死点１５ａ2と、これらの上死点１５ａ1から回転方向αと逆方向に下死点１５ａ2に向かって徐々に回転軸１４に接近していく前部曲線形状１５ａ3と、下死点１５ａ2から回転方向αと逆方向に上死点１５ａ1に向かって徐々に回転軸１４から離間していく後部曲線形状１５ａ4とからなっている。上死点１５ａ1から下死点１５ａ2とまでの前述の所定回転角は、前述の係止手段２８の第２係止突起３３から第１係止突起３２までの所定角θと等しく設定されている。
【００２４】
図６に示すようにカム１５の上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接した位置では、現像ローラ１１がＯＰＣ２から離間した現像不可能領域に設定されるとともに、スプリングクラッチ１７が図５（ａ）に示す第１停止位置に設定されるようになっている。すなわち、現像器４は図２に示すようにＯＰＣ２に対して離間位置（本発明の非現像位置に相当）に設定される。また、図７に示すようにカム１５の下死点１５ａ2がカムフォロワ１６に対向してこのカムフォロワ１６から離間した位置では、現像ローラ１１がＯＰＣ２にコイルスプリング１２のばね力で当接した現像可能領域に設定されるとともに、スプリングクラッチ１７が図５（ｂ）に示す第２停止位置に設定されるようになっている。すなわち、現像器４は図８に示すようにＯＰＣ２に対して当接位置（本発明の現像位置に相当）に設定される。このように、現像器４は、現像ローラ１１がコイルスプリング１２のばね力でＯＰＣ２に当接され、カム機構１３でＯＰＣ２から離間するように設定されている。
【００２５】
更に図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、現像カートリッジ１０とカム１５との間には、カム１５の回転にブレーキをかけるブレーキ手段３５が設けられている。このブレーキ手段３５は、カム１５に現像カートリッジ１０の方に向かって突出するようにして設けられた突部３６と、現像カートリッジ１０に固定されたブレーキ弾性体３７と、このブレーキ弾性体３７の接合されたシート状ブレーキ材３８とからなっている。突部３６、ブレーキ弾性体３７およびシート状ブレーキ材３８はともに回転軸１４と同心の円弧状に形成されているとともに、これらの径方向の幅がいずれも同じ幅に形成されている。
【００２６】
図６に示すように、突部３６はその周方向中心が上死点１５ａ1と一致するように設けられているとともに、図３（ｃ）に示すように、この突部３６の周方向の両端３６ａ,３６ｂが、突部３６の突出端に向かって突部３６の周方向幅が狭くなるような傾斜面に形成されている。
突部３６とブレーキ弾性体３７とは互いに次のような相対位置関係で設けられている。すなわち、図３（ｃ）および図６に示すようにカムフォロワ１６がカム１５の上死点１５ａ1に当接している（つまり、現像ローラ１１がＯＰＣ２に対して離間位置にある）とき、突部３６の周方向の端で回転方向α上流側の端３６ａの傾斜面に、ブレーキ弾性体３７のブレーキ作動開始側の端がシート状ブレーキ材３８を介して当接した状態となるとともに、図７に示すようにカムフォロワ１６がカム１５の下死点１５ａ2に対向している（つまり、現像ローラ１１がＯＰＣ２に対して当接位置にある）とき、突部３６の周方向の端３６ｂの傾斜面に、ブレーキ弾性体３７のブレーキ作動終了側の端がシート状ブレーキ材３８を介して当接した状態となるように、突部３６とブレーキ弾性体３７とが設けられている。
【００２７】
更に、シート状ブレーキ材３８はブレーキ弾性体３７のカム１５との対向面の全面に接合されているとともに、図３（ｂ）に示すようにブレーキ弾性体３７から回転方向αと逆方向に延設されている。このシート状ブレーキ材３８の延設部３８ａの周方向の長さは、カム１５の上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接する位置で突部３６を周方向に完全に覆う長さに設定されている。シート状ブレーキ材３８の延設部３８ａは、突部２６の突出端との間に所定の間隙βが形成されるように保持されている。
【００２８】
そして、図６に示す上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接する位置から図７に示す下死点１５ａ2がカムフォロワ１６に対向する位置まで、カム１５が回転方向αに回転するとき、突部３６の突出端がブレーキ弾性体３７にシート状ブレーキ材３８を介して圧接することで、突部３６がブレーキ弾性体３７から圧接弾性力によるブレーキ力を受けながら、カム１５が回転するようになっている。このため、ブレーキ弾性体３７によりカム１５にブレーキがかけられ、カム１５の回転速度の上昇が抑制されるようになっている。
【００２９】
その場合、ブレーキ弾性体３７のブレーキ力は、このブレーキ力によるトルク（以下、ブレーキトルクという）、カム１５とカムフォロワ１６との間の摩擦力によるトルク（以下、摩擦トルクという）および後述するようにカム１５がコイルスプリング１２のばね力で付勢されて自転しようとするトルク（以下、自転トルクという）との間に、数式
摩擦トルク＋ブレーキトルク ＞ 自転トルク
を満たすように設定されている。
【００３０】
一方、カムプロフィルの後部曲線形状１５ａ4は、図７に示す下死点１５ａ2がカムフォロワ１６に対向する位置から上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接する位置までカム１５が回転方向αに回転して、カムフォロワ１６が後部曲線形状１５ａ4に沿って移動するとき、後述するようにカム１５がコイルスプリングのばね力で回転方向αと反対方向に受ける付勢力によるトルク（以下、ばね付勢トルクという）、前述の摩擦トルク、カム１５がカムフォロワ１６を押し上げる力によるトルク（以下、押し上げトルクという）、モータ２２のモータ規定トルクおよび現像カートリッジ１０の駆動トルクとの間に、数式
摩擦トルク＋押し上げトルク＋ばね付勢トルク ＞モータ規定トルク−駆動トルク
を満たすように設定されている。
他のマゼンタ、シアンおよびブラックの各現像器５,６,７についても、イエローの現像器と同様の構成を有しており、図１において各現像器５,６,７の各構成要素に、イエローの現像器４の各構成要素と同じ符号を付すことで、それらの説明は省略する。
【００３１】
なお、各現像器４,５,６,７はＯＰＣ２に対する配置がそれぞれ異なるので、それらの回転移動量および各現像ローラ１１のＯＰＣ２への当接方向が異なる。そこで、各現像器４,５,６,７の各構成要素の、例えばコイルスプリング１２の設定ばね力、現像ローラ１１と支軸８と回転軸１４とカムフォロワ１６とコイルスプリング１２の取付位置との間の相対関係位置、カム１５のカムプロフィル等の各諸元は、それぞれ、各現像器４,５,６,７のＯＰＣ２に対するそれぞれの配置に応じて互いに異なるように設定することもできる。
【００３２】
特に、図示しないがＯＰＣ２の現像装置３より上流側で、露光装置によりＯＰＣ２への画像の書き込みが行われるが、現像ロール１１の当接時にＯＰＣ２に生じる振動の方向が露光装置の露光方向と直交するような現像器の場合は、現像ロール１１の当接時のＯＰＣ２の振動が大きく、画像の乱れが生じやすいので、現像ロール１１の当接時の衝撃をより大きく緩和されるように前述の各諸元を設定することが望ましい。また、現像ロール１１の当接時にＯＰＣ２に生じる振動の方向が露光装置の露光方向と実質的に同方向となるような現像器においては、現像ロール１１の当接速度の速度むらが生じやすいので、現像ロール１１の当接速度の速度むらが抑制されるように前述の各諸元を設定することが望ましい。
このように構成されたこの例の画像形成装置１における、ＯＰＣ２に対する現像ローラ１１の離接作動について説明する。
まず、イエローの現像器４の離接作動について説明すると、図５（ａ）に示すようにスプリングクラッチ１７のコイル２９が通電されなく、図４（ａ）および図５（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６に示すように、カム１５の上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接した位置にあって、現像ローラ１１はＯＰＣ２から離間した離間位置にある。また、このとき、カム１５の突部３６の回転方向α上流側の端３６ａの傾斜面に、ブレーキ弾性体３７のブレーキ作動開始側端が当接した状態となっている。
【００３３】
この状態で、イエローの現像器４によりＯＰＣ２上の静電潜像を現像するために、イエローの現像器４の駆動モータ２２が駆動されると、駆動モータ２２の回転駆動力が第２歯車動力伝達機構２１を介して駆動軸２０に伝達され、駆動軸２０が回転する。
この駆動軸２０の回転により駆動ギヤ１９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２０の回転が第１歯車動力伝達機構１８を介してスプリングクラッチ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、スプリングクラッチ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、入力スリーブギヤ２３の回転トルクがスプリングクラッチ１７の空転トルクを上回り、入力スリーブギヤ２３のみが回転する。
【００３４】
現像ローラ１１をＯＰＣ２に当接させるために、スプリングクラッチ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、回転角度規制部材２４が入力スリーブギヤ２３との摩擦連結により入力スリーブギヤ２３とともに一体回転する。このため、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、スプリングクラッチ１７は回転駆動力を発生する。このスプリングクラッチ１７の回転駆動力により、回転軸１４が回転し、カム１５が図６に示す状態位置から回転方向αに回転する。
【００３５】
このカム１５の回転で、図９に示すようにカムフォロワ１６がコイルスプリング１２のばね力でカム１５のカムプロフィルの前部曲線形状１５ａ3に沿って回転軸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も支軸８を中心に反時計方向に回転し、現像ローラ１１がＯＰＣ２の方へ次第に接近する。このとき、カム１５の突部３６がブレーキ弾性体３７の領域内に進入してブレーキ弾性体３７からシート状ブレーキ材３８を介して圧接弾性力を受けるので、カム１５はブレーキが作用されるようになる。
【００３６】
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５（ａ）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設定される。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、図５（ｂ）に示すように第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、スプリングクラッチ１７は第２停止位置に設定される。
【００３７】
スプリングクラッチ１７が第２停止位置に設定される直前に、現像ローラ１１がＯＰＣ２に当接し、この現像ローラ１１はコイルスプリング１２のばね力でＯＰＣ２に押圧されるとともに、カムフォロワ１６がカムプロフィルの前部曲線形状１５ａ3から若干離間するようになる。そして、スプリングクラッチ１７が第２停止位置に設定されたときはカム１５も所定角θだけ回転しているので、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ＯＰＣ２に当接する当接位置になる。
【００３８】
ところで、スプリングクラッチ１７からの回転軸１４を介して伝達される回転駆動力でカム１５が回転して、カムフォロワ１６がカム１５の前部曲線形状１５ａ3に沿って上死点１５ａ1から下死点１５ａ2に向かって移動するとき、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、この付勢力がカム１５とカムフォロワ１６との間の摩擦力およびスプリングクラッチ１７の空転トルクを上回ると、カム１５はばね力による付勢力で自転してスプリングクラッチ１７からの回転駆動力で回転するより速度も速く回転しようとする。しかし、カムフォロワ１６がカム１５の前部曲線形状１５ａ3に沿って上死点１５ａ1から下死点１５ａ2に向かって移動する間は、カム１５はブレーキ弾性体３７でブレーキがかけられる。このとき、このブレーキ力が前述の数式
摩擦トルク＋ブレーキトルク ＞ 自転トルク
を満たすように設定されているので、前述のカム１５の自転が防止されて、カム１５の回転速度の上昇が抑制される。
【００３９】
その場合、突部３６のブレーキ弾性体３７の領域内への進入の際には、突部３６の周方向の端３６ａが傾斜面とされているので、突部３６はスムーズに進入するようになる。また、カムの突部３６がブレーキ弾性体３７の領域内への進入していくとき、突部３６のブレーキ弾性体３７との接触面積が徐々に増大するため、図１０に示すようにブレーキ弾性体３７によるブレーキ力も徐々に増大し、カムの突部３６の全面がブレーキ弾性体３７に接触したとき、ブレーキ力が最大となり、更にカムの突部３６がブレーキ弾性体３７の領域から離れるときは、突部３６のブレーキ弾性体３７との接触面積が徐々に減少するため、ブレーキ弾性体３７によるブレーキ力も徐々に減少するようになる。そして、この図１０に示すブレーキ特性は、カムプロフィルによって定まる、図１１に示すコイルスプリング１２のばね力によりカム１５が自転する力の特性とほぼ近似しているので、効果的にカム１５の自転が防止されるようになる。
【００４０】
また、シート状ブレーキ材３８を前述の数式を満たすブレーキトルクが得られるような適当な摩擦係数および所望の長期間ブレーキ性能を維持できるような適当な寿命を有する材質とすることで、安定したブレーキ力を長期間にわたって得ることができるようになる。
これにより、現像ローラ１１のＯＰＣ２への当接速度が抑制されるので、現像ローラ１１のＯＰＣ２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ＯＰＣ２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ＯＰＣ２に当接するときに、その上流側で露光等によりＯＰＣ２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。
また、突部３６とブレーキ弾性体３７との間にはシート状ブレーキ材３８が介在しているので、ブレーキ弾性体３７は突部３６の摩擦摺動に対してこのブレーキ弾性体３７の表層部が保護されて、耐久性が向上するようになる。
【００４１】
現像ローラ１１を図７に示すＯＰＣ２との当接位置から離間位置にするために、スプリングクラッチ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、カム１５が方向αに回転し、カムフォロワ１６がカムプロフィルの後部曲線形状１５ａ4に当接しかつ後部曲線形状１５ａ4に沿って下死点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は支軸８を中心に時計方向に回転し、現像ローラ１１がＯＰＣ２から離間する。このとき、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を介して回転方向と反対方向に付勢力を受けるようになる。しかし、このとき、カム１５がブレーキ弾性体３７によるブレーキ作用を受けないとともに、ばね付勢トルクが
摩擦トルク＋押し上げトルク＋ばね付勢トルク ＞モータ規定トルク−駆動トルク
を満たすように設定されているので、モータ２２が回転不能になることはなく、カム１５はより確実に回転方向αに回転するようになる。
【００４２】
そして、前述と同様にスプリングクラッチ１７のコイル２９が通電されなくなると、スライド部材２７が再び進出して、被係止部材３４が第１係止部材３２と係止可能な位置に設定される。回転角度規制部材２４が更に方向αに回転すると、図５（ａ）に示すように第１係止部材３２が再び被係止部材３４に係止して回転角度規制部材２４の回転が停止する。これにより、前述と同様にしてスプリングクラッチ１７は第１停止位置に設定され、この状態では、図２および図６に示すようにカム１５の上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接した状態となり、現像ローラ１１は離間位置に設定される。
【００４３】
また、同時にカム１５の突部３６は、図３（ｂ）および図６に示すようにその端３６ａの傾斜面がブレーキ弾性体３７の端にシート状ブレーキ材３８を介して当接した位置に設定される。このとき、突部３６の突出端がシート状ブレーキ材３８の延設部３８ａとの間に隙間βを有するようになっているので、突部３６が延設部３８ａの領域内にスムーズに進入して、図３（ｂ）および図６に示す位置となる。
他の各現像器５,６,７の離接作動も、前述のイエローの現像器４の離接作動と同じである。
【００４４】
この例の画像形成装置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ＯＰＣ２に当接し、また、カム機構１３でＯＰＣ２から離間するようにしているので、現像ローラ１１をＯＰＣ２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。
また、スプリングクラッチを用いてカム１５を回転するようにしているので、カム１５の上死点１５ａ1がカムフォロワ１６に当接する位置とカム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、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、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、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、現像器の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１をコンパクトにできる。
【００４５】
更に、現像ローラ１１をＯＰＣ２に当接させるためにカム１５を上死点１５ａ1から下死点１５ａ2に向かって回転させるときに、カム１５にブレーキ弾性体３７によりシート状ブレーキ材３８を介してブレーキ力を作用させるようにしているので、コイルスプリング１２のばね力によるカム１５の自転を防止できる。したがって、現像ローラ１１をＯＰＣ２にゆっくりと当接させることができ、現像ローラ１１のＯＰＣ２への当接時の衝撃が緩和される。これにより、現像ローラ１１の当接でＯＰＣ２の回転が影響されるのを防止できるので、画質劣化を防止することができる。また、現像ローラ１１のＯＰＣ２の当接時に、現像器の上流側でＯＰＣ２へ画像の書き込みが行われていても、その書き込みに当接の影響を与えないので、その書き込み部分の画質劣化も防止できる。
【００４６】
更に、カム１５の上死点１５ａ1から下死点１５ａ2に向う回転のときだけブレーキをカム１５に作用し、カム１５の下死点１５ａ2から上死点１５ａ1に向う回転のときはブレーキをカム１５に作用させないようにしているので、駆動手段のトルク容量をそれほど大きくする必要はなく、その分、画像形成装置１をより安価にできるとともによりコンパクトにできる。
更に、カム１５の突部３６のブレーキ弾性体３７との接触面積を徐々に大きくしてブレーキ力を徐々に増大するとともに、突部３６の全面がブレーキ弾性体３７に接触したときブレーキ力を最大にし、その後突部３６の接触面積を徐々に減少するブレーキ特性にしているので、ブレーキ力による急激なトルク変動を防止できる。特に、コイルスプリング１２のばね力によるカム１５の自転トルクがこのブレーキ特性に近似した特性を有しているので、このブレーキ作用により、カム１５の自転をより効果的に防止できる。
【００４７】
更に、カム１５の突部３６をブレーキ弾性体３７にシート状ブレーキ材３８を介して接触させているので、ブレーキ弾性体３７の寿命を長くすることができ、ブレーキ手段３５の耐久性を向上できるとともに、長期間にわたって安定したブレーキ力を得ることができる。
更に、シート状ブレーキ材３８の延設部３８ａを回転方向αの下流側に設けているので、ブレーキ弾性体３７の縁をより効果的に保護できるとともに、シート状ブレーキ材３８のブレーキ弾性体３７からの剥がれやブレーキ弾性体３７の現像カートリッジ１０からの剥がれ等を防止できる。
【００４８】
なお、前述の例では、カム１５が現像器４を非現像位置から現像位置へ移動させるように回転するときに、カム１５の回転速度を抑制するようにしているが、カムが現像器を現像位置から非現像位置へ移動させるように回転するときに、カムにブレーキを作用させてカムの回転速度を抑制することもできる。このようにすれば、ＯＰＣ２からの現像ローラ１１の離間時におけるＯＰＣ２の振動を抑制できるようになり、画像の乱れおよび離間すじ等を防止できるようになる。
また、前述の例では、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非現像位置と現像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。
【００４９】
【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、回転抑制手段で、カムの回転速度をこのカムの１回転の間において少なくとも部分的に抑制できるようになる。また、ブレーキ力による急激なトルク変動を防止できる。特に、カムが現像器を非現像位置から現像位置へ移動させるように回転するときに、カムの回転速度を抑制しているので、ブレーキ特性をカムの自転トルクに近似した特性にできる。このブレーキ特性のブレーキ作用により、カムの自転をより効果的に防止できる。
【００５０】
更に、カムの突部をブレーキ弾性体にシート材を介して接触させて、ブレーキ弾性体を突部の摩擦摺動から保護しているので、ブレーキ弾性体の寿命を長くできる。したがって、ブレーキ手段の耐久性を向上でき、長期間にわたって安定したブレーキ力を発生させることができる。
更に、ブレーキ弾性体からカムの回転方向の下流側にシート材の延設部を配置しているので、ブレーキ弾性体の縁を突部の接触に対して効果的に保護できるとともに、シート材のブレーキ弾性体からの剥がれやブレーキ弾性体の現像器からの剥がれ等も防止できる。
特に請求項２の発明によれば、カムの突部とシート材の延設部との間に隙間を有しているので、突部を延設部の領域内にスムーズに進入させることができる。
【００５１】
そして、カムが現像器を非現像位置から現像位置へ移動させるように回転するときに、カムの回転速度を抑制することにより、現像器の現像位置設定時の衝撃を緩和でき、画像劣化を防止できる。また、現像器の現像位置設定時に、現像器より感光体の回転方向上流側で感光体へ画像の書き込み処理が行われていても、衝撃を緩和できることから、この書き込み部分の画質劣化を防止できるようになる。
また、カムが現像器を現像位置から非現像位置へ移動させるように回転するときに、カムの回転速度を抑制することにより、感光体からの現像器の離間時での感光体の振動を抑制でき、画像の乱れおよび離間すじ等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の実施の形態の各例が適用されたフルカラ−の画像形成装置を模式的に示す図である。
【図２】  図１に示すイエローの現像器で、現像ロールが感光体から離間している状態を示す拡大図である。
【図３】  図１に示す画像形成装置のカム駆動機構およびブレーキ手段を示し、（ａ）はカム駆動機構を示す図、（ｂ）はカムのブレーキ手段を示す図、および（ｃ）は（ｂ）におけるIIIC−IIIC線に沿う断面図である。
【図４】  図３（ａ）に示すカム駆動機構に用いられるスプリングクラッチを模式的に示し、（ａ）はスプリングクラッチの非作動状態を示す断面図、（ｂ）はスプリングクラッチの作動状態を示す断面図である。
【図５】  図４に示すスプリングクラッチの停止位置を説明し、（ａ）は第１停止位置を示す図、（ｂ）は第２停止位置を示す図である。
【図６】  カムフォロワがカムの上死点に当接して現像ローラが離間位置に設定されている状態を示す図である。
【図７】  カムフォロワがカムの下死点に対向して現像ローラが当接位置に設定されている状態を示す図である。
【図８】  図１に示すイエローの現像器で、現像ロールが感光体に当接している状態を示す拡大図である。
【図９】  カムが上死点から下死点へ回転する途中で、カムにブレーキ力が作用されている状態を示す図である。
【図１０】カムに作用するブレーキのブレ−キ特性を示す図である。
【図１１】コイルスプリングのばね力によるカムの自転力の特性を示す図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…感光体（ＯＰＣ）、３…現像装置、４…イエローの現像器、５…マゼンタの現像器、６…シアンの現像器、７…ブラックの現像器、８…黒の現像器、９…ハウジング、１０…現像カートリッジ、１１…現像ローラ、１２…コイルスプリング、１３…カム機構、１４…回転軸、１５…カム、１５ａ…カムプロフィル、１５ａ1…上死点、１５ａ2…下死点、１５ａ3…前部曲線形状、１５ａ4…後部曲線形状、１６…カムフォロワ、１７…スプリングクラッチ、１８…第１歯車動力伝達機構、１９…駆動ギヤ、２０…駆動軸、２１…第２歯車動力伝達機構、２２…駆動モータ、２３…入力スリーブギヤ、２４…回転角度規制部材、２５…出力スリーブ、２６…コイルスプリング、２７…スライド部材、２８…係止手段、２９…コイル、３０…ボビン、３１…ベース、３２…第１係止突起、３３…第２係止突起、３４…被係止突起、３５…ブレーキ手段、３６…突起、３６ａ,３６ｂ…突起３６の端、３７…ブレーキ弾性体、３８…シート状ブレーキ材、３８ａ…延設部
【図１】
0003832553.tif 000002
【図２】
0003832553.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003832553.tif 000005
【図５】
0003832553.tif 000006
【図６】
0003832553.tif 000007
【図７】
0003832553.tif 000008
【図８】
0003832553.tif 000009
【図９】
0003832553.tif 000010
【図１０】
0003832553.tif 000011
【図１１】
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