(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置において、
ブラック色の画像を形成する第一のプロセスカートリッジであって、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第一のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第一の装着手段と、
ブラック色以外の画像を形成する複数の第二のプロセスカートリッジであって、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第二のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第二の装着手段と、
駆動モータと、
前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第一のクラッチと、
前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第二のクラッチと、
移動可能に設けられた第一離間部材であって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第一離間部材と、
移動可能に設けられた第二離間部材であって、前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第二離間部材と、
移動可能に設けられた、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチと係合する第一の切換え部材であって、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記非駆動状態にする待機状態と、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記待機状態から前記駆動状態にする第一の状態と、前記第一のクラッチのみ前記待機状態から前記駆動状態にする第二の状態と、をとり得る第一の切換え部材と、
前記第一の切換え部材と連動して移動可能に設けられた第二の切換え部材であって、前記第一の切換え部材が前記第一の状態に移動した際に、前記第一離間部材及び前記第二離間部材と係合して前記第一離間部材及び前記第二離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニット及び第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットを前記離間位置から前記接触位置に移動させる、そして、前記第一の切換え部材が前記第二の状態に移動した際に、前記第一離間部材と係合して前記第一離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットのみを前記離間位置から前記接触位置に移動させる第二の切換え部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
更に、前記画像形成装置は、
前記第一の切換え部材を移動させるためのステッピングモータであって、所定方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第一の状態の方向に移動させ、前記所定方向とは反対の方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第二の状態の方向に移動させるステッピングモータを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第二の切換え部材は、前記第一離間部材と係合する第一のカムと、前記第二離間部材と係合する第二のカムと、を有し、前記第一のカム及び前記第二のカムは前記第一の切換え部材と連動して回転することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチは、それぞれ前記第一の切換え部材と係合するレバーを有し、前記レバーが移動することによって、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチは、前記駆動状態または前記非駆動状態をとり得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか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、電子写真方式を用いた、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体と、像担持体に形成された潜像を像担持体に接触して現像する現像手段と、を備え、カラー画像の形成が可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、各々が電子写真感光体（感光体）として例えば感光体ドラムと、この感光体に作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段などのプロセス手段とを備えた画像形成部を複数並置して、これら複数の画像形成部に対向配置された転写ベルト（中間転写ベルト）或いは転写ベルト（転写材搬送ベルト）上の転写材などに順次画像を転写するインライン方式を採用したカラー画像形成装置がある。
【０００３】
このようなインライン方式のカラー画像形成装置において、各画像形成部における感光体及び現像手段などのプロセス手段を一体的にカートリッジ化してプロセスカートリッジとし、このプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱可能に一列に並べたものがある。これによれば、例えば現像剤が無くなった際に、サービスマンによらずに使用者自身がプロセスカートリッジを交換することで再び画像形成が可能となると共に、感光体などのその他の消耗品をも同時に交換することができるので、格段にメンテナンス性が向上する。
【０００４】
こうしたインライン型のカラー画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジの現像手段としては、一般的に現像ローラを感光体に対して接触させた状態で現像を行う接触現像方式、及び現像ローラと感光体との間に所定の間隙を設けた状態で現像を行う非接触現像方式の２つの方式が知られているが、接触現像方式においては、以下のような弊害を起こす虞がある。
（１）前回転や後回転など現像作動時以外のタイミングで感光体が回転する際に、現像ローラとの摺擦により感光体表層が削れて、寿命を低下させる要因となってしまう。
（２）モノカラー現像時など、現像に関与しない他色のカートリッジをも動作させると、感光体の寿命が大きく低下してしまう。
（３）非作動時、前回転、後回転中にバイアスが印加されていない場合、現像ローラ上の現像剤が感光体に付着し、現像剤を浪費したり、その現像剤が紙などを汚す原因となる。
（４）画像形成装置本体に装着された状態で長時間使用しない場合に現像ローラのローラ層が永久変形してしまい、現像時に画像上のムラが発生する原因となってしまう。
【０００５】
上記課題を解決するために、画像形成に関与しない色の感光体ドラムと現像ローラの両方を転写ベルトから退避させ、その感光体及び現像ローラの駆動を停止する構造や、転写ベルトの走行経路を変化させて必要な色の感光体と接触させ、画像形成に関与しない感光体及び現像ローラの駆動を停止する構造などが採用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術の場合、構造が複雑になる、或いは、画像形成精度に対して重要な感光体ドラムの位置や転写ベルトの走行経路を動かすことによる弊害を起こす虞がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、画像形成精度や転写材搬送精度を悪化させることなく、感光体の表層の削れなどの劣化、現像手段の変形、現像剤の浪費を軽減し、紙の汚れを回避することのできるインライン型の画像形成装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、簡単な構成で、低コストにて上記目的を達成することのできるインライン型の画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置において、
ブラック色の画像を形成する第一のプロセスカートリッジであって、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第一のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第一の装着手段と、
ブラック色以外の画像を形成する複数の第二のプロセスカートリッジであって、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第二のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第二の装着手段と、
駆動モータと、
前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第一のクラッチと、
前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第二のクラッチと、
移動可能に設けられた第一離間部材であって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第一離間部材と、
移動可能に設けられた第二離間部材であって、前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第二離間部材と、
移動可能に設けられた、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチと係合する第一の切換え部材であって、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記非駆動状態にする待機状態と、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記待機状態から前記駆動状態にする第一の状態と、前記第一のクラッチのみ前記待機状態から前記駆動状態にする第二の状態と、をとり得る第一の切換え部材と、
前記第一の切換え部材と連動して移動可能に設けられた第二の切換え部材であって、前記第一の切換え部材が前記第一の状態に移動した際に、前記第一離間部材及び前記第二離間部材と係合して前記第一離間部材及び前記第二離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニット及び第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットを前記離間位置から前記接触位置に移動させる、そして、前記第一の切換え部材が前記第二の状態に移動した際に、前記第一離間部材と係合して前記第一離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットのみを前記離間位置から前記接触位置に移動させる第二の切換え部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
本発明の一実施態様によると、更に、前記画像形成装置は、前記第一の切換え部材を移動させるためのステッピングモータであって、所定方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第一の状態の方向に移動させ、前記所定方向とは反対の方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第二の状態の方向に移動させるステッピングモータを有する。
【００１１】
本発明の他の実施態様によると、前記第二の切換え部材は、前記第一離間部材と係合する第一のカムと、前記第二離間部材と係合する第二のカムと、を有し、前記第一のカム及び前記第二のカムは前記第一の切換え部材と連動して回転する。
【００１２】
本発明の他の実施態様によると、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチは、それぞれ前記第一の切換え部材と係合するレバーを有し、前記レバーが移動することによって、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチは、前記駆動状態または前記非駆動状態をとり得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
実施例１
［全体構成］
先ず、図１を参照して本実施例の画像形成装置の全体構成について説明する。本実施例において、画像形成装置は、装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置からの画像情報信号に応じて、電子写真方式により転写材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどにフルカラー画像を形成することのできるフルカラーレーザービームプリンタである。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ装置など任意の形態にて具現化することができる。図１は、本実施例の画像形成装置１００の全体構成を示す縦断面図である。
【００２０】
図１に示す画像形成装置１００は、像担持体として、略垂直方向に並設された４個のドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、図１０に示す駆動手段（後述）によって、図１中反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像に現像剤が備えるトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１の表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）などが配設されている。
【００２１】
本実施例では、それぞれ感光体ドラム１、帯電装置２、スキャナユニット３、現像装置４、クリーニング装置５などを備えた像形成手段たる４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにより、それぞれ異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を形成する。
【００２２】
感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６とは一体的にカートリッジ化され、装置本体１１０に対して着脱可能なプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を形成している。図２は、プロセスカートリッジ７の縦断面を示す。
【００２３】
ここで、以下の説明において、画像形成装置１００の前側とは、プロセスカートリッジ７を装置本体１１０に挿入する側、即ち、図１中右側をいう。又、画像形成装置１００の左右をいう場合は、装置前側から見た場合のものである。
【００２４】
以下、感光体ドラム１から順に各要素をより詳しく説明する。
【００２５】
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（後述）からの駆動力が伝達されることにより、図１中反時計周りに回転駆動される。
【００２６】
帯電装置２としては、接触帯電方式の帯電部材を使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１の表面に当接させると共に、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる。
【００２７】
スキャナユニット３は、感光体ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。又、スキャナユニット３は、図４、図５に示すように、長手方向において左右側板３２の間のピッチより長く形成され、左右側板３２の開口穴３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈ）から突起部３３が外側に飛び出すように取り付けられる。その際、スキャナユニット３は、圧縮バネ３６によって、図５中矢印Ｇで示すように水平に対して約４５°下方に約１ｋｇｆ（≒９．８Ｎ）の力で押圧されている。これにより、スキャナユニット３を確実に突き当て３５Ａ、３５Ｂに押し付け、位置決めがされている。
【００２８】
現像装置４は、現像剤として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収納したトナー容器４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を有し、図２をも参照すると、トナー容器４１内のトナーをトナー搬送機構４２によってトナー供給ローラ４２へ送り込む。図２中時計方向に回転するトナー供給ローラ４３及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって、図２中時計方向に回転する現像ローラ４０の外周にトナーを塗布し、且つ、トナーに電荷を付与する。そして、潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ４０に、通常ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム１上にトナーを供給する。
【００２９】
全ての感光体ドラム１に対向して接するように、転写材搬送手段としての循環移動する静電転写ベルト（転写ベルト）１１が配設される。転写ベルト１１は、１０11〜１０14Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた、厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成される。この転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図１中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して各感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像が転写される。
【００３０】
この転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１のそれぞれに対向した位置（転写位置）に、転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の転写材Ｓに、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。転写ベルト１１は、各感光体ドラム１に形成されたトナー像が転写される転写材Ｓを担持して搬送する像搬送体を構成する。
【００３１】
本実施例では、転写ベルト１１は、周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラに掛け渡され、駆動ローラ１３が像搬送体駆動手段たる駆動モータ（図示せず）により回転駆動されることで図１中矢印方向に回転する。転写ベルト１１が循環移動して、転写材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間に、トナー像がこの転写材Ｓに転写される。
【００３２】
給紙部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給紙カセット１７に収納されている。画像形成時には、給紙ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて回転駆動され、給紙カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎分離給送すると共に、転写材Ｓの先端はレジストローラ対１９に突き当たって一旦停止し、ループを形成した後転写ベルト１１の回転と画像書出し位置との同期をとって、レジストローラ対１９によって転写ベルト１１へと給紙されていく。
【００３３】
定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。即ち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは、定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１ａ、２１ｂで搬送されると共に、定着ローラ対２１ａ、２１ｂによって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓの表面に定着される。
【００３４】
次に、上述の構成の画像形成装置１００の動作を説明する。
【００３５】
各プロセスカートリッジ７が、画像形成タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて各感光体ドラム１が、図１中反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１の周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１の周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラ４０は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１の周面上にトナー像を形成（現像）する。
【００３６】
最上流の感光体ドラム１の周面上に形成されたトナー像の先端が、転写ベルト１１との対向点（転写位置）に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの画像形成開始位置が一致するように、レジローラ対１９が回転を開始して転写材Ｓを転写ベルト１１へ給送する。
【００３７】
転写材Ｓは、静電吸着ローラ２２と転写ベルト１１とによって挟み込むようにして転写ベルト１１の外周に圧接する。又、転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと転写ベルト１１の誘電体層とに電荷を誘起して、転写材Ｓを転写ベルト１１の外周に静電吸着する。これにより、転写材Ｓは転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写位置まで搬送される。
【００３８】
このように転写ベルト１１上を搬送されながら、転写材Ｓには、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって各感光体ドラム１のトナー像が順次転写される。
【００３９】
４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、駆動ローラ１３の曲率により転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０でトナー像を熱定着された後、排紙ローラ対２３によって、排紙部２４から画像面を下にした状態で装置本体１１０外に排出される。
【００４０】
［プロセスカートリッジ］
次に、図２及び図３を参照して、プロセスカートリッジについて更に詳しく説明する。図２、図３は、それぞれプロセスカートリッジ７の主断面図、斜視図である。尚、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は同一構成である。
【００４１】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１、一次帯電手段（帯電装置）２及びクリーニング手段（クリーニング装置）６を備えた感光体ドラムユニット５０と、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段（現像装置）から構成される現像ユニット４とに分かれている。
【００４２】
感光体ドラムユニット５０において、感光体ドラム１は、軸受３１（３１ａ、３１ｂ）（ベアリング）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電装置２、及び感光体ドラム上に残ったトナーを除去するためのクリーニング装置６のクリーニングブレード６０が配置されている。更に、クリーニングブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体５１の後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そして、プロセスカートリッジ７の、図２中紙面手前側の一方端側の装置本体１１０内に配設された、駆動手段たる駆動モータ（後述）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図２中矢印Ｘ方向（反時計回り）に回転駆動する。
【００４３】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して図２中矢印Ｙ方向（時計回り）に回転する現像ローラ４０、及びトナーが収容されるトナー容器４１と現像枠体４５とを有する。現像ローラ４０は軸受部材４７、４８を介して回転自在に現像枠体４５に支持されている。又、現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して図２中矢印Ｚ方向（時計回り）に回転するトナー供給ローラ４３と、現像ローラ４０上の現像剤層厚規制手段たる現像ブレード４４とがそれぞれ配置されている。更に、トナー容器４１内には、収容されたトナーを撹拌すると共にトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構（現像剤攪拌搬送羽根）４２が設けられている。
【００４４】
そして、現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材４７、４８にそれぞれ設けられた支持軸４９を中心にピン４９ａによって現像ユニット４の全体が感光体ドラムユニット５０に対して揺動自在に支持された、吊り構造となっている。プロセスカートリッジ７の単体（装置本体１１０に装着しない）状態においては、支持軸４９を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光体ドラム１に接触するよう、加圧ばね５３によって現像ユニット４が常に付勢されている。更に、現像ユニット４のトナー容器４１には、現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させる際に装置本体１１０の離接切換え手段８（後述）が当接して機能的に連結するための、作用受け部たるリブ４６が一体的に設けられている。
【００４５】
［駆動構成］
次に、図４〜図１０をも参照して、プロセスカートリッジ７を装置本体１１０に装着した際の動作機構について詳しく説明する。尚、図４においては、本発明の構成を分かり易く説明するため、プロセスカートリッジ７について感光体ドラム１と軸受３１のみを示したが、実際には、プロセスカートリッジ７は、上述して説明したように帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６などが一体的に構成されている（図２）。
【００４６】
前述したように、プロセスカートリッジ７は単体の状態では、図２のように現像ローラ４０が常に感光体ドラム１に接触した状態になっている。プロセスカートリッジ７は、図４に示すように、矢印方向（装置手前側）から、左右側板３２に設けられた装着手段たるガイド溝３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ）に沿って、感光体ドラム１を支持する軸受３１を挿入することによって、装置本体１１０へ装着する。このとき、転写ベルト１１は、例えば装置本体１１０の前側の扉と共に退避して、プロセスカートリッジ７の挿入部を開放している。そして、図６に示すように、軸受３１がガイド溝３４の突き当て面３７、３８に押しつけられることで、プロセスカートリッジ７の位置が決まる。
【００４７】
装置本体１１０内でのプロセスカートリッジ７の押圧方法は次のようにする。図５に示すように、左右側板３２には軸３９が加締められており、この軸３９にねじりコイルバネ３０が支持され、その端部３０ａが左右側板の穴３２ａにはまり込み、固定されている。プロセスカートリッジ７がない状態においては、ねじりコイルバネ３０は左右側板３２からの曲げ起こし３２ｂにより回転方向に規制されている。そして、プロセスカートリッジ７が挿入されると、ねじりコイルバネ３０は図５中半時計周り方向にその力に反しながら回転し、軸受３１を乗り越えたとき、図５に示すように位置し、矢印Ｆ方向に約１ｋｇｆ（≒９．８Ｎ）の力で軸受け３１をガイド溝３４の突き当て面３７、３８に押圧する。
【００４８】
この際、装置本体１１０のプロセスカートリッジ７の挿入方向奥側には、図１、図７及び図８に示すように、加圧ばね５３（図２）による現像ユニット４の付勢力に抗して、現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させるための離接切換え手段８が配置されている。
【００４９】
離接切換え手段８にはイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に設けられたリブ４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ）を押し上げるための離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）がそれぞれ設けられている。本実施例では、離間板８０は、図９に示す駆動手段、即ち、ステッピングモータ９０（後述）によりカム９３が回転し、このカム９３によって離間板８０が押し上げられた状態であって現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させる離間位置、及びカム９３による離間板８０の押し上げを解除した状態であって現像ローラ４０を感光体ドラム１に接触させる現像位置に移動可能に設けられている。これにより、現像作動時のみ離間板８０の押し上げを解除して、現像ユニット４を現像位置、即ち、現像ローラ４０が感光体ドラム１に当接する位置に移動させる。
【００５０】
ここで、これに限定されるものではないが、離間板８０の押し上げ・解除の動作モードを限定することにより、構造を比較的簡単にすることができる。本実施例では、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの全色の離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）が押し上げられ、全ての現像ローラ４０と感光体ドラム１とが離間する待機状態（図１）、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの全色の離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）の押し上げが解除され、全ての現像ローラ４０と感光体ドラム１とが当接するフルカラー状態（図７）、及びイエロー、マゼンダ、シアンの３色のみ離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ）が押し上げられ、ブラックの現像ローラ４０のみが感光体ドラム１と当接するモノカラー状態（図８）の３つの状態を選択できるようにする。
【００５１】
つまり、本実施例では、離接切換え手段８は、図９に示すようにブラック用の離間板８０ｄが形成されたブラック用の離接切換え手段８ｙと、イエロー、マゼンタ、シアン用の離間板８０ａ、８０ｂ、８０ｃを一体化したカラー用の離接切換え手段８ｚの２種類とする。そして、これらブラック用、カラー用の離接切換え手段８ｙ、８ｚを動かすカム９３に、各々の離接切換え手段８ｙ、８ｚに対応する２種類のプロフィールを持たせることにより、前述のモード切換えが可能となる。
【００５２】
プロセスカートリッジ７を駆動するユニットは、本実施例では、図１０のように各色毎に１つずつ設けた駆動手段たる駆動モータ７０（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ）から、感光体ドラム１を駆動する系列７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）と現像ローラ４０を駆動する系列７２（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ）に分岐している。そして、現像ローラ４０の駆動側に駆動切換え手段たるクラッチ９２（９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ）を設け、感光体ドラム１が回転している時に現像ローラ４０の回転・停止を切換えられるようにしている。このように、本実施例では、各感光体ドラム１を駆動する感光体駆動手段と、各現像ローラ４０を駆動する現像駆動手段とは、各プロセスカートリッジ毎に共通の１つのモータとされる。装置本体１１０側からの駆動力は、プロセスカートリッジ７が装置本体１１０に装着された状態で装置本体１１０側の駆動ユニットと機能的に連結される感光体駆動伝達手段、現像駆動伝達手段によって、それぞれ感光体ドラム１、現像ローラ４０に伝達される。
【００５３】
このような駆動構成により、各色の感光体ドラム１の駆動を独立に制御できるため、インライン型フルカラー画像形成装置で常に問題となる色ずれを低減する制御を講じることが可能となると共に、感光体ドラム１を駆動させた状態で現像ローラ４０の駆動を停止することが可能となる。当然、現像ローラ４０の駆動用に別のモータを設けるより、上述のようにクラッチを設ける方がはるかに低コストである。
【００５４】
本実施例においては、クラッチ９２は、レバーを上下に動かすことにより回転の接続と断絶を行うが、レバー位置が中央である待機状態では全てのクラッチ９２が切れて現像ローラ４０が回転せず、レバーを上げると全色のクラッチ９２がつながって全色の現像ローラ４０が回転し、レバーを下げるとブラックだけクラッチがつながって現像ローラが回転し、他のクラッチは切れたままになるように、ブラック用とカラー用で動作が異なるようにしている。
【００５５】
各離間板８０を動かすカム９３と、現像ローラ４０の駆動系のクラッチ９２は、切換え部材９１を１つのステッピングモータ９０で上下動させることにより行い、待機状態では、全ての離間板８０を持上げていると共に、全てのクラッチ９２が切れているように設定されている。
【００５６】
［動作］
プロセスカートリッジ７の装置本体１１０への装着の際には、図１のようにイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック全色の離間板８０が押し上げられた状態となっている。従って、プロセスカートリッジ７の挿入動作に従って現像ユニット４に設けられたリブ４６が離間板８０に乗り上げ、現像ローラ４０は感光体ドラム１と所定間隙だけ離間された状態となる。この離間状態は電源オフ時及び現像が行なわれていない状態で常に維持される。従って、プロセスカートリッジ７を装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ４０は感光体ドラム１に対して常に離間された状態になるので、現像ローラ４０を長期間感光体ドラム１に接触させることにより発生するローラ層の永久変形を確実に防止することができる。
【００５７】
画像形成動作は次のようになる。
【００５８】
フルカラープリントの場合、プリント信号により画像形成動作が開始されると、全てのプロセスカートリッジ７を駆動する全ての駆動モータ７０と、転写ベルト１１の駆動モータ（図示せず）が回転する。このとき、全てのクラッチ９２が切れているため、現像ローラ４０は回転しない。
【００５９】
次に、ステッピングモータ９０が図９中時計回りに第１段階まで回転し、切換え部材９１を上方向の第１段階まで上げることにより、全ての現像ローラ４０の駆動系のクラッチ９２が接続され、全ての現像ローラ４０が回転する。ここで、ステッピングモータ９０を第１段階まで回してから、プロセスカートリッジ７の駆動モータ７０を回転させてもよい。
【００６０】
次に、ステッピングモータ９０が図９中時計回りに第２段階まで回転すると、切換え部材９１は上方向の第２段階まで上昇し、現像ローラ４０は回転したままで、カム９３が回転してカラー用とブラック用の離接切換え手段８ｚ、８ｙの押し上げが解除され、全ての現像ローラ４０は感光体ドラム１に接触して画像形成可能状態となる。
【００６１】
画像形成終了後は、ステッピングモータ９０を第１段階まで戻すことにより現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させ、次にステッピングモータ９０を初期状態まで戻す回転を行うことにより現像ローラ４０の回転を停止させ、又プロセスカートリッジ７の駆動モータ７０及び転写ベルト１１の駆動ローラを停止する。ここで、ステッピングモータ９０を第１段階から初期状態まで戻す回転を、プロセスカートリッジ７の駆動モータ７０及び転写ベルト１１の駆動ローラを停止させた後に行ってもよい。
【００６２】
次に、モノカラープリントの場合、プリント信号により画像形成動作が開始されると、プロセスカートリッジ７を駆動する全ての駆動モータ７０と転写ベルト１１の駆動モータが回転する。このとき、全てのクラッチ９２が切れているため、現像ローラ４０は回転しない。
【００６３】
次に、ステッピングモータ９０が図９中反時計回りに第１段階まで回転し、切換え部材９１を下方向の第１段階まで下げることにより、ブラックの現像ローラ４０の駆動系のクラッチ９２ｄだけが接続され、ブラックの現像ローラ４０だけが回転する。ここで、ステッピングモータ９０を第１段階まで回してから、プロセスカートリッジ７の駆動モータ７０を回転させてもよい。
【００６４】
次に、ステッピングモータ９０が図９中反時計回りに第２段階まで回転すると、ブラックの現像ローラ４０は回転したままで、カム９３が回転してブラック用の離接切換え手段８ｙだけ押し上げが解除され、ブラックの現像ローラ４０が感光ドラム１に接触して画像形成可能状態となる。
【００６５】
画像形成終了後は、ステッピングモータ９０を第１段階まで戻すことにより現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させ、次にステッピングモータ９０を初期状態まで戻す回転を行うことにより現像ローラ４０の回転を停止させ、又プロセスカートリッジ７の駆動モータ７０及び転写ベルト１１の駆動ローラを停止する。ここで、ステッピングモータ９０を第１段階から初期状態まで戻す回転を、プロセスカートリッジ７の駆動モータ７０及び転写ベルト１１の駆動ローラを停止させた後に行ってもよい。
【００６６】
このようにして、画像形成を行う過程においては、スキャナユニット３により静電潜像を形成する前に感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与するための前回転、及び静電潜像をトナー像として現像した後に感光体ドラム１の周面の電位を除電するための後回転などの工程が行なわれ、それら工程の際には感光体ドラム１が回転する。
【００６７】
上述したように本発明においては、現像作動タイミングに合わせて離間が解除される構成であるため、前回転時及び後回転時には現像ローラ４０は離間されている。従って、画像形成動作時においても、前回転及び後回転の際の現像ローラ４０との摺擦による感光体ドラム１の表層の削れを軽減することができる。
【００６８】
又、感光体ドラム１と転写ベルト１１は常に定位置に固定されており、且つ、現像時には両者とも回転駆動されていて、感光体ドラム１が搬送ローラの役割を果たすため、画像形成精度や、転写ベルト１１或いは転写材Ｓの搬送精度を損なうことがない。
【００６９】
つまり、本実施例によれば、前述した接触現像方式における従来の問題点、
（１）前回転や後回転など現像作動時以外のタイミングで感光体ドラム１が回転する際に、現像ローラ４０との摺擦により感光体ドラム１の表層が削れて、寿命を低下させる要因となってしまう。
（２）モノカラー現像時など、現像に関与しない他色のプロセスカートリッジ７をも動作させると、感光体ドラム１の寿命が大きく低下してしまう。
（３）非作動時、前回転、後回転中にバイアスが印加されていない場合、現像ローラ４０上の現像剤が感光体ドラム１に付着し、現像剤を浪費したり、その現像剤が紙などを汚す原因となる。
（４）装置本体１１０に装着された状態で長時間使用しない場合に現像ローラ４０のローラ層が永久変形してしまい、現像時に画像上のムラが発生する原因となってしまう。
といった問題を解決することができ、しかも、構造が簡単で、画像形成精度に対して重要な感光体ドラム１の位置や転写ベルト１１の走行経路を動かすことがないので、画像形成精度や、転写ベルト１１或いは転写材Ｓの搬送精度を損なうことがない。
【００７０】
尚、上記各実施例では、画像形成装置１００は、複数の感光体ドラム１から転写ベルト１１によって搬送される転写材Ｓにトナー像を順次転写して記録画像を形成する画像形成装置であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各々が複数の感光体ドラムと、この感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを備えた複数の画像形成部から、各画像形成部に対向して周回移動する中間転写体としての中間転写ベルトにトナー像を順次重ねて転写して、その後このトナー像を別途設けられた転写材搬送系によって搬送される転写材に一括して２次転写して記録画像を得る画像形成装置など、当業者には周知の、所謂、中間転写方式の画像形成装置にも、本発明は等しく適用可能であり、上記同様の効果を得ることができる。中間転写体は、各感光体ドラムから転写されたトナー像を搬送する像搬送体を構成する。
【００７１】
斯かる画像形成装置において、感光体ドラム、現像ローラ、中間転写ベルトの駆動制御、及び現像ローラの感光体ドラムに対する離接制御は、転写ベルトが中間転写ベルトであることを除いて上述の実施例と同様にし得る。ここでは、転写ベルトについての記載を中間転写ベルトと読み替えることによって、上記実施例の全説明を援用する。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成精度や転写材搬送精度を悪化させることなく、必要なときに現像ローラを回転し、電子写真感光体ドラムに接触させる機能を実現することが可能となるため、電子写真感光体ドラムの表層の削れなどの劣化、現像ローラの変形、現像剤の浪費を軽減し、記録媒体の汚れを回避することができる。又、本発明によれば、簡単な構成で、低コストにて上記作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図であり、装置本体に装着された全てのプロセスカートリッジにおいて現像ローラが感光体ドラムから離間した状態を示す図である。
【図２】  図１の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】  図２のプロセスカートリッジの組み立て斜視図である。
【図４】  本発明に従うプロセスカートリッジの画像形成装置への装着方法の一実施例を説明するための装置本体内側板付近を示す斜視図である。
【図５】  本発明に従うプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図６】  本発明に従うプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図７】  図１と同様の図であり、全てのプロセスカートリッジにおいて現像ローラと感光体ドラムとの離間が解除された状態を示す図である。
【図８】  図１と同様の図であり、ブラックのプロセスカートリッジにおいて現像ローラと感光体ドラムとの離間が解除され、他色プロセスカートリッジにおいて現像ローラが感光体ドラムから離間した状態を示す図である。
【図９】  本発明に従う動作切換え機構を示す斜視図である。
【図１０】  本発明に従うプロセスカートリッジの駆動部の斜視図である。
【符号の説明】
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）    感光体ドラム
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）    帯電装置
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）    スキャナユニット
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）    現像装置、現像ユニット
５    静電転写手段
６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）    クリーニング装置
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）    プロセスカートリッジ
８    離接切換え手段
８ｙ    ブラック用離接切換え手段
８ｚ    カラー用離接切換え手段
１１    静電転写ベルト（転写ベルト、像搬送体）
２０    定着部
４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）    現像ローラ
４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ）    リブ（受け部）
５０    感光体ドラムユニット
５３    加圧バネ
７０（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ）  プロセスカートリッジ駆動モータ
７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）  感光体ドラム駆動系列
７２（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ）  現像ローラ駆動系列
８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）  離間板
９０    ステッピングモータ
９１    切換え部材
９２（９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ）    クラッチ（駆動切換え手段）
９３    カム
【図１】
0003754923.tif 000002
【図２】
0003754923.tif 000003
【図３】
0003754923.tif 000004
【図４】
0003754923.tif 000005
【図５】
0003754923.tif 000006
【図６】
0003754923.tif 000007
【図７】
0003754923.tif 000008
【図８】
0003754923.tif 000009
【図９】
0003754923.tif 000010
【図１０】
0003754923.tif 000011