JP4016589B2

JP4016589B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4016589B2
Application number: JP2000312456A
Authority: JP
Inventors: 幹央古水
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JP2002123083A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。特に、回転駆動される像担持体に対して、独立して接離する色の異なる複数の現像手段を配置してカラー画像を形成することができるようにした画像形成装置における現像手段の接離動作に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真技術を用いた画像形成装置としては、例えば図１８に示すようなものが知られている（特開平１０−２２１９５１号公報）。
この画像形成装置は、外周面に感光層を有していて図示矢印方向に回転駆動される像担持体としての感光体１と、この感光体１の外周面を一様に帯電させる帯電手段２と、この帯電手段２により一様に帯電させられた感光体１の外周面を選択的に露光Ｌして静電潜像を形成する露光手段３と、この露光手段３により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段としての現像ローラ４を備えた現像装置５と、この現像装置５により現像されたトナー像が転写され、さらにそのトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる中間転写装置６と、中間転写装置６へトナー像が転写された後に感光体１上に残留しているトナーを除去するクリーニング手段７と、クリーニング後に感光体１に除電光Ｌ’を照射して除電する除電手段９とを有している。
【０００３】
現像装置５は、それぞれ色の異なるトナーを収容した複数個（図示のものは４個）の現像器８（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を有しいる。
各現像器８は、上記現像ローラ４を有していて、それぞれ軸８ａを中心にして、図示しないカム等の駆動機構によって揺動可能に構成され、その選択的揺動動作によって、１つの現像ローラのみが像担持体に対して当接するようになっている。
【０００４】
このような画像形成装置によれば、感光体１の外周面が帯電手段２で一様に帯電され、その外周面に、露光手段３によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされてイエロー用の静電潜像が形成され、感光体１には、第１色目（例えばイエロー）用の現像器８Ｙの現像ローラ４Ｙのみが当接して上記静電潜像が現像されて第１色目（例えばイエロー）のトナー像が感光体１上に形成され、そのトナー像が転写装置６の中間転写ベルト６ａ上に転写され、感光体１上に残留しているトナーがクリーニング手段７で除去された後、除電手段９からの除電光Ｌ’によって感光体１が除電され、上記の動作が必要に応じて第２色目、第３色目、第４色目、と繰り返され、それに応じたトナー像が中間転写ベルト６ａ上において重ね合わされてカラー画像が形成され、このカラー画像が図示しない用紙等の転写媒体に転写されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、１つの像担持体に対して、独立して接離する色の異なる複数の現像ローラを配置し、その現像ローラを選択的に像担持体に当接させる方式の画像形成装置においては、少なくとも次のような２つの条件を満たす必要がある。
（１）各色の画像形成時に選択された１つの現像ローラのみが確実に像担持体に当接し、他の現像ローラは確実に像担持体から離間している必要がある。図１８に示した装置を例にして説明すると、例えばイエロー用の画像を現像する際には、イエロー用の現像ローラ４Ｙのみが確実に像担持体１に当接し、他の現像ローラ４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは確実に像担持体１から離間している必要がある。離間距離が十分でない場合には、現像動作を行わない現像ローラが感光体１に接触して不適切な現像がなされたり、あるは現像された画像を破壊してしまうおそれがある。したがって、その離間距離は、各部品の製造誤差ないし像担持体１の回転ブレ等を考慮すると比較的大きくとらざるを得ない。
（２）各色間における現像ローラの離当接動作は、各色の画像形成動作間において完了する必要がある。図１８に示した装置を例にして説明すると、例えば第１色目（イエローＹ用）の現像が終了した後、第２色目（シアンＣ用）の画像が前記露光位置（Ｌ参照）からイエロー用の現像ローラ４Ｙの位置に達する前にイエロー用の現像ローラ４Ｙが感光体１から確実に離間し、かつ、上記第２色目（シアンＣ用）の画像が上記露光位置（Ｌ参照）からシアン用の現像ローラ４Ｃの位置に達する前にシアン用の現像ローラ４Ｃが感光体１に確実に当接している必要がある。
【０００６】
このような状況下において、図１８に示した装置のように、揺動動作のみによって現像ローラ４を像担持体１に対して接離させる構造のものには次のような問題が生じている。
すなわち、例えば図１９（ａ）に示すように、現像ローラ４をその揺動中心Ｏ４回りに揺動させることで像担持体１に対する接離動作を行なうようにするものにおいて、像担持体１からの離間距離Ａを、各部品の製造誤差ないし像担持体１の回転ブレ等があった場合でも像担持体１と現像ローラ４とが確実に接触しないだけの大きさにしようとすると、その揺動角度θ１を大きくせざるを得ず、結果として実際の現像ローラ４の移動距離Ｌ１も大きくなる。すなわち、揺動動作によって所望の離間距離Ａを得ようとすれば、実際の現像ローラ４の移動距離Ｌ１は所望の離間距離Ａよりも大きくなってしまう。
このため、短時間で接離動作を行わせることが困難になり、特に、画像形成速度の向上が求められる今日においては、上記（２）の条件を満たすことが困難になってきている。
【０００７】
このような問題は、図１９（ｂ）に示すように、現像ローラ４を揺動させるのではなく、矢印Ｂで示すように現像ローラ４を像担持体１に直接向かう方向にスライド動作させる構成とすることによって解決することが可能である。
このような構成とすれば、所望の離間距離Ａ＝現像ローラ４の移動距離、となるため、短時間で接離動作を行わせることが可能となって画像形成速度の向上を図ることが可能となる。
【０００８】
しかしながら、現像ローラ４を像担持体１に直接向かう方向にスライド動作させる構成とすると、次のような別の問題が生じることが分かった。
すなわち、上述したように、各部品には製造誤差（公差）があり、像担持体１の回転ブレ等が生じるため、像担持体１に対して現像ローラ４が当接するタイミングは厳密な意味では必ずしも所望のタイミングとはならない。例えば、図（ｃ）に示すように像担持体１が所望の寸法よりも多少小さくあるいは回転ブレによって仮想線１’で示す位置にあるとき、現像ローラ４は一点鎖線で示すように所望の当接位置Ｔよりも像担持体１側寄りで（所望の当接タイミングよりも遅いタイミングで）像担持体１’に当接し、逆に図（ｄ）に示すように像担持体１が所望の寸法よりも多少大きくあるいは回転ブレによって仮想線１”で示す位置にあるとき、現像ローラ４は一点鎖線で示すように所望の当接位置Ｔよりも現像ローラ４側寄りで（所望の当接タイミングよりも早いタイミングで）像担持体１”に当接することととなる（この点については図（ａ）に示した揺動動作の場合も同様である）。
そして、特に、図（ｄ）一点鎖線で示したように、現像ローラ４が所望の当接位置Ｔよりも現像ローラ４側寄りで（所望の当接タイミングよりも早いタイミングで）像担持体１”に当接した場合、現像ローラ４の動作がスライド動作であると、このスライド動作が像担持体１に直接向かう方向であるが故に、像担持体１に生じる衝撃が大きくなり、この衝撃によって像担持体１が周方向および／またはラジアル方向に瞬間的に変位し、この瞬間における像担持体１への露光位置（図１８におけるＬ参照）にずれ（インパクトバウンディング）が生じ、結果として、画質が低下してしまうという問題が生じることが分かった。
【０００９】
この発明の目的は、以上のような問題を解決し、画像形成速度を向上させることができるとともに、画質も低下しない画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【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記載の画像形成装置は、画像形成装置のフレームに回転可能に支持されて回転駆動される像担持体と，この像担持体に形成された潜像を現像する現像ローラを有する現像器とを備え，この現像器が複数設けられた画像形成装置であって、各現像器は前記フレームに対して揺動可能かつスライド可能に支持されるとともに，前記フレームには各現像器を揺動およびスライドさせるカムが回転可能に設けられ，該カムは，当該カムの回転に伴う、像担持体の現像ローラ当接部における接線方向へ現像ローラを揺動させる現像器の揺動動作と、当該カムの回転に伴う、像担持体の現像ローラ当接部における法線方向へ現像ローラをスライドさせる現像器のスライド動作との組み合わせによって現像ローラを像担持体に接離させるカムであるとともに、該カムのカム面は、前記現像ローラを像担持体に向けて移動させる際、前記スライド動作については前記現像器の揺動動作による現像ローラの揺動速度よりも遅い速度でスライドさせ、その後、前記スライド速度よりも速い速度で現像ローラを揺動させるべく現像器を揺動させる形状となっていることを特徴とする。
【００１１】
【作用効果】
請求項１記載の画像形成装置によれば、回転駆動される像担持体に対して、独立して接離する色の異なる複数の現像手段が配置されているので、カラー画像を形成することが可能である。
そして、各現像手段は、カムの回転に伴う揺動動作とスライド動作との組み合わせによって像担持体に接離するとともに、前記カムのカム面が、前記現像手段を像担持体に向けて移動させる際、前記スライド動作については比較的遅くスライドさせ、その後、比較的速く揺動させる形状となっているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、現像手段は、像担持体に当接すべく像担持体に向かって移動する際、揺動動作とスライド動作との組み合わせによって移動することとなるが、スライド動作については比較的遅くスライドし、その後、比較的速く揺動することとなる。上述したように、各部品には製造誤差（公差）があって、像担持体の回転ブレ等が生じることがあるため、像担持体に対して現像手段が当接するタイミングは厳密な意味で必ずしも所望のタイミングとはならない。このため、現像手段は、上記スライド動作中に像担持体に当接することもあり得るし、その後の揺動動作によって像担持体に当接することもあり得る。
しかしながら、この発明によれば、現像手段が上記スライド動作中に像担持体に当接したとしても、そのスライド動作の速度は比較的遅いので像担持体に大きな衝撃を与えてしまうということがなくなる。また、スライド動作後の揺動動作によって像担持体に当接する際には、その際の動作が比較的速くても揺動動作であるが故に、やはり、像担持体に大きな衝撃を与えてしまうということがない。
したがって、像担持体への露光位置にずれが生じ難くなって、画質の低下が防止される。
他方、現像手段のスライド動作は、これが比較的遅い速度であるとはいっても、スライド動作であるが故に像担持体との距離を短時間で変化させ得る。
したがって、離当接動作全体としてみれば、例えば図１８に示したもののように全ての動作を揺動動作とする場合に比べて、短時間で現像手段の離当接動作を完了させることが可能となる。
したがって、画像形成速度を向上させることができる。
以上のように、この発明によれば、画像形成速度を向上させることができるとともに、画質の低下も防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の要部を示す概略側面図、図２は図１における像担持体１０および現像器２０Ｍの拡大図、図３は現像器２０Ｍの平面図、図４は図２とは反対側（図３における矢印Ｃ方向）から見た像担持体１０および現像器２０Ｍの側面図、図５は図３におけるＡ−Ａ拡大概略断面図、図６は図３におけるＢ−Ｂ拡大概略断面図である。
【００１３】
これらの図（主として図１）に示すように、この画像形成装置は、図１８に示した従来装置と略同様に、外周面に感光層を有していて図中矢印方向に回転駆動される像担持体としての感光体１０と、この感光体１０の外周面を一様に帯電させる図示しない帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた感光体１０の外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段（図示せず）と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段としての現像ローラ２１を有する複数個（図示のものは４個）の現像器２０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を備えた現像装置３０と、この現像装置３０により現像されたトナー像が転写され、さらにそのトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる中間転写装置（図示せず）と、中間転写装置へトナー像が転写された後に感光体１０上に残留しているトナーを除去するクリーニング手段（図示せず）と、クリーニング後に感光体１０を除電する除電手段とを備えている。
【００１４】
図１および図３に示すように、現像装置３０は、平行に配置された一対のフレーム３１，３２と、このフレーム３１，３２間においてフレームに対して揺動可能かつスライド可能に支持された４つの載置台４０と、これら載置台４０に対してそれぞれ着脱可能に装着された上記現像器２０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と、現像器２０の現像ローラ２１を駆動する駆動機構５０（図３参照）と、載置台４０（したかってこれに装着された現像器２０）を揺動およびスライドさせることで現像器２０の現像ローラ２１を感光体１０に対して接離させる接離機構６０とを備えており、形成すべき画像の色に応じた現像器の現像ローラ２１のみが、感光体１０に当接可能となっている。
【００１５】
各現像器２０とその駆動機構５０および接離機構６０の基本構成は同じであるので、これらについてマゼンタ用の現像器２０（Ｍ）を代表させて図１〜図６を参照して説明する。
主として図２に示すように、現像器２０は、ケース２２と、このケース２２に回転可能に支持され、感光体１０にトナーを付与する上記現像ローラ２１とを備えている。ケース２２内には図示しないトナーが収容されている。また、ケース２２には、これにトナーを補給するためのトナーカートリッジ２３が着脱可能に設けられている。
【００１６】
載置台４０は、図５に示すように、底板４３と、これに一体の側板４１，４２とを有し、全体として断面略凹形状をなしており、底板４３上に現像器２０が搭載されている。
一方の側板４１には穴４１ａが設けられていて、この穴４１ａに上記現像装置の一方のフレーム３１に設けられた軸３１ａが貫通している。また、他方の側板４２には軸４２ａが設けられていて、この軸４２ａが上記現像装置の他方のフレーム３２に設けられた長穴３３を貫通している（軸４２ａと長穴３３との係合状態を図７に示す）。
したがって、載置台４０（現像器２０）は、軸３１ａおよび軸４２ａを中心として回動可能にフレーム３１，３２間に支持されており、側板４２側においては、軸４２ａが長穴３３内を移動しうる範囲内においてスライド可能である。
【００１７】
駆動機構５０は、図３および図５に示すように、フレーム３１に回転可能に支持された駆動歯車５１と、現像器２０に回転可能に支持された従動歯車２４とを有している。駆動歯車５１は、画像形成装置本体の図示しない駆動源によって回転駆動され、従動歯車２４は現像ローラ２１と連動していて、これによって現像動作時には、現像ローラ２１が図２の矢印方向に回転駆動される。なお、図８に示すように、駆動歯車５１と従動歯車２４との噛み合い部は、現像器２０の回動中心である上記軸３１ａの位置と一致しているので、現像器２０が揺動しても噛み合いに不具合は生じない。
【００１８】
接離機構６０は、図２、図３，および図６に示すように、フレーム３１に回転可能に支持され、画像形成装置本体の図示しない駆動源によって回転駆動されるカム６１と、このカム６１のカムフォロアを構成すべく載置台４０の側板４１に設けられた第１のカムピン４１ｂと、図２〜図４に示すように他方のフレーム３２の内側面に固定された固定カム６２と、この固定カム６２のカムフォロアを構成すべく載置台４０の側板４２に設けられた第２のカムピン４２ｂと、載置台４０を感光体１０に向けて常時付勢しているコイルスプリング６３とを備えている。コイルスプリング６３は、その一端６３ａがフレーム３２の掛け部３４に掛けられ、他端６３ｂが載置台４０の側板４２の掛け部４２ｃに掛けられている。しがって、載置台４０すなわち現像器２０は、その現像ローラ２１が感光体１０に向かう方向にコイルスプリング６３で常時付勢されている
【００１９】
図９はカム６１の形状を示す図、図１０は、カム６１の回転角度とカム６１に当接する第１のカムピン４１ｂの速度（リフト量ではない）との関係を示したグラフである。
図９に示すように、カム６１はその回転方向（図示矢印方向）に沿って一連に連なる５つのカム面６１ａ〜６１ｅを有している。説明の便宜上、カム面６１ａを第１速面、６１ｂを第２速面、６１ｃを第３速面、６１ｄを第４速面、６１ｅを待機面ということにする。待機面６１ｅ、および第１速面６１ａ〜第３速面６１ｃについては、図９および図１０においてカム６１の回転角度との対応関係を示してある。第４速面６１ｄについてはこの発明（この実施の形態）の主題とは関係がないので対応関係を省略してある。
図９および図１０から明らかなように、第１のカムピン４１ｂの速度は、これが第１速面６１ａと当接するとき比較的遅く、第２速面６１ｂと当接するとき比較的速く、第３速面６１ｃと当接するとき徐々に遅くなる。なお、待機面６１ｅと当接するときは、後述するように離間時であり、第１のカムピン４１ｂの速度は０である。
したがって、カム６１が図示矢印方向に回転すると、後述するように現像ローラ２１が感光体１０に当接するまでは第１のカムピン４１ｂがカム６１に追従して上記の速度で移動し、これに応じた速度で載置台４０（すなわち現像器２０および現像ローラ２１）が上記軸３１ａ（図２，図３参照）を中心として揺動動作を行うこととなる。
【００２０】
一方、固定カム６２には、図２、図１１，および図４に示すように、第２のカムピン４２ｂのスライド動作を規制する規制面６２ｅと、第２のカムピン４２ｂの移動を案内するガイド面（斜面）６２ａとが形成されている。規制面６２ｅは上述したカム６１の待機面６１ｅと対応関係にあり、ガイド面（斜面）６２ａは、上述したカム６１の第１速面６１ａと対応関係にある。
【００２１】
したがって、現像器２０（現像ローラ２１）の接離動作は次のようになる。
【００２２】
＜離間時（待機時）＞
前述したように、載置台４０すなわち現像器２０は、その現像ローラ２１が感光体１０に向かう方向にコイルスプリング６３（図４参照）で常時付勢されているが、離間時（待機時）には、図２に示すように、カム６１が待機位置にあり、その待機面６１ｅ（図９参照）が第１のカムピン４１ｂに当接して載置台４０を押し下げていて、第２のカムピン４２ｂが固定カム６２の規制面６２ｅと当接している。
したがって、載置台４０すなわち現像器２０は、図２において上記軸３１ａを中心として矢印Ｙ１方向へ回動し得ないし、矢印Ｘ１方向へスライドもし得ない状態となっている。すなわち、現像ローラ２１は、感光体１０に向かって移動し得ない状態となっている。
図１３は、待機時における感光体１０と現像器２０との関係を示す概略平面図である。この実施の形態では感光体１０として、弾性変形可能な像担持体部１１と、その両端を支持する支持円板１２，１２とを有する感光体を用いており、現像ローラ２１の軸２１ａには、後述するように上記支持円板１２，１２と当接することで現像ローラ２１の、像担持体部１１対する食い込み量を規定するためのコロ２１ｂ、２１ｂが設けられている。
【００２３】
＜当接動作＞
カム６１が図２および図９に示す矢印方向に所定角度（この実施の形態では約１２０°）回転し、その過程において、以下のようにして現像ローラ２１が感光体１０に当接する。
【００２４】
（ｉ）カム６１が回転し始め、その待機面６１ｅ（図９参照）から第１速面６１ａへと第１のカムピン４１ｂが当接し始めると、載置台４０すなわち現像器２０は、図２において上記軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へ比較的遅い速度で回動し始め、したがってまた、第２のカムピン４２ｂも軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へ比較的遅い速度で回動し始める。
図１２に、このときの現像ローラ２１の中心Ｏ２（厳密には図３において第２のカムピン４２ｂ側の中心Ｏ２、以下同じ）の回動軌跡をＲ１で示す。
【００２５】
（ｉｉ）カム６１がさらに回転し続け、その第１速面６１ａに第１のカムピン４１ｂが当接しつつこの第１のカムピン４１ｂ（載置台４０および現像器２０）が図２において上記軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へ比較的遅い速度でさらに回動し、したがってまた、第２のカムピン４２ｂが軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へ比較的遅い速度で回動する過程で、この第２のカムピン４２ｂが固定カム６２の規制面６２ｅから外れてガイド面（斜面）６２ａに達すると（図１１の一点鎖線参照）、前述したコイルスプリング６３の付勢作用で、第２のカムピン４２ｂがガイド面（斜面）６２ａに案内されて移動することとなる。別言すれば、第２のカムピン４２ｂがガイド面（斜面）６２ａに沿って移動可能となった時点で、載置台４０の側板４２の軸４２ａがフレーム３２の長穴３３に沿って移動可能となり、第２のカムピン４２ｂのガイド面（斜面）６２ａに沿う移動にともなって、載置台４０（したがって現像器２０）は、その側板４２の軸４２ａが長穴３３に案内されるようにして上記回動動作を伴うスライド動作（図２，図４および図１３の矢印Ｘ１参照）を行うこととなる。
すなわち、カム６１が回転して、その第１速面６１ａに第１のカムピン４１ｂが当接している過程では、載置台４０（したがって現像器２０および現像ローラ２１）は、上記軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へ比較的遅い速度で揺動しつつ矢印Ｘ１方向へ比較的遅い速度でスライドすることとなる。図１２に、このときの現像ローラ２１の中心Ｏ２の移動軌跡を（Ｒ２＋Ｓ１）で示す。
このスライド動作は、比較的遅い速度ではあるが、スライド動作であるが故に、図１２からも明らかなように現像ローラ２１と感光体１０との距離を短時間で変化させる。
【００２６】
（ｉｉｉ）カム６１がさらに回転し続け、その第１速面６１ａ（図９参照）から第２速面６１ｂへと第１のカムピン４１ｂが当接し始めようとするが、この間上述したように、載置台４０（したがって第２のカムピン４２ｂ）は、上記軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へ揺動し続けており、第１のカムピン４１ｂが第２速面６１ｂへ当接を開始する前に、第２のカムピン４２ｂはガイド面（斜面）６２ａとの当接が解除され（図１１の二点鎖線４２ｂ参照）、上記軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へと回動を開始する。
すなわち、第２のカムピン４２ｂが固定カム６２のガイド面（斜面）６２ａで案内されることによるスライド動作は、第１のカムピン４１ｂがカム６１の第２速面６１ｂへ当接する前に終了する。図１１に、上記第２のカムピン４２ｂのスライド量を符号Ｓで示す。
【００２７】
（ｉｖ）カム６１がさらに回転し続け、その第１速面６１ａ（図９参照）から第２速面６１ｂへと第１のカムピン４１ｂが当接し始めると、載置台４０すなわち現像器２０は、図２において上記軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ１方向へ比較的速い速度で揺動し始め、この揺動動作の過程において、基本的には（仮に各部品に製造誤差（公差）がないとしたならば）、第１のカムピン４１ｂが図９に一点鎖線で示す位置に達した時点で、図１４に示すように現像ローラ２１が感光体１０に当接する（図１２に、このときの現像ローラ２１の中心Ｏ２の回動軌跡をＲ２で示す）。この際、上前記コロ２１ｂ、２１ｂが感光体１０の支持円板１２，１２と当接することで現像ローラ２１の、像担持体部１１対する食い込み量が規定される。
しかしながら実際には、前述したように各部品には製造誤差（公差）があって、感光体１０の回転ブレ等が生じることがあるため、感光体１０に対して現像ローラ２１が当接するタイミングは厳密な意味で必ずしも所望のタイミング（図９に示した一点鎖線４１ｂの位置）とはならない。このため、現像ローラ２１は、所望のタイミング（第１のカムピン４１ｂが図９に示した一点鎖線４１ｂの位置にあるとき）よりも遅くまたは早く（第１のカムピン４１ｂが図９に示した一点鎖線４１ｂの位置の前後の位置にあるとき）感光体１０に当接することもあり得るし、はなはだしくは、上記（ｉｉ）で説明したスライド動作（および揺動動作）中に感光体１０に当接することもあり得る。
しかしながら、現像ローラ２１が上記（ｉｉ）で説明したスライド動作中に感光体１０に当接したとしても、そのスライド動作の速度は比較的遅いので感光体１０に大きな衝撃を与えてしまうということはない。
また、スライド動作後の揺動動作（上記第１のカムピン４１ｂが第２速面６１ｂに当接している揺動動作）よって感光体１０に当接する際には、その際の動作が比較的速くても揺動動作であるが故に、やはり、感光体１０に大きな衝撃を与えてしまうということがない。
なお、第１のカムピン４１ｂがカム６１の第３速面６１ｃに当接する状態で現像ローラ２１が感光体１０に当接するという事態も全く生じないとはいい得ないが、第３速面６１ｃは現像器２０の揺動速度がさらに遅くなるように構成されているので、仮にそのような事態が生じたとしても、現像ローラ２１が感光体１０に大きな衝撃を与えてしまうということがない。
【００２８】
（ｖ）カム６１がさらに回転し続け、上記待機時の位置から所定角度（この実施の形態では約１２０°）まで回転して停止する過程で、そのカム面から第１のカムピン４１ｂが図９および図１５に示すように完全に離間するとともに、現像ローラ２１が感光体１０に対して確実に当接して（図１５，図１６参照）現像動作がなされる。なお、このとき第２のカムピン４２ｂは固定カム６２から完全に離間した状態となる（図１１の４２ｂ’参照）。
この状態では、図１５および図１６に示すように、載置台４０および現像器２０がコイルスプリング６３の付勢力Ｆ１で感光体１０に向かって付勢され、現像ローラ２１が付勢力Ｆ２によって感光体１０に当接することとなるが、図７に一点鎖線４２ａで示すように、載置台４０の軸４２ａはフレーム３２の長穴３３の中間部分に位置して長穴３３の先端内面３３ａとの間に隙間Ｃが形成されるため、現像ローラ２１の感光体１０に対する当接が阻害されることはない。
【００２９】
＜離間動作＞
以上のようにして現像動作がなされた後、再びカム６１が図９および図１５に示す矢印方向に所定角度（この実施の形態では約２４０°）回転し、その過程において、カム６１の第４速面６１ｄに第１のカムピン４１ｂが当接すると、載置台４０すなわち現像器２０が、図１５において上記軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ２方向へ回動し、したがってまた、第２のカムピン４２ｂも軸３１ａおよび４２ａを中心として矢印Ｙ２方向へ回動する（図１２に、このときの現像ローラ２１の中心Ｏ２の回動軌跡をＲ２で示す。方向はＹ２方向である）。
【００３０】
上記回動の過程で、第２のカムピン４２ｂが固定カム６２のガイド面（斜面）６２ａに達すると（図１１の二点鎖線参照）、第２のカムピン４２ｂがガイド面（斜面）６２ａに案内され、コイルスプリング６３の付勢力に抗して図１１の矢印Ｘ２方向へ移動することとなる。すなわち、第２のカムピン４２ｂのガイド面（斜面）６２ａに沿う移動にともなって、載置台４０（したがって現像器２０）は、その側板４２の軸４２ａが長穴３３に案内されるようにして、コイルスプリング６３の付勢力に抗して上記回動動作を伴うスライド動作（図１５，図１６の矢印Ｘ２方向参照）を行うこととなる（図１２に、このときの現像ローラ２１の中心Ｏ２の移動軌跡を（Ｒ２＋Ｓ１）で示す。方向はＸ２方向である）。
【００３１】
その後、第２のカムピン４２ｂが図１１の実線４２ｂで示すように固定カム６２の規制面６２ｅへと落ち込む（図１２に、このときの現像ローラ２１の中心Ｏ２の移動軌跡をＲ１で示す。方向はＹ２方向である）とともに、カム６１の第４速面６１ｄから待機面６１ｅへと第１のカムピン４１ｂが当接し、カム６１が元位置に戻って、前述した待機状態となる。
【００３２】
以上説明したように、この実施の形態の画像形成装置によれば次のような作用効果が得られる。
【００３３】
回転駆動される像担持体１０に対して、独立して接離する色の異なる複数の現像手段２１が配置されているので、カラー画像を形成することが可能である。
【００３４】
そして、各現像手段２１は、カム６１の回転に伴う揺動動作とスライド動作との組み合わせによって像担持体１０に接離するとともに、前記カム６１のカム面が、現像手段２１を像担持体１０に向けて移動させる際、前記スライド動作については比較的遅くスライドさせ、その後、比較的速く揺動させる形状となっているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、現像手段２１は、像担持体１０に当接すべく像担持体１０に向かって移動する際、揺動動作とスライド動作との組み合わせによって移動することとなるが、スライド動作については比較的遅くスライドし、その後、比較的速く揺動することとなる。上述したように、各部品には製造誤差（公差）があって、像担持体１０の回転ブレ等が生じることがあるため、像担持体１０に対して現像手段２１が当接するタイミングは厳密な意味で必ずしも所望のタイミングとはならない。このため、現像手段２１は、上記スライド動作中に像担持体１０に当接することもあり得るし、その後の揺動動作によって像担持体１０に当接することもあり得る。
【００３５】
しかしながら、この実施の形態によれば、現像手段２１が上記スライド動作中に像担持体１０に当接したとしても、そのスライド動作の速度は比較的遅いので像担持体１０に大きな衝撃を与えてしまうということがなくなる。
ここで仮に、カム６１のカム面が、図９に破線６１ｆで示すように、現像手段２１を像担持体１０に向けて移動させる際、スライド動作についても比較的速くスライドさせる形状になっているとすると、図１９（ｂ）を参照して説明したように像担持体１０に大きな衝撃を与えてしまうおそれがあるが、この実施の形態によればそのようなおそれはなくなる。
また、スライド動作後の揺動動作によって現像手段２１が像担持体１０に当接する際には、その際の動作が比較的速くても揺動動作であるが故に、やはり、像担持体１０に大きな衝撃を与えてしまうということがない。
したがって、像担持体１０への露光位置にずれが生じ難くなって、画質の低下が防止される。
【００３６】
他方、現像手段２１のスライド動作は、これが比較的遅い速度であるとはいっても、スライド動作であるが故に像担持体１０との距離を短時間で変化させ得る。
したがって、離当接動作全体としてみれば、例えば図１８に示したもののように全ての動作を揺動動作とする場合に比べて、短時間で現像手段２１の離当接動作を完了させることが可能となる。
したがって、画像形成速度を向上させることができる。
【００３７】
以上のように、この実施の形態によれば、画像形成速度を向上させることができるとともに、画質の低下も防止することができる。
【００３８】
また、この実施の形態では、感光体１０として、弾性変形可能な像担持体部１１を有する感光体を用いており、現像ローラ２１が像担持体部１１対して所定量食い込むようになっているので、図１７に示すように、像担持体部１１は、現像ローラ２１が当接している部位１３の、周方向における前後位置１４，１４においては外方に多少膨出する。
したがって、現像ローラは２１は、非現像時には上記膨出部に当接しないように感光体１０から十分に離間する必要があり、また現像時には速やかにかつ衝撃を与えないように感光体１０に当接する必要があるが、この実施の形態によれば、上述したように、現像ローラは２１を、非現像時には上記膨出部に当接しないように感光体１０から十分に離間させ、また現像時には速やかにかつ衝撃を与えないように感光体１０に当接させることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【００４０】
【発明の効果】
この発明の画像形成装置によれば、画像形成速度を向上させることができるとともに、画質の低下も防止することができる。
【００４１】
【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の形態の要部を示す概略側面図。
【図２】図１における像担持体１０および現像器２０Ｍの拡大図。
【図３】現像器２０Ｍの平面図。
【図４】図２とは反対側（図３における矢印Ｃ方向）から見た像担持体１０および現像器２０Ｍの側面図。
【図５】図３におけるＡ−Ａ拡大概略断面図。
【図６】図３におけるＢ−Ｂ拡大概略断面図。
【図７】軸４２ａと長穴３３との係合状態を示す側面図。
【図８】駆動歯車５１と従動歯車２４との噛み合い部と、現像器２０の回動中心である軸３１ａとの位置関係を示す側面図。
【図９】カム６１の形状を示す図。
【図１０】カム６１の回転角度とカム６１に当接する第１のカムピン４１ｂの速度（リフト量ではない）との関係を示した図。
【図１１】固定カム６２と第２のカムピン４２ｂとの作動を説明する図。
【図１２】現像ローラ２１の中心Ｏ２の移動状態を示す図。
【図１３】待機時における感光体１０と現像器２０との関係を示す概略平面図。
【図１４】当接時における感光体１０と現像器２０との関係を示す概略平面図。
【図１５】当接時の像担持体１０および現像器２０Ｍの側面図。
【図１６】当接時の像担持体１０および現像器２０Ｍを図１５とは反対側から見た側面図。
【図１７】作用説明図。
【図１８】従来技術の説明図。
【図１９】（ａ）〜（ｄ）は課題の説明図。
【符号の説明】
１０感光体（像担持体）
２１現像ローラ（現像手段）
６１カム
６１ａ〜６１ｅカム面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, or a copying machine that forms an image using electrophotographic technology. In particular, the developing means in an image forming apparatus that can form a color image by arranging a plurality of developing means having different colors that are independently brought into contact with and separated from a rotationally driven image carrier. It is about operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image forming apparatus using an electrophotographic technique, for example, an apparatus shown in FIG. 18 is known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-221951).
The image forming apparatus includes a photosensitive member 1 as an image carrier having a photosensitive layer on the outer peripheral surface and driven to rotate in the direction of an arrow in the figure, and a charging unit 2 for uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive member 1. An exposure unit 3 that selectively exposes the outer peripheral surface of the photoreceptor 1 uniformly charged by the charging unit 2 to form an electrostatic latent image, and an electrostatic unit formed by the exposure unit 3. A developing device 5 including a developing roller 4 as a developing unit that applies a toner as a developer to the latent image to form a visible image (toner image), and a toner image developed by the developing device 5 are transferred. Further, an intermediate transfer device 6 that transfers the toner image onto a transfer medium such as paper, a cleaning unit 7 that removes toner remaining on the photoreceptor 1 after the toner image is transferred to the intermediate transfer device 6, and a cleaning Later, the photosensitive member 1 is irradiated with the charge eliminating light L ′. And neutralizing means 9 for neutralizing.
[0003]
The developing device 5 has a plurality (four in the drawing) of developing devices 8 (Y, C, M, K) that store toners of different colors.
Each developing device 8 includes the developing roller 4 and is configured to be swingable by a driving mechanism such as a cam (not shown) around the shaft 8a. Only the roller is in contact with the image carrier.
[0004]
According to such an image forming apparatus, the outer peripheral surface of the photosensitive member 1 is uniformly charged by the charging unit 2, and the outer peripheral surface is selected according to the image information of the first color (for example, yellow) by the exposure unit 3. The yellow electrostatic latent image is formed by the general exposure L, and only the developing roller 4Y of the developing device 8Y for the first color (for example, yellow) is brought into contact with the photoreceptor 1 so that the electrostatic latent image is formed. Is developed, a first color (for example, yellow) toner image is formed on the photoreceptor 1, the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 6 a of the transfer device 6, and the toner remaining on the photoreceptor 1 Is removed by the cleaning means 7, the photosensitive member 1 is neutralized by the neutralizing light L ′ from the neutralizing means 9, and the above operation is repeated for the second, third, and fourth colors as necessary. A toner image corresponding to the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 6a. In this way, a color image is formed by being superimposed, and this color image is transferred to a transfer medium such as paper (not shown).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, an image forming apparatus of a type in which a plurality of developing rollers with different colors that come in contact with and separate from each other is disposed on one image carrier, and the developing rollers are selectively brought into contact with the image carrier. In this case, at least the following two conditions must be satisfied.
(1) It is necessary that only one developing roller selected at the time of image formation of each color is surely in contact with the image carrier and the other developing rollers are surely separated from the image carrier. The apparatus shown in FIG. 18 will be described as an example. For example, when developing a yellow image, only the yellow developing roller 4Y is surely brought into contact with the image carrier 1, and the other developing rollers 4C, 4M. 4K needs to be surely separated from the image carrier 1. If the separation distance is not sufficient, the developing roller that does not perform the developing operation may come into contact with the photosensitive member 1 to perform improper development or destroy the developed image. Therefore, the separation distance must be relatively large in consideration of manufacturing errors of each part or rotational blur of the image carrier 1.
(2) The developing roller separating and contacting operation between the colors needs to be completed between the image forming operations of the respective colors. The apparatus shown in FIG. 18 will be described as an example. For example, after development of the first color (for yellow Y) is completed, an image for the second color (for cyan C) is used for yellow from the exposure position (see L). Before reaching the position of the developing roller 4Y, the yellow developing roller 4Y is surely separated from the photoreceptor 1, and the second color image (for cyan C) is used for cyan from the exposure position (see L). Before reaching the position of the developing roller 4C, it is necessary that the cyan developing roller 4C is in contact with the photoreceptor 1 reliably.
[0006]
Under such circumstances, the following problem occurs in the structure in which the developing roller 4 is brought into contact with and separated from the image carrier 1 only by the swinging operation as in the apparatus shown in FIG. .
That is, for example, as shown in FIG. 19 (a), the developing roller 4 is swung around its swing center O4 so that the contact / separation operation with respect to the image carrier 1 is performed. If the separation distance A is made large enough to prevent the image carrier 1 and the developing roller 4 from coming into contact with each other even when there is a manufacturing error of each part or rotational blurring of the image carrier 1, the fluctuations will occur. The moving angle θ1 must be increased, and as a result, the actual moving distance L1 of the developing roller 4 also increases. That is, if the desired separation distance A is obtained by the swinging operation, the actual movement distance L1 of the developing roller 4 becomes larger than the desired separation distance A.
For this reason, it is difficult to perform the contact / separation operation in a short time. In particular, it is difficult to satisfy the condition (2) in the present day where improvement in image forming speed is required.
[0007]
Such a problem is that, as shown in FIG. 19B, the developing roller 4 is slid in the direction directly toward the image carrier 1 as shown by an arrow B instead of swinging the developing roller 4. This can be solved.
With such a configuration, since the desired separation distance A = the movement distance of the developing roller 4, the contact / separation operation can be performed in a short time, and the image forming speed can be improved. It becomes.
[0008]
However, it has been found that when the developing roller 4 is configured to slide in the direction directly toward the image carrier 1, another problem such as the following occurs.
That is, as described above, there is a manufacturing error (tolerance) in each component, and rotational blurring of the image carrier 1 occurs. Therefore, the timing at which the developing roller 4 contacts the image carrier 1 is strictly limited. It is not always the desired timing. For example, when the image carrier 1 is slightly smaller than the desired size or at the position indicated by the phantom line 1 ′ due to rotational blur, as shown in FIG. It abuts on the image carrier 1 ′ closer to the image carrier 1 side than the contact position T (at a timing later than the desired contact timing), and conversely, as shown in FIG. When the developing roller 4 is slightly larger than the size or at the position indicated by the phantom line 1 ″ due to rotational blur, the developing roller 4 is closer to the developing roller 4 side than the desired contact position T as shown by the alternate long and short dash line (desired contact timing It comes into contact with the image carrier 1 ″ at an earlier timing (this is also the case in the swing operation shown in FIG. 1A).
In particular, as shown by the one-dot chain line in FIG. 4D, the image carrier 1 is closer to the developing roller 4 than the desired contact position T (at a timing earlier than the desired contact timing). When the developing roller 4 is in a sliding motion, the impact that occurs on the image carrier 1 is large because the sliding operation is in the direction directly toward the image carrier 1, The image carrier 1 is instantaneously displaced in the circumferential direction and / or the radial direction, and an exposure position (see L in FIG. 18) on the image carrier 1 at this moment is shifted (impact bounding), resulting in image quality. It has been found that there is a problem of lowering.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can solve the above problems, improve the image forming speed, and does not deteriorate the image quality.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to claim 1 comprises: Supported by a frame of the image forming apparatus so as to be rotatable. Rotation driven image carrier And a developing device having a developing roller for developing the latent image formed on the image carrier, and a plurality of the developing devices are provided. An image forming apparatus, Each developing device is swingably and slidably supported with respect to the frame, and a cam for swinging and sliding each developing device is rotatably provided on the frame. Development of image carrier with cam rotation roller To the tangential direction at the contact part Developer that swings the developing roller Oscillating movement of As the cam rotates, Development of image carrier roller To the normal direction at the contact part Developer that slides the developing roller In combination with the sliding movement of Developing roller Close to and away from image carrier Let Ru Is a cam With The Cam face of cam Is , The development roller When moving toward the image carrier, the slide operation Than the rocking speed of the developing roller by the rocking motion of the developing device Late At high speed Slide and then faster than the slide speed At a high speed Rock Swing the developing device as much as possible It has a shape.
[0011]
[Function and effect]
According to the image forming apparatus of the first aspect, since the plurality of developing units having different colors that are brought into and out of contact independently with respect to the rotationally driven image carrier are arranged, a color image can be formed. Is possible.
Each developing unit contacts and separates from the image carrier by a combination of a swinging operation and a sliding operation associated with the rotation of the cam, and the cam surface of the cam moves the developing unit toward the image carrier. At this time, since the slide operation is made to slide relatively slowly and then swing relatively quickly, the following effects can be obtained.
That is, when the developing means moves toward the image carrier so as to contact the image carrier, it moves by a combination of a rocking motion and a sliding motion, but the sliding motion slides relatively slowly. Then, it will swing relatively quickly. As described above, there is a manufacturing error (tolerance) in each part, and rotational blurring of the image carrier may occur. Therefore, the timing at which the developing unit contacts the image carrier is not necessarily in a strict sense. It is not the desired timing. For this reason, the developing means may be brought into contact with the image carrier during the sliding operation, or may be brought into contact with the image carrier by a subsequent swinging operation.
However, according to the present invention, even if the developing means contacts the image carrier during the sliding operation, the speed of the sliding operation is relatively slow, so that a large impact is not applied to the image carrier. . Further, when the image carrier is brought into contact with the swinging operation after the sliding operation, even if the operation at that time is relatively fast, the swinging operation is performed. There is no such thing.
Accordingly, the exposure position on the image carrier is not easily displaced, and the image quality is prevented from being deteriorated.
On the other hand, although the slide operation of the developing means is a relatively slow speed, the distance from the image carrier can be changed in a short time because it is a slide operation.
Accordingly, in terms of the entire separation / contact operation, it is possible to complete the separation / contact operation of the developing means in a shorter time compared to the case where all the operations are oscillating as shown in FIG. It becomes.
Therefore, the image forming speed can be improved.
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the image forming speed and to prevent the image quality from being deteriorated.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a schematic side view showing a main part of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of an image carrier 10 and a developing device 20M in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the developing device 20M. 4 is a side view of the image carrier 10 and the developing device 20M viewed from the side opposite to FIG. 2 (in the direction of arrow C in FIG. 3). FIG. 5 is an AA enlarged schematic cross-sectional view in FIG. FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view along BB in FIG. 3.
[0013]
As shown in these figures (mainly FIG. 1), this image forming apparatus has a photosensitive layer on the outer peripheral surface and is rotationally driven in the direction of the arrow in the figure, as in the conventional apparatus shown in FIG. A photosensitive member 10 as an image carrier, a charging unit (not shown) for uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive member 10, and an outer peripheral surface of the photosensitive member 10 uniformly charged by the charging unit are selectively used. An exposure unit (not shown) that forms an electrostatic latent image by exposure, and a developer that forms a visible image (toner image) by adding toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the exposure unit A developing device 30 having a plurality (four in the figure) of developing devices 20 (Y, C, M, K) having a developing roller 21 as means, and a toner image developed by the developing device 30 Transferred and further transferring the toner image onto a transfer medium such as paper A transfer device (not shown), a cleaning means (not shown) for removing toner remaining on the photoconductor 10 after the toner image is transferred to the intermediate transfer device, and the photoconductor 10 is neutralized after cleaning. Neutralizing means.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 3, the developing device 30 includes a pair of frames 31 and 32 arranged in parallel, and 4 supported between the frames 31 and 32 so as to be swingable and slidable with respect to the frame. Two mounting tables 40, the developing devices 20 (Y, C, M, and K) that are detachably mounted on the mounting tables 40, and a driving mechanism 50 that drives the developing roller 21 of the developing device 20 (see FIG. 3), and an contacting / separating mechanism 60 that causes the developing roller 21 of the developing device 20 to contact and separate from the photosensitive member 10 by swinging and sliding the mounting table 40 (and thus the developing device 20 attached thereto). And only the developing roller 21 of the developing device corresponding to the color of the image to be formed can be brought into contact with the photosensitive member 10.
[0015]
Since the basic configurations of each developing device 20 and its driving mechanism 50 and contact / separation mechanism 60 are the same, these will be described with reference to FIGS. 1 to 6 as a representative of the magenta developing device 20 (M).
As shown mainly in FIG. 2, the developing device 20 includes a case 22 and the developing roller 21 that is rotatably supported by the case 22 and applies toner to the photoreceptor 10. A toner (not shown) is accommodated in the case 22. The case 22 is detachably provided with a toner cartridge 23 for supplying toner thereto.
[0016]
As shown in FIG. 5, the mounting table 40 includes a bottom plate 43 and side plates 41 and 42 integrated with the bottom plate 43. The mounting table 40 has a substantially concave cross section as a whole, and the developing device 20 is mounted on the bottom plate 43. ing.
One side plate 41 is provided with a hole 41a, and a shaft 31a provided on one frame 31 of the developing device passes through the hole 41a. Also, the other side plate 42 is provided with a shaft 42a, and this shaft 42a passes through a long hole 33 provided in the other frame 32 of the developing device (the relationship between the shaft 42a and the long hole 33). The combined state is shown in FIG.
Therefore, the mounting table 40 (developing device 20) is supported between the frames 31 and 32 so as to be rotatable about the shaft 31a and the shaft 42a, and the shaft 42a moves in the elongated hole 33 on the side plate 42 side. It can slide within the possible range.
[0017]
As shown in FIGS. 3 and 5, the drive mechanism 50 includes a drive gear 51 that is rotatably supported by the frame 31 and a driven gear 24 that is rotatably supported by the developing device 20. The drive gear 51 is rotationally driven by a drive source (not shown) of the image forming apparatus main body, and the driven gear 24 is interlocked with the developing roller 21, so that the developing roller 21 is rotationally driven in the direction of the arrow in FIG. Is done. As shown in FIG. 8, the meshing portion of the drive gear 51 and the driven gear 24 coincides with the position of the shaft 31a, which is the rotation center of the developing device 20, so that the developing device 20 swings. However, there is no problem with the meshing.
[0018]
As shown in FIGS. 2, 3, and 6, the contact / separation mechanism 60 is rotatably supported by the frame 31 and is rotationally driven by a drive source (not shown) of the image forming apparatus main body, and the cam 61. The first cam pin 41b provided on the side plate 41 of the mounting table 40 to form the cam follower, the fixed cam 62 fixed to the inner surface of the other frame 32 as shown in FIGS. A second cam pin 42 b provided on the side plate 42 of the mounting table 40 to form a cam follower of the cam 62 and a coil spring 63 that constantly biases the mounting table 40 toward the photosensitive member 10 are provided. One end 63 a of the coil spring 63 is hung on the hanging portion 34 of the frame 32, and the other end 63 b is hung on the hanging portion 42 c of the side plate 42 of the mounting table 40. Therefore, the mounting table 40, that is, the developing device 20 is always urged by the coil spring 63 in the direction in which the developing roller 21 faces the photoreceptor 10.
[0019]
FIG. 9 is a diagram showing the shape of the cam 61, and FIG. 10 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the cam 61 and the speed (not the lift amount) of the first cam pin 41b contacting the cam 61.
As shown in FIG. 9, the cam 61 has five cam surfaces 61 a to 61 e that are connected in series along the rotation direction (arrow direction shown in the drawing). For convenience of explanation, the cam surface 61a is referred to as a first speed surface, 61b as a second speed surface, 61c as a third speed surface, 61d as a fourth speed surface, and 61e as a standby surface. The standby surface 61e and the first speed surface 61a to the third speed surface 61c are shown in correspondence with the rotation angle of the cam 61 in FIGS. Since the fourth speed surface 61d is not related to the subject of the present invention (this embodiment), the corresponding relationship is omitted.
As is apparent from FIGS. 9 and 10, the speed of the first cam pin 41b is relatively slow when it comes into contact with the first speed surface 61a, is relatively fast when it comes into contact with the second speed surface 61b, and the third speed. When it comes into contact with the surface 61c, it gradually becomes slower. The contact with the standby surface 61e is at the time of separation as will be described later, and the speed of the first cam pin 41b is zero.
Therefore, when the cam 61 rotates in the direction indicated by the arrow in the drawing, the first cam pin 41b follows the cam 61 and moves at the above speed until the developing roller 21 comes into contact with the photoconductor 10, as will be described later. The mounting table 40 (that is, the developing device 20 and the developing roller 21) swings around the shaft 31a (see FIGS. 2 and 3) at a high speed.
[0020]
On the other hand, as shown in FIGS. 2, 11, and 4, the fixed cam 62 has a regulating surface 62e that regulates the sliding operation of the second cam pin 42b and a guide surface that guides the movement of the second cam pin 42b. (Slope) 62a is formed. The restricting surface 62e has a corresponding relationship with the standby surface 61e of the cam 61 described above, and the guide surface (slope) 62a has a corresponding relationship with the first speed surface 61a of the cam 61 described above.
[0021]
Therefore, the contact / separation operation of the developing device 20 (developing roller 21) is as follows.
[0022]
<During separation (standby)>
As described above, the mounting table 40, that is, the developing device 20 is always urged by the coil spring 63 (see FIG. 4) in the direction in which the developing roller 21 faces the photosensitive member 10, but at the time of separation (standby). As shown in FIG. 2, the cam 61 is in the standby position, and its standby surface 61e (see FIG. 9) abuts against the first cam pin 41b to push down the mounting table 40, so that the second cam pin 42b It is in contact with the restricting surface 62e of the fixed cam 62.
Therefore, the mounting table 40, that is, the developing device 20 cannot rotate in the direction of the arrow Y1 around the shaft 31a in FIG. 2, and cannot slide in the direction of the arrow X1. That is, the developing roller 21 cannot move toward the photoconductor 10.
FIG. 13 is a schematic plan view showing the relationship between the photoconductor 10 and the developing device 20 during standby. In this embodiment, a photosensitive member having an elastically deformable image carrier 11 and supporting disks 12 and 12 supporting both ends thereof is used as the photosensitive member 10, and the shaft 21 a of the developing roller 21 is provided on the shaft 21 a. As will be described later, rollers 21 b and 21 b are provided for defining the amount of biting of the developing roller 21 with respect to the image carrier 11 by contacting the support disks 12 and 12.
[0023]
<Contact operation>
The cam 61 rotates in the direction of the arrow shown in FIGS. 2 and 9 by a predetermined angle (about 120 ° in this embodiment), and in the process, the developing roller 21 contacts the photoconductor 10 as follows.
[0024]
(I) When the cam 61 starts to rotate and the first cam pin 41b starts to contact from the standby surface 61e (see FIG. 9) to the first speed surface 61a, the mounting table 40, that is, the developing device 20 in FIG. The shaft 31a and 42a starts to rotate at a relatively slow speed in the direction of the arrow Y1, and therefore the second cam pin 42b also rotates about the shafts 31a and 42a at the relatively slow speed in the direction of the arrow Y1. start.
In FIG. 12, the rotation locus of the center O2 of the developing roller 21 at this time (strictly speaking, the center O2 on the second cam pin 42b side in FIG. 3, the same applies hereinafter) is indicated by R1.
[0025]
(Ii) The cam 61 continues to rotate, and the first cam pin 41b (the mounting table 40 and the developing device 20) is in contact with the shaft 31a and the first cam surface 41a in FIG. In the process in which the second cam pin 42b rotates at a relatively slow speed in the direction of the arrow Y1 around the shafts 31a and 42a. When the second cam pin 42b is disengaged from the restricting surface 62e of the fixed cam 62 and reaches the guide surface (slope) 62a (see the one-dot chain line in FIG. 11), the biasing action of the coil spring 63 described above causes the second cam pin 42b. Will be guided and moved by the guide surface (slope) 62a. In other words, the shaft 42a of the side plate 42 of the mounting table 40 can move along the elongated hole 33 of the frame 32 when the second cam pin 42b can move along the guide surface (slope) 62a. As the second cam pin 42 b moves along the guide surface (slope) 62 a, the mounting table 40 (and hence the developing device 20) rotates the above-mentioned rotation so that the shaft 42 a of the side plate 42 is guided by the elongated hole 33. A sliding operation (see arrow X1 in FIGS. 2, 4 and 13) accompanied by a moving operation is performed.
That is, in the process in which the cam 61 rotates and the first cam pin 41b is in contact with the first speed surface 61a, the mounting table 40 (and hence the developing device 20 and the developing roller 21) moves the shafts 31a and 42a. It will slide at a relatively slow speed in the direction of arrow X1 while swinging at a relatively slow speed in the direction of arrow Y1 as the center. FIG. 12 shows the movement locus of the center O2 of the developing roller 21 at this time by (R2 + S1).
Although this sliding operation is a relatively slow speed, since it is a sliding operation, the distance between the developing roller 21 and the photoconductor 10 is changed in a short time as is apparent from FIG.
[0026]
(Iii) The cam 61 continues to rotate and the first cam pin 41b starts to come into contact with the second speed surface 61b from the first speed surface 61a (see FIG. 9). During this time, as described above, The mounting table 40 (and therefore the second cam pin 42b) continues to swing in the direction of the arrow Y1 about the shafts 31a and 42a, and before the first cam pin 41b starts to contact the second speed surface 61b. Further, the second cam pin 42b is released from contact with the guide surface (slope) 62a (see the two-dot chain line 42b in FIG. 11), and starts rotating in the direction of the arrow Y1 about the shafts 31a and 42a. .
That is, the sliding operation by the second cam pin 42 b being guided by the guide surface (slope) 62 a of the fixed cam 62 ends before the first cam pin 41 b contacts the second speed surface 61 b of the cam 61. In FIG. 11, the sliding amount of the second cam pin 42b is indicated by a symbol S.
[0027]
(Iv) When the cam 61 continues to rotate and the first cam pin 41b starts to contact from the first speed surface 61a (see FIG. 9) to the second speed surface 61b, the mounting table 40, that is, the developing device 20 In FIG. 2, the shafts 31a and 42a start to oscillate at a relatively high speed in the direction of the arrow Y1, and in the course of this oscillating operation, basically there is no manufacturing error (tolerance) in each part. Then, when the first cam pin 41b reaches the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 9, the developing roller 21 contacts the photosensitive member 10 as shown in FIG. 14 (FIG. 12 shows the development at this time). The rotation locus of the center O2 of the roller 21 is indicated by R2.) At this time, when the upper rollers 21b and 21b are in contact with the support disks 12 and 12 of the photoconductor 10, the amount of biting of the developing roller 21 with respect to the image carrier 11 is defined.
However, in actuality, as described above, there is a manufacturing error (tolerance) in each component, and rotation blur of the photoconductor 10 may occur. Therefore, the timing at which the developing roller 21 contacts the photoconductor 10 is In a strict sense, the desired timing (the position of the alternate long and short dash line 41b shown in FIG. 9) is not necessarily obtained. For this reason, the developing roller 21 is later or earlier than the desired timing (when the first cam pin 41b is at the position of the one-dot chain line 41b shown in FIG. 9) (the first cam pin 41b is one point shown in FIG. 9). It may be in contact with the photosensitive member 10 (when it is at a position before and after the position of the chain line 41b), or more specifically, in contact with the photosensitive member 10 during the sliding operation (and swinging operation) described in (ii) above. It can happen.
However, even if the developing roller 21 comes into contact with the photoconductor 10 during the slide operation described in (ii) above, the speed of the slide operation is relatively slow, so that a large impact is given to the photoconductor 10. Absent.
Further, when abutting on the photoreceptor 10 by a swinging operation after the sliding operation (a swinging operation in which the first cam pin 41b is in contact with the second speed surface 61b), the operation at that time is relatively fast. However, since it is a swinging operation, it does not give a large impact to the photoreceptor 10.
In addition, it cannot be said that the situation where the developing roller 21 contacts the photoconductor 10 in a state where the first cam pin 41b contacts the third speed surface 61c of the cam 61 does not occur at all, but the third speed surface 61c Since the developing device 20 is configured such that the rocking speed is further reduced, even if such a situation occurs, the developing roller 21 does not give a large impact to the photoconductor 10.
[0028]
(V) In the process in which the cam 61 continues to rotate and stops by rotating from the standby position to a predetermined angle (about 120 ° in this embodiment), the first cam pin 41b is shown in FIG. As shown in FIGS. 15A and 15B, the developing roller 21 is completely separated from the photosensitive member 10, and the developing operation is performed (see FIGS. 15 and 16). At this time, the second cam pin 42b is completely separated from the fixed cam 62 (see 42b ′ in FIG. 11).
In this state, as shown in FIGS. 15 and 16, the mounting table 40 and the developing device 20 are urged toward the photosensitive member 10 by the urging force F1 of the coil spring 63, and the developing roller 21 is urged by the urging force F2. 10, the shaft 42 a of the mounting table 40 is located in the middle portion of the elongated hole 33 of the frame 32 and is located between the distal end inner surface 33 a of the elongated hole 33, as shown by a one-dot chain line 42 a in FIG. 7. Since the gap C is formed, the contact between the developing roller 21 and the photosensitive member 10 is not hindered.
[0029]
<Separation operation>
After the developing operation is performed as described above, the cam 61 rotates again in the direction of the arrow shown in FIGS. 9 and 15 by a predetermined angle (about 240 ° in this embodiment). When the first cam pin 41b comes into contact with the speed surface 61d, the mounting table 40, that is, the developing device 20 rotates in the direction of the arrow Y2 around the shafts 31a and 42a in FIG. 15, and therefore, the second cam pin 42b Rotate in the direction of the arrow Y2 about the shafts 31a and 42a (in FIG. 12, the rotation locus of the center O2 of the developing roller 21 at this time is indicated by R2. The direction is the Y2 direction).
[0030]
When the second cam pin 42b reaches the guide surface (slope) 62a of the fixed cam 62 (see the two-dot chain line in FIG. 11) during the rotation process, the second cam pin 42b guides to the guide surface (slope) 62a. Thus, the coil spring 63 moves in the arrow X2 direction against the urging force of the coil spring 63. That is, as the second cam pin 42b moves along the guide surface (slope) 62a, the mounting table 40 (and hence the developing device 20) is configured such that the shaft 42a of the side plate 42 is guided to the elongated hole 33. A sliding operation (refer to the direction of arrow X2 in FIGS. 15 and 16) is performed against the urging force of the coil spring 63 (see FIG. 12, the direction of arrow X2 in FIG. 16). The movement locus is indicated by (R2 + S1). The direction is the X2 direction).
[0031]
Thereafter, the second cam pin 42b falls onto the restricting surface 62e of the fixed cam 62 as shown by the solid line 42b in FIG. 11 (in FIG. 12, the movement locus of the center O2 of the developing roller 21 at this time is indicated by R1. Is the Y2 direction), and the first cam pin 41b comes into contact with the standby surface 61e from the fourth speed surface 61d of the cam 61, the cam 61 returns to the original position, and the above-described standby state is established.
[0032]
As described above, according to the image forming apparatus of this embodiment, the following operational effects can be obtained.
[0033]
Since a plurality of developing means 21 having different colors that are independently brought into and out of contact with the rotationally driven image carrier 10 are arranged, a color image can be formed.
[0034]
Each developing unit 21 contacts and separates from the image carrier 10 by a combination of a swinging operation and a sliding operation accompanying the rotation of the cam 61, and the cam surface of the cam 61 causes the developing unit 21 to be connected to the image carrier 10. When moving toward the side, the slide operation is configured to slide relatively slowly and then swing relatively quickly. Therefore, the following effects can be obtained.
That is, when the developing means 21 moves toward the image carrier 10 so as to come into contact with the image carrier 10, it moves by a combination of a swinging operation and a sliding operation. It slides slowly and then swings relatively quickly. As described above, each component has a manufacturing error (tolerance), and rotational blurring of the image carrier 10 may occur. Therefore, the timing at which the developing unit 21 contacts the image carrier 10 is strict. In the sense, it is not always the desired timing. For this reason, the developing means 21 may come into contact with the image carrier 10 during the sliding operation, or may come into contact with the image carrier 10 by a subsequent swinging operation.
[0035]
However, according to this embodiment, even if the developing means 21 abuts on the image carrier 10 during the slide operation, the slide operation speed is relatively slow, so that a large impact is given to the image carrier 10. It wo n’t happen.
Here, if the cam surface of the cam 61 is moved toward the image carrier 10 as shown by a broken line 61f in FIG. Then, as described with reference to FIG. 19B, there is a possibility that a large impact is given to the image carrier 10, but according to this embodiment, such a fear is eliminated.
Further, when the developing means 21 comes into contact with the image carrier 10 by the swinging operation after the sliding operation, it is still a swinging operation even if the operation at that time is relatively fast. There is no big shock.
Accordingly, the exposure position on the image carrier 10 is hardly shifted, and the image quality is prevented from being deteriorated.
[0036]
On the other hand, although the slide operation of the developing means 21 is a relatively slow speed, the distance from the image carrier 10 can be changed in a short time because it is a slide operation.
Therefore, in terms of the entire separation / contact operation, the separation / contact operation of the developing unit 21 can be completed in a shorter time than when all the operations are oscillating as shown in FIG. It becomes possible.
Therefore, the image forming speed can be improved.
[0037]
As described above, according to this embodiment, it is possible to improve the image forming speed and to prevent deterioration in image quality.
[0038]
In this embodiment, a photosensitive member having an elastically deformable image carrier portion 11 is used as the photosensitive member 10, and the developing roller 21 bites into the image carrier portion 11 by a predetermined amount. Therefore, as shown in FIG. 17, the image carrier 11 slightly bulges outward at the front and rear positions 14 and 14 in the circumferential direction of the portion 13 where the developing roller 21 is in contact.
Therefore, the developing roller 21 needs to be sufficiently separated from the photosensitive member 10 so as not to contact the bulging portion when not developing, and is in contact with the photosensitive member 10 so as not to give an impact quickly during development. According to this embodiment, as described above, the developing roller 21 is sufficiently separated from the photosensitive member 10 so as not to contact the bulging portion when not developing, and when developing, according to this embodiment. It can be brought into contact with the photoreceptor 10 promptly and without giving an impact.
[0039]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.
[0040]
【The invention's effect】
According to the image forming apparatus of the present invention, the image forming speed can be improved and the deterioration of the image quality can be prevented.
[0041]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a main part of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of an image carrier 10 and a developing device 20M in FIG.
FIG. 3 is a plan view of a developing device 20M.
4 is a side view of the image carrier 10 and the developing device 20M viewed from the side opposite to FIG. 2 (in the direction of arrow C in FIG. 3).
5 is an enlarged schematic cross-sectional view along AA in FIG. 3;
6 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3;
7 is a side view showing an engaged state between a shaft 42a and the elongated hole 33. FIG.
8 is a side view showing a positional relationship between a meshing portion of the drive gear 51 and the driven gear 24 and a shaft 31a that is the rotation center of the developing device 20. FIG.
9 is a view showing the shape of a cam 61. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the cam 61 and the speed (not the lift amount) of the first cam pin 41b that is in contact with the cam 61;
FIG. 11 is a view for explaining the operation of the fixed cam 62 and the second cam pin 42b.
12 is a diagram showing a movement state of the center O2 of the developing roller 21. FIG.
FIG. 13 is a schematic plan view showing the relationship between the photoconductor 10 and the developing device 20 during standby.
FIG. 14 is a schematic plan view showing the relationship between the photoconductor 10 and the developing device 20 at the time of contact.
FIG. 15 is a side view of the image carrier 10 and the developing device 20M at the time of contact.
16 is a side view of the image carrier 10 and the developing device 20M when viewed from the side opposite to FIG.
FIG. 17 is an operation explanatory diagram.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a conventional technique.
19A to 19D are explanatory diagrams of problems. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Photoconductor (image carrier)
21 Developing roller (developing means)
61 cam
61a-61e Cam surface

Claims

An image carrier that is rotatably supported by a frame of an image forming apparatus, and a developing device that has a developing roller that develops a latent image formed on the image carrier. was an image forming apparatus, the developing device while being swingably and slidably supported relative to the frame, a cam for swinging and sliding are provided rotatably to each of the developing devices in the frame The cam includes a swinging operation of the developing device that swings the developing roller in a tangential direction at the developing roller contact portion of the image bearing member along with the rotation of the cam, and a rotation of the image bearing member along with the rotation of the cam . as well as a cam which Ru is separable developing roller to the image carrier by a combination of sliding movement of the developing device for sliding the developing roller to the normal direction of the developing roller contact portion, the cam surface of the cam, before When moving toward the developing roller to the image carrier, wherein the sliding action is slid at a speed Slow than swinging speed of the developing roller by swinging operation of the developing device, then, have faster than the sliding speed An image forming apparatus having a shape in which a developing device is swung to swing a developing roller at a speed .