JP5523015B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はロータリー方式の現像プロセスを採用したカラー電子写真画像形成装置に関する。

従来、単一の像担持体と、複数の現像装置を一体に支持した回転可能な支持体とを備え、所定のタイミングで現像装置を順次切り替えて、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像プロセスを採用したフルカラー画像形成装置が知られている。

このように複数の現像装置を一体に支持した回転可能な現像装置支持体（ロータリー）を用い、現像装置を順次切り替えて単一の像担持体の表面の静電潜像を現像する画像形成装置をロータリー方式の画像形成装置と称する。

特許文献１、特許文献２に、ロータリー方式を採用する従来の画像形成装置の構成が開示されている。

一般的にロータリー方式の現像プロセスにおいては、各色の現像剤に対応して設けられた現像装置ごとに、現像位置において、それらの現像装置が有する現像剤担持体を像担持体の表面に対して順次当接、離間させる動作が必要になる。現像装置の切り替えは、現像装置が像担持体の表面から離間している間に現像装置支持体が回転することで行われる。

従来の画像形成装置では、駆動力を有するカム等を用いて現像装置支持体を像担持体の径方向（回転中心方向）へ移動させることで、現像剤担持体を像担持体表面に対して当接、又は離間させる構成が採用されている。

また、各々の現像装置に設けられている現像剤担持体に駆動力を伝達する駆動伝達方法として、現像装置側のカップリング部材と装置本体側のカップリング部材とを結合させることで現像剤担持体に回転駆動力を伝達する方法が知られている（特許文献２）。

現像装置支持体の回転時には、装置本体側のカップリング部材は、現像装置支持体の回転の邪魔にならないように退避した状態にあり、現像装置支持体が所定の位置に回転移動したときに現像装置側のカップリング部材の方向に移動するように構成されている。

そのため、ロータリー方式の画像形成装置においては、現像剤担持体を回転駆動させるために、現像装置支持体が所定の位置に停止した後に、現像装置側のカップリング部材と装置本体側のカップリング部材とを係合させるための時間を必要とする。

特開２００５−１４８３１９号公報 特開平１１−１５２６５号公報

しかしながら、上記従来のロータリー方式の画像形成装置では以下の課題がある。

従来の画像形成装置では、現像装置支持体を像担持体の径方向へ移動させ、現像剤担持体の像担持体の表面に対する当接、及び像担持体の表面からの離間の動作を行う構成であるので、現像装置支持体を移動させるためのスペースを設ける必要がある。

また、現像装置支持体を回転させるための手段とは別に、像担持体の表面に対する当接、離間の動作に伴って現像装置支持体を像担持体の径方向へ移動させるための駆動手段を設ける必要がある。

すなわち、従来のロータリー方式の画像形成装置では、現像装置支持体ごと像担持体の径方向に移動させて、現像剤担持体を像担持体の表面に当接させ、または離間させるためのスペース、駆動手段を設ける必要がある。よって、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが困難である。

この問題の解決策として、例えば現像剤担持体と像担持体の表面の当接、離間の動作を、カム等の駆動手段を用いず、現像装置支持体の回転をそのまま利用して行うことが考えられる。

しかし現像装置支持体の回転を利用して現像剤担持体と像担持体の当接、離間を行う場合は、現像装置側のカップリング部材と装置本体側のカップリング部材とを係合させるための時間をかせぐことが困難になる。

その結果、両者のカップリング部材が係合して現像剤担持体が回転駆動する前に、現像剤担持体が像担持体の表面に当接することになる。なお、回転駆動していない状態の現像剤担持体が像担持体の表面に当接すると、現像剤担持体上の現像剤が像担持体に掻き取られ、像担持体の表面にカブリが生じ、その結果画像不良が引き起こされる。

そこで本発明は上記現状に鑑みてなされたものであり、ロータリー方式を採用する画像形成装置において、良好な画像品質を得ることが可能であると共に、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面に接触して前記表面に形成された静電潜像に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体を有する現像装置と、
複数の前記現像装置を一体に支持する回転可能な現像装置支持体と、
前記現像装置支持体の回転を制御する制御装置と、
画像形成装置の装置本体側に設けられ、前記現像剤担持体を回転させるための回転駆動力を前記現像剤担持体に伝達するための駆動伝達部材と、
前記現像装置に設けられ、前記駆動伝達部材と係合することで前記駆動伝達部材から前記現像剤担持体に回転駆動力を伝達するカップリング部材と、を備える画像形成装置において、
前記現像装置支持体が回転することによって各々の前記現像剤担持体が前記像担持体の表面に順次当接、離間可能に構成されており、
前記カップリング部材は、前記駆動伝達部材の方に傾斜することで、前記現像装置が現像位置に到達する前、かつ前記現像剤担持体が前記像担持体の表面に当接する前に、前記駆動伝達部材と係合可能に設けられており、
前記制御装置は、
前記現像装置支持体を回転させることにより前記現像剤担持体を前記像担持体に当接させる時に、
前記カップリング部材と前記駆動伝達部材とが係合可能な位置において、前記現像装置支持体の回転を一旦停止させ、前記カップリング部材と前記駆動伝達部材とを係合させて前記現像剤担持体を回転している状態とし、その後、前記現像装置支持体を回転させて前記現像剤担持体を前記像担持体の表面に当接させるように前記現像装置支持体の回転を制御することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、ロータリー方式を採用する画像形成装置において、良好な画像品質を得ることが可能であると共に、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第１の実施の形態における現像装置の概略構成図。 第１の実施の形態におけるロータリー及びその周辺部材の概略構成図。 第１の実施の形態におけるロータリー及びその周辺部材の概略構成図。 第１の実施の形態における現像装置のカップリング部材の概略構成図。 第１の実施の形態における現像装置のカップリング部材の概略構成図。 第１の実施の形態における現像装置のカップリング部材の概略構成図。 第１の実施の形態における現像装置のカップリング部材と装置本体の駆動伝達部材との位相関係を示す図。 第１の実施の形態におけるロータリーの回転制御のタイミングを示す図。 第２の実施の形態におけるロータリーの回転制御のタイミングを示す図。 第３の実施の形態におけるロータリーの回転制御のタイミングを示す図。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

[第１の実施の形態]
図１〜図９を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。

（画像形成装置の概略構成）
図１に本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態では、画像形成装置として、ロータリー方式のカラーレーザープリンタ（電子写真方式）を用いている。

カラーレーザープリンタは、回転可能な感光ドラム２（像担持体）を備えている。また、感光ドラム２の周囲には、感光ドラム２の表面を一様に帯電するための帯電ローラ３、感光ドラム２の表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成するための露光器４、感光ドラム２の表面をクリーニングするクリーニング装置６が設けられている。

また、感光ドラム２の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像する手段として、各現像剤の色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）ごとに現像装置１８ａ〜１８ｄが設けられている。

各々の現像装置１８ａ〜１８ｄは、感光ドラム２の回転方向に対して順方向に回転可能な略円形のロータリー１０２（現像装置支持体）に一体に支持されている。ロータリー１
０２は後に説明する駆動機構によって、各々の現像装置１８ａ〜１８ｄが感光ドラム２に対向した現像位置にくるように回転可能に構成されている。

なお、各々の現像装置１８ａ〜１８ｄをロータリー１０２に対して着脱可能な構成としてもよい。そのような構成とすることで、現像装置ごとに現像剤の補給、メンテナンスを行うことが可能になり、ユーザーの利便性を向上させることができる。

また図１中の３００は、装置本体側に設けられている「駆動伝達部材」であり、これが現像装置１８側に設けられているカップリング部材２００と係合することで、現像装置１８が有する現像ローラ１８２（現像剤担持体）を回転駆動させることができる。駆動伝達部材３００、カップリング部材２００の係合については後述する。なお、ここでいう装置本体とは、画像形成装置から現像装置を除いたものを指している。

シート材Ｓに画像を形成する際は、まず、感光ドラム２を中間転写ベルト７の回転と同期させて図１の矢印方向（反時計回り）に回転させる。

そして、この感光ドラム２の表面を帯電ローラ３によって均一に帯電すると共に、露光器４によって例えばイエロー画像の光照射（露光）を行い、感光ドラム２の表面にイエロー画像に対応した静電潜像を形成する。

また静電潜像を形成する前に、ロータリー１０２を後述する駆動伝達機構により駆動し、イエローの現像装置１８ａを感光ドラム２と対向する位置（現像位置）まで回転移動させておく。

この現像位置では、現像装置１８ａが有する回転可能な現像ローラ１８２ａ（現像剤担持体）に現像剤と同極性の電圧が印加されることで、感光ドラム２上の静電潜像にイエロー現像剤を付着させ、静電潜像を現像剤像として現像することができる。

現像後、現像ローラ１８２ａは感光ドラム２の表面から離間する。そして感光ドラム２の表面に形成された現像剤像は、中間転写ベルト７の内側に配置された１次転写ローラ８１に現像剤と逆極性の電圧が印加されることで中間転写ベルト７上に１次転写される。

このようにしてイエローの現像剤像の１次転写が終了すると、ロータリー１０２が再び回転し、イエローの現像装置からマゼンタ、シアン、そしてブラックの各色の現像装置（１８ｂ〜１８ｄ）に順次切り替えられる。

そして各々の現像装置１８が感光ドラム２に対向する現像位置に位置決めされた後、イエローの場合と同様にして、マゼンタ、シアン、そしてブラックの各色について、現像、１次転写が順次行われる。その結果、中間転写ベルト７上には４色の現像剤像が重ね合わされて転写されることになる。

なお、中間転写ベルト７上に各色の現像剤像の１次転写が行われている間、２次転写ローラ８２は、中間転写ベルト７とは非接触状態にある。またこの時、中間転写ベルト７をクリーニングするクリーニングユニット９も中間転写ベルト７とは非接触状態にある。

一方、シート材Ｓは、装置本体の下部に設けられた給送カセット５１に積載収納されており、給送ローラ５２によって給送カセット５１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対５３に給送される。

レジストローラ対５３は、給送されたシート材Ｓを中間転写ベルト７と２次転写ローラ
８２とで形成されたニップ部に送り出す。ニップ部においては、２次転写ローラ８２と中間転写ベルト７が互いに圧接した状態にある（図１の状態）。

シート材Ｓ上に現像剤像を転写する２次転写を行う際は、まずニップ部にシート材Ｓが搬送され、その後２次転写ローラ８２に現像剤と逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト７上の現像剤像をシート材Ｓの表面に一括して２次転写することができる。

現像剤像が２次転写されたシート材Ｓは、その後定着器５４に送られる。そして定着器５４においてシート材Ｓが加熱、加圧され、現像剤像をシート材Ｓ上に定着することができる。その後、このシート材Ｓは定着器５４から装置本体外部の上カバー５５に設けられた排出部へ排出される。

（現像装置の構成）
図２を参照して本実施の形態における現像装置１８ａ〜１８ｄの構成について説明する。なお、本実施の形態における現像装置１８ａ〜１８ｄは、全て同一の構成を有するので、各々の現像装置１８ａ〜１８ｄに関する説明は省略する。

本実施の形態では、接触現像方式を用いた現像装置１８を採用している。接触現像方式の現像装置１８は、現像剤担持体としての現像ローラ１８２、規制ブレード１８１、現像剤供給ローラ１８３、現像剤収容室１８４を備えている。

現像ローラ１８２は回転可能に構成されており、表面に現像剤を担持して回転しながら感光ドラム２の表面に接触して、感光ドラム２の表面に予め形成された静電潜像に現像剤を供給する。本実施の形態では、現像ローラ１８２の回転方向は感光ドラム２の回転方向に対して順方向であり、その周速は、感光ドラム２の周速に対して１６０％に設定されているものとする。また、本実施の形態では、現像ローラ１８２として、ＳＵＳの芯金の外周に基層としてのシリコンゴムを接着し、表層にウレタン樹脂をコートしたものを用いている。

また、規制ブレード１８１には、ＳＵＳ材の薄板（厚み８０μｍ）を用い、規制ブレード１８１が現像ローラ１８２の回転方向に対してカウンター方向になるように設置した。このように規制ブレード１８１を設けることにより、現像ローラ１８２が回転することに伴って現像ローラ１８２上の現像剤のコート量を規制することができる。

また、現像剤供給ローラ１８３には、芯金の外周にウレタンスポンジを巻いたものが用いられており、一旦現像剤供給ローラ１８３内に含まれた現像剤は、現像剤供給ローラ１８３と現像ローラ１８２との接触部で現像ローラ１８２の表面に供給される。なお、現像ローラ１８２と現像剤供給ローラ１８３は同方向に回転しており、すなわち両者の接触部ではそれぞれのローラの表面が逆方向に移動している。

また、後述する動作によって現像装置１８が現像位置に配置された時には、現像装置１８の各部材に所定の電圧が印加されるように構成されている。

例えば本実施の形態では、現像を行う際は、感光ドラム２の電位が未露光部で−５００Ｖ、露光部で−１５０Ｖであり、現像ローラ１８２、規制ブレード１８１、現像剤供給ローラ１８３に約−３５０Ｖが印加されている。

このような電位設定とすることで、負極性の現像剤は未露光部に付着せず、静電気力によって露光部へ付着することになる。なお、本実施の形態では現像ローラ１８２、現像剤供給ローラ１８３、規制ブレード１８１を同電位としたが、これに限らず、各部材に電位
差を設ける構成であってもよい。

（現像装置支持体の構成）
図３、図４を参照して、本実施の形態におけるロータリー１０２（現像装置支持体）、及びその周辺部材の構成について説明を行う。ロータリー１０２は複数の現像装置を支持している。

図３は、現像装置１８ａに回転可能に支持された現像ローラ１８２ａが、感光ドラム２の表面に形成された静電潜像を現像している状態を示している（当接状態）。図４は、ロータリー１０２の回転によって現像装置が１８ａから１８ｂに切り替えられる途中の状態を示している。

回転可能に構成されている略円形のロータリー１０２は、その外周にギア歯が形成されており、ギア歯は駆動ギア１７２と嵌合している。すなわち、不図示の駆動源から駆動ギア１７２に駆動力が伝達されることで、ロータリー１０２が回転し、駆動ギア１７２が図３中Ａ方向に回転すればロータリー１０２は図３中Ｂ方向に回転し、駆動ギア１７２が停止すればロータリー１０２も停止する。

また、駆動ギア１７２はシャフト１０７によって装置本体に支持されている。なお、不図示の駆動源が停止すれば駆動ギア１７２は停止し、駆動ギア１７２からは駆動源を駆動させることはできないものとする。

駆動ギア１７２のシャフト１０７とロータリー１０２の回転中心とは、互いにアーム１０３によって連結されており、また、アーム１０３はシャフト１０７に回動自在に支持されている。また、一端を装置本体に固定されたアームバネ１０４によりアーム１０３は付勢されており、それによりアーム１０３はシャフト１０７を中心として回転するように構成されている。

ロータリー１０２は、現像装置１８ａ〜１８ｄが有する現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄがロータリー１０２の略円周上（略外周上）にくるように、現像装置１８ａ〜１８ｄを一体に支持しており、さらにアーム１０３に回転可能に支持されている。

また、ロータリー１０２の図中手前側には、ロータリー１０２と同心的に回転可能なカム１０１が設けられている。カム１０１はその外周において略等間隔に配置された同形状の凹部１０１ａ〜１０１ｄを有しており、回転中心においてロータリー１０２に係合している。

すなわち、カム１０１とロータリー１０２は常に同期して動くように構成されている。本実施の形態ではロータリー１０２とカム１０１は別部材としてそれぞれ形成されているが、両者を一体に形成してもよい。

また、カム１０１の外周に接触するようにして、カム１０１の近傍には規制コロ１０５が設けられている。規制コロ１０５はカム１０１の外周に接触しつつ、装置本体に設置されたコロホルダ１０６に回転自在に支持されている。規制コロ１０５の表層は弾性を有するゴム層であるので、これにより規制コロ１０５とカム１０１の外周が接触する際の騒音を低減させることが可能になり、さらにはゴム層の高摩擦係数によってカム１０１を確実に回転させることが可能になる。

なお、本実施の形態では、規制コロ１０５はコロホルダ１０６に回転自在に支持されている構成であるが、規制コロ１０５の外周面の摺動性が良い場合は、規制コロ１０５が回
転可能である必要は無く、さらにコロである必要も無い。すなわち、カム１０１の外周に接触しつつ、カム１０１の回転を確実に案内し、回転を妨げないような部材であればよい。

また、図３に示すように、規制コロ１０５はカム１０１に設けられた凹部１０１ａ（〜１０１ｄ）近傍にあり、カム１０１の外周には、規制コロ１０５とカム１０１が当接しないように凹部１０１ａ（〜１０１ｄ）が配置されている。この構成により、アームバネ１０４に付勢されたアーム１０３は、まずロータリー１０２を付勢し、ロータリー１０２が付勢されることにより、現像ローラ１８２ａ（〜１８２ｄ）と感光ドラム２とが当接する。

一方、アームバネ１０４の付勢によって現像ローラ１８２ａが感光ドラム２の表面に好適な当接圧で当接するように構成されているが、ロータリー１０２が回転すると現像ローラ１８２ａと感光ドラム２との当接状態は解除されるように構成されている。図４に、現像ローラ１８２ａと感光ドラム２との当接状態が解除された状態を示す。

このように、図３、図４に示すように、本実施の形態では、現像を行う間はロータリー１０２は停止しているが、現像が終わるとロータリー１０２が再び回転して現像ローラ１８２ａが感光ドラム２の表面から離間することになる。そして、現像ローラ１８２ａが感光ドラム２の表面から離間したときに、カム１０１が規制コロ１０５に接触するように構成されている。

カム１０１の凹部１０１ａ〜１０１ｄを除く外周は、規制コロ１０５と当接する際には現像装置１８ａ〜１８ｄが感光ドラム２と接触しないように形成されている。よって、感光ドラム２に何ら影響を及ぼすこと無く、現像装置１８ａ〜１８ｄを順次現像位置に移動させる事が出来る。そして、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを感光ドラム２の表面に順次当接させることが可能になる。

具体的には、現像装置１８ｂ（〜１８ｄ）を現像位置に移動させると、不図示のコントローラが駆動ギア１７２への駆動力を絶ち、また、カム１０１の凹部１０１ｂ（〜１０１ｄ）が規制コロ１０５近傍に来る。よって、現像ローラ１８２ｂ（〜１８２ｄ）と感光ドラム２を所定圧で当接させる事ができる。このようにして現像装置１８ａ〜１８ｄによって、静電潜像の現像が順次行われる。

このように本実施の形態は、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを順次感光ドラム２の表面に順次当接、離間させるにあたり、ロータリー１０２を回転させる動作のみで両者を当接、離間可能に構成されている。

つまり本実施の形態では、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄの感光ドラム２の表面に対する当接、離間の動作は、感光ドラム２の接線方向から行うことが可能であり、径方向から当接、離間の動作を行う従来の構成とは大きく異なる。

よって、例えばロータリー１０２ごと感光ドラム２の径方向へ移動させるといった構成を必要としないので、現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを当接させ、離間させるためのスペースを新たに設ける必要がない。よって装置本体の小型化を達成することができる。

また、現像装置１８ａ〜１８ｄを切り替えるためにロータリー１０２を回転させることで現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄの当接、離間の動作を行うことが出来るので、当接、離間のための特別な構成、駆動源を設ける必要がない。よって製造コストの低減を達成することができる。

また、当接、離間の動作と現像装置１８ａ〜１８ｄの切り換えの動作を同時に行うことができるので、高速で現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄを順次感光ドラム２へ当接、離間させる事が出来る。なお、本実施の形態では、ロータリー１０２の回転駆動を自由に制御できるように、ロータリー１０２の駆動源（不図示）としてパルスモーターを用いている。

（現像剤担持体への駆動力伝達方法）
図５〜図９を参照して、本実施の形態における現像ローラ１８２ａ〜１８２ｄへの駆動力の伝達方法について説明する。図５〜図８は、本実施の形態における現像装置１８のカップリング部材の概略構成を示すものであり、図９は、ロータリー１０２の回転制御のタイミングを示すものである。

本実施の形態においては、不図示の駆動源、駆動伝達部材３００（装置本体側）、カップリング部材２００（現像装置側）、ギア１８５、１８６、現像ローラ１８２（及び現像剤供給ローラ）の経路で現像ローラ１８２に回転駆動力が伝達される構成である。以下、各々の部材ごとに説明する。

＜ギア＞
図５は、現像装置１８における現像ローラ１８２の軸方向の側面を示す図である。図５に示すように、現像ローラ１８２の芯金の端部、及び現像剤供給ローラ１８３（図５では不図示）の芯金の端部には、それぞれギア１８５、１８６が設けられている。これらのギアは、互いのギアが噛み合うように配置されている。また、ギア１８５は、後述する駆動源から回転駆動力が伝達される駆動伝達ギア１８７に係合している。

そして、装置本体側に設けられた駆動伝達部材３００から現像装置１８内に配置されたカップリング部材２００、駆動伝達ギア１８７を通して、これらのギア１８５、１８６に回転駆動力が伝達される。

＜駆動伝達部材＞
次に、図６を参照して、現像装置１８内に設けられたカップリング部材２００に係合する装置本体側の駆動伝達部材３００について説明する。図６は、現像装置１８に設けられたカップリング部材２００と装置本体側に設けられた駆動伝達部材３００との係合状態を示す図である。

図６（ａ）は、現像装置側のカップリング部材２００と装置本体側の駆動伝達部材３００が非係合である状態を示す図である。図６（ｂ）は、現像装置１８が現像位置に到達前に、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００とが係合している状態を示す図である。図６（ｃ）は、現像装置が現像位置にある状態で、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００とが係合している状態を示す図である。

本実施の形態における駆動伝達部材３００は、図６（ａ）に示すように、駆動軸３０１と、駆動軸３０１の外周に駆動軸３０１に対して直角方向に挿入されたピン（突起部）３０２ａ、３０２ｂとを備えている。

そして、ピン３０２ａ、３０２ｂがカップリング部材２００に係合することで、駆動伝達部材３００からカップリング部材２００へ回転駆動力を伝達することができる。すなわち、ピン３０２ａ、３０２ｂは駆動伝達部材３００における回転力付与部といえる。

一方、駆動軸３０１には不図示の駆動源から回転力が伝えられるように構成されている。本実施の形態では、駆動軸３０１は、現像装置１８が現像位置にある、ないに関係なく
、画像形成が開始されると不図示の駆動源から回転力が与えられ、回転しつづけている。

＜カップリング部材＞
現像装置１８側に設けられたカップリング部材２００は、主に３つの部分を有する。まず第１の部分は、被駆動部２０１である。被駆動部２０１は、図６（ｃ）に示すように、装置本体側の駆動軸３０１のピン３０２ａ、３０２ｂと係合する部材である。

被駆動部２０１に設けられた２箇所の爪部２０１ａ、２０１ｂが駆動軸３０１に設けられた回転力付与部である２本のピン３０２ａ、３０２ｂと係合することでピン３０２ａ、３０２ｂから回転駆動力を受けることが可能に構成されている。

第２の部分は、駆動部２０２である。駆動部２０２は、球状部分２０２ａと、現像装置１８内に係合して回転力を伝達するピン２０２ｂと、カップリング部材２００の傾斜を規制する傾斜角規制部材２０２ｃと、から構成されている。

この構成によると、ピン２０２ｂが現像装置１８に設けられた駆動伝達ギア１８７（図５、回転力受け部、回転力被伝達部）と係合することで、回転駆動力を上述のギア１８５、１８６に伝達することができる。

また、傾斜角規制部材２０２ｃは現像装置１８側に設けられた規制溝に挿入されるものであって、傾斜角規制部材２０２ｃが規制溝に挿入されると、規制溝に沿ってカップリング部材２００の向きを規制することができる。

第３の部分は、被駆動部２０１と駆動部２０２とをつなぐ中間部２０３である。本実施の形態では、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００が係合する前にカップリング部材２００を、予め係合前の角度位置（図６（ａ）の状態）に傾斜させている。具体的には、図７のように中間部２０３に付勢バネ１８８を引っ掛けることでカップリング部材２００を傾斜させている。

この際、カップリング部材２００を予め傾斜させる方向は、ロータリー１０２を回転させたときにカップリング部材２００の先端（被駆動部２０１側の先端）が駆動軸３０１を迎えに行く方向である（図６（ａ）の状態）。

このように、カップリング部材２００を装置本体側の駆動軸３０１の方に傾斜させておくことで、現像装置１８が現像位置に到達するよりも先に、装置本体側の駆動伝達部３００と現像装置１８側のカップリング部材２００とが係合することが可能となる。

本実施の形態では、現像位置を０°としたときに、ロータリー１０２の回転角度が７°手前の位置において、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００とが係合可能である（図６（ｂ））。ロータリー１０２の回転角度は、図３において現像ローラ１８２と感光ドラム２とが当接している位置を０°としている（位置Ｃ）。現像ローラ１８２が位置Ｄにある場合は、ロータリー１０２の回転角度はＥ°で表される。なお、現像装置１８が現像位置にあるときには、駆動軸３０１とカップリング部材２００の中心は略同一直線上に存在する（図６（ｃ））。

一方で上記駆動伝達方法では、係合可能な位置に駆動軸３０１とカップリング部材２００を配置しても、駆動軸３０１のピン３０２ａ、３０２ｂと、カップリング部材２００の爪部２０１ａ、２０１ｂとの係合には、若干の時間を要することがある。この時間の長さは、駆動軸３０１側のピン３０２ａ、３０２ｂと、カップリング部材２００側の爪部２０１ａ、２０１ｂとの位相関係（以下、単に「両者の位相関係」と称する）による。

すなわち、両者の位相関係が図８（ａ）に示すような位相関係になっているとき、ピン３０２ａ、３０２ｂが爪部２０１ａ、２０１ｂと係合するためには、ピン３０２ａ、３０２ｂを約１８０°回転させる必要がある。よって、ピン３０２ａ、３０２ｂと爪部２０１ａ、２０１ｂとが係合するまでに要する時間は最大となる。

ロータリー方式の画像形成装置においては、現像装置１８の切り替えに要する時間を極力短縮することで、出力枚数を増やすことが可能となる。そのため、出力枚数を増やすためには、ロータリー１０２の回転スピードを極力上げる方が望ましいといえる。

しかし、ロータリー１０２の回転スピードが速くなればなるほど、カップリング部材２００が装置本体側の駆動伝達部材３００と係合可能な位置（本実施の形態では、７°手前）から現像位置に達する時間が短くなる。

すなわち、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００との係合に要する時間が少なくなるため、カップリング部材２００が係合する前に現像装置１８が現像位置に到達し、回転していない状態の現像ローラ１８２が感光ドラム２の表面に当接することになる。

このように現像ローラ１８２が回転する前に感光ドラム２の表面に当接すると、現像ローラ１８２の表面に担持されている現像剤が感光ドラム２の回転による摺擦力により掻き取られ、感光ドラム２の表面にカブリが生じてしまう。

感光ドラム２の表面にカブリが生じてしまうと、カブリが中間転写ベルト７を汚し、２次転写ローラ８２に転移し、シート材Ｓの裏汚れ（画像不良）が生じてしまう。

また、現像ローラ１８２が回転せずに感光ドラム２と当接するような状態が何度も繰り返されると、摺擦時に現像剤が感光ドラム２の表面にこすり付けられ、感光ドラム２の表面に現像剤が融着する現象が発生する虞もある。

よって、上記で説明したカップリング部材２００と駆動伝達部材３００の両者の位相関係に関わらず、現像ローラ１８２を感光ドラム２の表面へ当接させる前に確実に現像ローラ１８２を回転させる必要がある。

そこで本実施の形態では、「現像装置１８が現像位置に到達する前、かつ、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００が係合可能な位置」で、ロータリー１０２の回転移動を一旦停止させることで、必要な係合時間を確保している。そして、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００とが係合した後に、ロータリー１０２を再び回転移動させ、現像装置１８を現像位置へ動かす構成としている。

なお、ロータリー１０２の停止時間は、少なくともカップリング部材２００と駆動伝達部材３００の係合に必要な時間以上が確保されている。つまり、カップリング被駆動部２０１の爪部（２０１ａ、２０１ｂ）と駆動軸のピン（３０２ａ、３０２ｂ）が係合位置とは逆位相（図８（ａ））となる位置から係合位置（図８（ｂ）状態）に到達するまでの時間である。以下、その時間の算出方法について説明する。

本実施の形態では、駆動伝達部材３００の回転数Ｆが１３０ｒｐｍであり、カップリング係合位置からの最大位相ずれ角度Ｒは、駆動軸３０１のピンが２本、カップリング部材２００の爪部が２箇所であることから１８０°である。すると、（式１）、（式２）から、ロータリー１０２の一旦停止時間Ｓは２３０ｍｓｅｃと算出できる。

カップリング部材２００の爪部の数、又は駆動軸３０１のピンの数のどちらかの最大値をＰとした場合、爪部とピンとの最大の位相ずれ角度Ｒは、
最大位相ずれ角度Ｒ＝３６０／Ｐ（式１）
として求めることができる。

そして、上記で求めた「最大位相ずれ角度Ｒ」と「駆動伝達部材３００の回転数Ｆ」とを用いると、ロータリー１０２の停止時間Ｓが下式で求められる。
停止時間Ｓ＝(６０／Ｆ)×（Ｒ／３６０）・・・・（式２）

（ロータリーの回転制御のタイミング）
図９を参照して、ロータリー１０２の回転制御のタイミングについて説明する。図９は上式で算出された時間をもとに、ロータリー１０２の回転を制御するタイミングを示した図である。

ＳＴＥＰ１として、まず現像位置に到達する前にロータリー１０２の速度を減速し、現像位置の約７°手前（現像ローラ１８２と感光ドラム２は非当接）で、ロータリー１０２を一旦停止させる。

ここで所定時間待機（ＳＴＥＰ２）し、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００とを確実に係合させた後、ロータリー１０２を低速で回転駆動させ、現像装置１８を現像位置へと移動させる（ＳＴＥＰ３）。

そして現像位置で現像動作を行ない（ＳＴＥＰ４）、現像動作が終了したらロータリー１０２を再び低速で駆動させ、現像ローラ１８２を感光ドラム２の表面から離間させる（ＳＴＥＰ５）。

感光ドラム２の表面から離間した後は、ロータリー１０２の回転速度を上げ、短時間で次の現像装置１８の現像ローラ１８２を、再び係合可能な位置へ移動させる（ＳＴＥＰ６）。

これらの工程を繰り返し、シート材Ｓにフルカラー画像形成を行う。本実施の形態によると、現像ローラ１８２を確実に回転させてから感光ドラム２に当接させることで、カブリや融着などの画像不良を抑制した画像形成が行えるようになった。なお、ロータリー１０２の回転制御は、装置本体に設けられた制御部４００（ＣＰＵ等）によって行われている。

また、現像ローラ１８２の感光ドラム２への当接、離間を行う際には、極力ロータリー１０２の速度を低速にしたので、現像ローラ１８２と感光ドラム２の衝撃・摺擦を低減させることが可能になった。

それにより、現像ローラ１８２と規制ブレード１８１との摺擦メモリを抑制する効果も得ることができる。また、現像ローラ１８２を感光ドラム２の表面に当接させた時の衝撃による露光部４での照射ブレを抑制する効果も得られた。

さらに、現像ローラ１８２の感光ドラム２の表面からの離間をゆるやかに行うことで、感光ドラム２の周速ブレを抑制でき、１次転写における転写不良（転写ブレ）を抑制する効果も得られた。

なお、本実施の形態では、感光ドラム２の周速が１００ｍｍ／ｓｅｃであるのに対して、現像ローラ１８２の当接・離間時のロータリー１０２の周速を６０ｍｍ／ｓｅｃ、ロー
タリー１０２の移動時の最大周速を２４０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

以上より本実施の形態によれば、ロータリー方式を採用する画像形成装置において、良好な画像品質を得ることが可能であると共に、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

[第２の実施の形態]
図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。第２の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成、現像装置の構成等は上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と同一であるのでその説明は省略し、ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明を行う。

本実施の形態は、ロータリー１０２の回転駆動の制御に特徴を有する。上記第１の実施の形態では、現像位置に到達する前にロータリー１０２が一旦停止する時間内において、ピン（３０２ａ、３０２ｂ）と爪部（２０１ａ、２０１ｂ）が確実に係合可能な時間を確保した。

これに対し本実施の形態では、図１０のＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ３に示すように、ロータリー１０２が一旦停止した時間と、現像前停止位置から当接までの時間とを足した時間内に、両者が係合可能となるようにロータリー１０２の回転駆動制御を行った。第１の実施の形態と同様に、この回転駆動制御は、装置本体に設けられた制御部４００（ＣＰＵ等）によって行っている。

すなわち、カップリング部材２００と駆動伝達部材３００との係合過程において、ほぼ係合が完了する後半部分でロータリー１０２の回転を再開したことが特徴である。

本実施の形態においても、第１の実施の形態におけるカップリング部材２００を用いることで、予め回転している装置本体側の駆動伝達部材３００に対して、カップリング部材２００を係合させることが可能である。

なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同じく、係合に必要な時間を２３０ｍｓｅｃ、７°手前停止位置から現像位置（当接位置）までの移動時間を約１１０ｍｓｅｃとし、それらの設定条件から７°手前停止位置での待機時間を１２０ｍｓｅｃとした。

このように制御することで、第１の実施の形態と同様の効果を得ると共に、第１の実施の形態よりもさらに現像装置の切り替え時間を短縮することが可能となる。すなわち、より高速に画像形成が可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

[第３の実施の形態]
図１１を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。第３の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成、現像装置の構成等は上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と同一であるのでその説明は省略し、ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明を行う。

本実施の形態は、ロータリー１０２の回転駆動の制御に特徴を有する。上記第１の実施の形態では、現像位置に到達する前にロータリー１０２が一旦停止する時間内において、ピン（３０２ａ、３０２ｂ）と爪部（２０１ａ、２０１ｂ）が確実に係合可能な時間を確保した（図９ＳＴＥＰ２参照）。

これに対し、本実施の形態では、ピン（３０２ａ、３０２ｂ）と爪部（２０１ａ、２０
１ｂ）が係合可能な位置においてロータリー１０２の回転速度を遅くし、ロータリー１０２を完全に停止させないようにしていることが特徴である。つまり、図１１に示すように、本実施の形態では、ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ３においてロータリー１０２を停止させず、回転速度を遅くした状態で回転させ続けている。

具体的には、図１１に示すように、ロータリー１０２を制御する制御部４００（ＣＰＵ）は、ロータリー１０２の回転速度を、係合可能な位置になる前の速度（第１の速度）と、係合可能な位置に到達した後の速度（第２の速度）とに変更可能に制御する。第２の速度は第１の速度よりも遅い速度である。

図１１のＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ３に示すように、ロータリー１０２が第２の速度になった時間内において、現像ローラ１８２の当接前にカップリング部材２００が係合可能となるようにロータリー１０２の回転駆動制御を行っている。なお、現像ローラ１８２が当接する直前以外では、ロータリー１０２は、第２の速度よりも早い速度で回転駆動されている。

なお、第２の速度を保つ時間は、現像ローラ１８２が当接する前にカップリング部材２００が係合可能となるのであれば、特に限定されるものではない。ただ、確実にカップリング部材２００と駆動伝達部材３００を係合させるという点では、第２の速度にする時間は、カップリング部材２００が駆動伝達部材３００と係合するのに必要な時間以上であることが好ましい。

本実施の形態においても、第１の実施の形態におけるカップリング部材２００を用いることで、予め回転している装置本体側の駆動伝達部材３００に対して、カップリング部材２００を係合させることが可能である。

なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同じく係合に必要な時間を２３０ｍｓｅｃ、７°手前停止位置から現像位置（当接位置）までの移動時間を約２３０ｍｓｅｃとした。このように制御することで、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、ピン（３０２ａ、３０２ｂ）と爪部（２０１ａ、２０１ｂ）を用いたカップリング部材を用いた例を示したが、本発明の構成はこれに限られるものではない。現像位置よりも前の位置で係合可能となるようなカップリング部材であれば、ロータリー１０２を一時停止、またはロータリー１０２の回転速度を遅くすることにより、カップリング部材の係合を確実に行わせるという効果を得ることができる。

以上より、本実施の形態によれば、ロータリー方式を採用する画像形成装置において、良好な画像品質を得ることが可能であると共に、装置本体の小型化、低コスト化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

２ 感光ドラム（像担持体）
７ 中間転写ベルト
１８ 現像装置
１０１ カム
１０２ ロータリー（現像装置支持体）
１０３ アーム
１０４ アームバネ
１０５ 規制コロ
１８２ 現像ローラ（現像剤担持体）
１８７ 駆動伝達ギア
２００ カップリング部材（現像装置側）
２０１ 爪部
３００ 駆動伝達部材（装置本体側）
３０１ 駆動軸
３０２ ピン（突起部）

Claims (3)

1. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体の表面に接触して前記表面に形成された静電潜像に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体を有する現像装置と、
   複数の前記現像装置を一体に支持する回転可能な現像装置支持体と、
   前記現像装置支持体の回転を制御する制御装置と、
   画像形成装置の装置本体側に設けられ、前記現像剤担持体を回転させるための回転駆動力を前記現像剤担持体に伝達するための駆動伝達部材と、
   前記現像装置に設けられ、前記駆動伝達部材と係合することで前記駆動伝達部材から前記現像剤担持体に回転駆動力を伝達するカップリング部材と、を備える画像形成装置において、
   前記現像装置支持体が回転することによって各々の前記現像剤担持体が前記像担持体の表面に順次当接、離間可能に構成されており、
   前記カップリング部材は、前記駆動伝達部材の方に傾斜することで、前記現像装置が現像位置に到達する前、かつ前記現像剤担持体が前記像担持体の表面に当接する前に、前記駆動伝達部材と係合可能に設けられており、
   前記制御装置は、
   前記現像装置支持体を回転させることにより前記現像剤担持体を前記像担持体に当接させる時に、
   前記カップリング部材と前記駆動伝達部材とが係合可能な位置において、前記現像装置支持体の回転を一旦停止させ、前記カップリング部材と前記駆動伝達部材とを係合させて前記現像剤担持体を回転している状態とし、その後、前記現像装置支持体を回転させて前記現像剤担持体を前記像担持体の表面に当接させるように前記現像装置支持体の回転を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤担持体が前記像担持体の表面に当接する前に前記カップリング部材と前記駆動伝達部材とが係合可能な位置において、前記現像装置支持体の回転が一旦停止している時間は、
   少なくとも前記カップリング部材が前記駆動伝達部材に係合するのに必要な時間以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動伝達部材は、
   回転駆動する駆動軸と、
   前記駆動軸の外周に設けられた突起部と、
   を有しており、
   前記現像剤担持体が前記像担持体の表面に当接する前に前記カップリング部材に設けられた爪部が前記突起部に係合することで、前記現像剤担持体が前記像担持体の表面に当接する前に前記現像剤担持体が回転している状態になることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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