JP5765856B2 - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される現像装置に関し、特に画像形成装置に着脱可能に装着される現像装置に関するものである。

従来の画像形成装置では、感光体ドラムの寿命により、印字枚数が所定の枚数（例えば数万枚）となったところで感光体ドラムを含むドラムユニットの交換を行うことが必要とされている。また、ドラムユニットに隣接して配置される現像装置のメンテナンスや交換が必要になる場合もある。

ここで、感光体ドラムには現像装置の現像ローラーが当接または近接して配置されている。そのため、画像形成装置本体に対してドラムユニット及び現像装置を感光体ドラム及び現像ローラーの軸方向に引き出し、または挿入して着脱する構成の場合、ドラムユニットまたは現像装置を着脱する際に感光体ドラムと現像ローラー、或いは感光体ドラムと現像ローラーとのギャップ（間隔）を規制するギャップコロとが接触してしまい、感光体ドラムや現像ローラーの表面を傷付けるおそれがあった。

そこで、感光体ドラムに当接または近接して配置される現像ローラーを感光体ドラムから退避させる機構が種々考案されており、例えば特許文献１、２には、画像形成装置本体への現像装置の装着動作、若しくは開閉ユニットの閉動作に伴って現像ローラーを感光体ドラムに接触させ、現像装置の取り外し動作、若しくは開閉ユニットの開放動作に伴って現像ローラーを感光体ドラムから退避させるローラー接離機構を備えた現像装置が開示されている。

特開２００７−９４３８６号公報 特開２００８−９２９５号公報

特許文献１、２のローラー接離機構は、現像ローラーの軸受部材と一体に回転可能に装着されたアーム部材と、現像ローラーの軸方向に沿って移動可能に配置され、軸方向に移動する際にアーム部材を現像ローラーの軸受部材と一体に回転させるよう構成されたシャフト部材とで構成されている。

しかし、現像ローラーを感光体ドラムに押圧する力や、アーム部材、シャフト部材等の部品寸法の公差や組み立て誤差等により、シャフト部材に加わる負荷が大きくなる場合がある。このような場合、シャフト部材が円滑に移動せず、感光体ドラムに対し現像ローラーが接触又は離間しないおそれがあった。

また、特許文献１、２のローラー接離機構では、現像ローラーを感光体ドラムに押圧する、または押圧を解除するシャフト部材の動作負荷は、シャフト部材を押し込む際に現像ローラーを感光体ドラムに押圧する圧縮バネが最大限伸長するために動作負荷が最小となり、シャフト部材が突出して感光体ドラムへの押圧が解除される際に圧縮バネが最大限圧縮されるために動作負荷が最大となる。そのため、シャフト部材を確実に突出させるためには、シャフト部材を突出方向に移動させる付勢部材（引っ張りバネ）の付勢力を大きくしておく必要が生じ、バネ定数の大きいバネを使用する必要がある。その結果、シャフト部材を押し込む際に要する力も増大するため、操作性が悪くなるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、画像形成装置本体に対する着脱時に、現像ローラーの感光体ドラムに対する接近又は退避を円滑に行うことができる現像装置及びそれを備えた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の第１の構成は、画像形成装置本体に対し着脱可能に装着され、トナーを含む現像剤を貯留するハウジングと、該ハウジング内に回転可能に軸支され、像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーを前記像担持体に対し接近又は退避させるローラー接離機構と、を備えた現像装置において、前記ローラー接離機構は、前記現像ローラーの回転軸の両端部を回転可能に支持するとともに、前記ハウジングに対し揺動可能に支持される一対の軸受部材と、該軸受部材を前記現像ローラーが前記像担持体に接近する方向に付勢する第１の付勢部材と、該第１の付勢部材を挟んで前記軸受部材に対向する押圧補助部が設けられ、所定の範囲で前記軸受部材と別個に揺動可能な一対のアーム部材と、前記ハウジングに対し軸方向に往復移動可能に配置され、前記各アーム部材に接触しながら往復移動することで前記各アーム部材を揺動させるシャフト部材と、該シャフト部材の一端を前記ハウジングから突出する方向に付勢する第２の付勢部材と、を有し、前記シャフト部材を押圧して前記ハウジング内に押し込む方向に移動させたとき、前記アーム部材が前記軸受部材と別個に揺動して前記押圧補助部が前記軸受部材に接近し、前記押圧補助部によって強められた前記第１の付勢部材の付勢力により前記軸受部材が前記アーム部材と同方向に揺動して前記現像ローラーが前記像担持体に接近するとともに、前記シャフト部材が前記第２の付勢部材の付勢力により前記ハウジングから突出する方向に移動したとき、前記アーム部材が逆方向に揺動して前記軸受部材に接触し、前記アーム部材に押圧された前記軸受部材が前記アーム部材と同方向に揺動して前記現像ローラーが前記像担持体から離間することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、シャフト部材を押圧したとき、アーム部材に設けられた押圧補助部が軸受部材に接近する方向にアーム部材が揺動し、押圧補助部によって強められた第１の付勢部材の付勢力により軸受部材が揺動して現像ローラーが像担持体に接近する。また、シャフト部材が第２の付勢部材の付勢力によりハウジングから突出するときは、アーム部材が逆方向に揺動して第１の付勢部材の付勢力が弱められ、アーム部材及び軸受部材が逆方向に揺動して現像ローラーが像担持体から離間する。従って、ローラー接離機構は、像担持体に対する現像ローラーの押圧時にシャフト部材の摺動負荷が最も大きくなり、押圧解除時に負荷が徐々に小さくなるという理想的な動作を実現することができ、従来に比べて第２の付勢部材の付勢力を小さくできるため、シャフト部材の操作性が向上する。

本発明の現像装置３ａ〜３ｄを備えた画像形成装置２００の内部構成を示す概略断面図 図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大断面図 画像形成装置２００に着脱可能に搭載されるドラムユニット４０ａの外観斜視図 ドラムユニット４０ａと併用される本発明の一実施形態に係る現像装置３ａの外観斜視図 ローラー接離機構５１を模式的に示す概略側面図 ローラー接離機構５１、現像ローラー２９、感光体ドラム１ａの関係を図５の右方向から見た概略図 ローラー接離機構５１を構成するシャフト部材５４の外観斜視図 本発明の現像装置３ａの挿入方向上流側（図４の手前側）端部近傍の拡大斜視図であり、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａから退避した状態を示す図 本発明の現像装置３ａの挿入方向上流側（図４の手前側）端部近傍の断面図であり、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａから退避した状態を示す図 図８の状態からシャフト部材５４を押し込むことにより、現像ローラー２９を感光体ドラム１ａに接近させる途中の状態を示す図 図９の状態からシャフト部材５４を押し込むことにより、現像ローラー２９を感光体ドラム１ａに接近させる途中の状態を示す図 図１０の状態からシャフト部材５４をさらに押し込むことにより、現像ローラー２９を感光体ドラム１ａに接近させた状態を示す図 図１１の状態からシャフト部材５４をさらに押し込むことにより、現像ローラー２９を感光体ドラム１ａに接近させた状態を示す図 廃棄トナー搬送ユニット１００を画像形成装置２００本体に対して回動させる前の状態を示す斜視図 廃棄トナー搬送ユニット１００を画像形成装置２００本体に対して回動させた状態を示す斜視図 ドラム位置決めユニット８０を開放した状態を示す正面図 図１６におけるドラムユニット４０ｃ、４０ｄ及び現像装置３ｃ、３ｄ付近の拡大図 ドラムユニット４０ｄを画像形成装置２００本体から引き出した状態を示す斜視図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下での説明の便宜上、方向を以下のように定義しておく。まず、図１に示す画像形成装置２００において、感光体ドラム１ａ〜１ｄのドラム軸が並ぶ方向をＸ方向とし、各ドラム軸を含む平面に垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向（ドラム軸方向）をＺ方向とする。すなわち、図１においては、Ｘ方向は左右方向に対応し、Ｙ方向は上下方向に対応し、Ｚ方向は前後方向に対応する。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の正負の向きは、ここでは問わない。

図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置２００の概略構成を示す断面図である。画像形成装置２００は、本実施形態では、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）に対応する４つの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを並列配置して画像形成を行う、４連タンデム型のカラープリンターで構成されている。

画像形成装置２００本体内には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、図１では左側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する上記した感光体ドラム１ａ〜１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９において記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、 画像形成装置２００本体下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、主に継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。中間転写ベルト８および二次転写ローラー９は、ベルト駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄと同一線速で回転駆動される。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でトナー像の転写後に残留した現像剤（トナー）を回収、除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄとが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット５によって画像データに基づいて感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラー（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。

なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット５の露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。一次転写ローラー６ａ〜６ｄは、一次転写駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８と同一線速で回転駆動される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に掛け渡されており、上記ベルト駆動モータによる駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、ニップ部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、定着ローラー対１３ａのニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１３を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラー対１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラー対１５を逆回転させることにより分岐部１４で反転搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

次に、上述した画像形成部Ｐａの詳細について説明する。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについては、基本的に画像形成部Ｐａと同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近を拡大して示す断面図である。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の時計回り方向）に沿って、上述した帯電装置２ａ、現像装置３ａ、一次転写ローラー６ａ、クリーニング装置７ａが配設されている。このうち、一次転写ローラー６ａは、中間転写ベルト８を挟んで感光体ドラム１ａと対向する位置に配置されている。

また、感光体ドラム１ａと、帯電装置２ａと、クリーニング装置７ａとはユニット化されている。なお、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄと、帯電装置２ａ〜２ｄと、クリーニング装置７ａ〜７ｄとから成るユニットを、以下ではドラムユニット４０ａ〜４０ｄと称する。

帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー２１と、帯電ローラー２１をクリーニングするための帯電クリーニングローラー２３とを有している。現像装置３ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２５と、磁気ローラー２７と、現像ローラー２９とを有し、現像ローラー２９にトナーの帯電極性と同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。

クリーニング装置７ａは、摺擦ローラー（研磨部材）３０、クリーニングブレード３１、および回収スパイラル３３を有している。摺擦ローラー３０は、感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されており、ドラムクリーニングモーター（図示せず）により感光体ドラム１ａとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その線速は感光体ドラム１ａの線速よりも速く（ここでは１．２倍）制御されている。摺擦ローラー３０としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてＥＰＤＭゴム製でアスカーＣ硬度が５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラー体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカーＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。

なお、アスカーＣとは、日本ゴム協会標準規格に規定されたデュロメータ（スプリング式硬度計）の一つで、硬さを測定するための測定器のことである。アスカーＣ硬度とは、上記の測定器で測定された硬度を指し、数値が大きいほど硬い材料であることを示す。

感光体ドラム１ａ表面の、摺擦ローラー３０との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード３１が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード３１としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード３１の材質および硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量および圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。なお、ＪＩＳ硬度とは、日本工業規格（ＪＩＳ；Japanese Industrial Standards ）で規定された硬度を指す。

摺擦ローラー３０およびクリーニングブレード３１によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スパイラル３３の回転に伴ってクリーニング装置７ａ（図２参照）の外部に排出される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面にシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等から選択される研磨剤が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。

このように摺擦ローラー３０を感光体ドラム１ａに対し速度差を持って回転させることで研磨剤を含む残留トナーによって感光体ドラム１ａの表面を研磨し、摺擦ローラー３０およびクリーニングブレード３１によってドラム表面の水分や放電生成物等を残留トナーと共に除去する。

なお、画像形成装置２００本体内部のレイアウトは、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向や、用紙Ｐの搬送経路を適切に設定できるのであれば、適宜変更可能である。例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向を、本実施形態とは逆にするとともに、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄと現像装置３ａ〜３ｄとの位置関係を、本実施形態とは逆にし、これに合わせて用紙Ｐの搬送経路を設定することも勿論可能である。

図３は、ドラムユニット４０ａの外観を示す斜視図である。なお、ドラムユニット４０ｂ〜４０ｄについては、基本的にドラムユニット４０ａと同様の構成であるため説明を省略する。ドラムユニット４０ａは、上述した感光体ドラム１ａ、帯電装置２ａ、クリーニング装置７ａの他に、トナー廃棄口４１ａを有している。クリーニング装置７ａにて回収された廃棄用のトナーは、トナー廃棄口４１ａから排出され、廃棄トナー搬送ユニット１００（図１４参照）を介して回収容器１１０（図１４参照）に搬送される。また、画像形成装置２００の開閉カバー（図示せず）の内側に配置されたドラム位置決めユニット８０（図１５参照）に対向するドラムユニット４０ａの前面からは、ドラム位置決めユニット８０の軸受孔に嵌合するドラム軸１ａ₁が突出している。

図４は、上記のドラムユニット４０ａと併用される現像装置３ａの外観を示す斜視図である。なお、現像装置３ｂ〜３ｄについては、基本的に現像装置３ａと同様の構成であるため説明を省略する。現像装置３ａは、上述した２本の攪拌搬送スクリュー２５、磁気ローラー２７、現像ローラー２９（図２参照）をハウジング５０の内部に有しており、ハウジング５０にはトナーコンテナ４ａ（図１参照）からのトナーを供給するトナー供給部（図示せず）と接続されるトナー供給口５０ａが形成されている。このトナー供給口５０ａを介して対応する色（ここではマゼンタ）のトナーが現像装置３ａの内部に供給され、静電潜像の現像に供される。

また、現像装置３ａは、感光体ドラム１ａに対し現像ローラー２９を接近させ、若しくは退避させるローラー接離機構５１（図５参照）を備えており、現像装置３ａの側面には、ローラー接離機構５１を構成するシャフト部材５４が配置されている。シャフト部材５４は、現像装置３ａのハウジング５０の外表面に形成された溝状のガイド部７０に沿って摺動可能に配置されている。そして、画像形成装置２００の開閉カバー（図示せず）に対向する現像装置３ａの前面からは、シャフト部材５４の当接部５４ａが突出している。なお、図４では、ガイド部７０を封止する側面カバー（図示せず）を取り外してシャフト部材５４を露出させた状態を示している。

また、当接部５４ａの近傍には現像装置３ａ〜３ｄ内の浮遊トナーを吸引するための吸引ダクトに連結されるダクト連結部５０ｂが形成されている。さらに、当接部５４ａ及びダクト連結部５０ｂの下方には、開閉カバーの内側に配置されたドラム位置決めユニット８０（図１５参照）の位置決めボスが嵌合する嵌合孔５０ｃが形成されている。

図５は、ローラー接離機構５１の概略側面図であり、図６は、ローラー接離機構５１、現像ローラー２９、感光体ドラム１ａの関係を軸方向（図５の右方向）から見た概略図、図７は、ローラー接離機構５１を構成するシャフト部材５４の外観斜視図である。図５〜図７を用いて、ローラー接離機構５１による感光体ドラム１ａ〜１ｄへの現像ローラー２９の接近及び退避機構について説明する。なお、ここでは現像装置３ａのローラー接離機構５１について説明するが、現像装置３ｂ〜３ｄについても同様であるため説明を省略する。ローラー接離機構５１は、軸受部材５２と、アーム部材５３ａ、５３ｂと、シャフト部材５４と、第１コイルバネ５５と、第２コイルバネ５６とを有している。

軸受部材５２は、磁気ローラー２７及び現像ローラー２９の各回転軸２７ａ、２９ａの両端部を受けて両ローラー２７、２９を連結するリンク部材として機能し、磁気ローラー２７の回転軸２７ａを中心として矢印ＢＢ′方向に揺動する。従って、軸受部材５２が回転軸２７ａを中心として揺動すると、現像ローラー２９は、軸受部材５２と共に磁気ローラー２７を中心として揺動して感光体ドラム１ａに対し接近又は退避する。

アーム部材５３ａ、５３ｂは、磁気ローラー２７の回転軸２７ａを中心として矢印ＢＢ′方向に揺動可能である。アーム部材５３ａ、５３ｂが矢印Ｂ方向に揺動するときは、軸受部材５２と別個に揺動する。一方、アーム部材５３ａ、５３ｂが矢印Ｂ′方向に揺動するときは、アーム部材５３ａ、５３ｂの下端部が軸受部材５２の突起５２ａと当接するまでは軸受部材５２と別個に揺動し、アーム部材５３ａ、５３ｂの下端部が軸受部材５２の突起５２ａと当接した後は軸受部材５２と共に揺動する。

シャフト部材５４は、所定の剛性を備えた素材を材質として形成され、現像装置３ａの長手方向に沿って配置された棒状部材であり、軸方向（矢印ＡＡ′方向）に移動自在に配置されている。図７に示すように、シャフト部材５４は、軸方向前側の端部にドラム位置決めユニット８０（図１５参照）に当接可能な当接部５４ａを有しており、シャフト部材５４の両端部近傍には、アーム部材５３ａ、５３ｂに対応する位置においてシャフト部材５４の外周面から下方に突出する２つの第１リブ５４ｂと、シャフト部材５４の外周面から上方に突出する２つの第２リブ５４ｃとが形成されている。

第１リブ５４ｂ、第２リブ５４ｃは、シャフト部材５４の軸方向に沿って外周面からの突出量が徐々に変化する側面視三角形状をなしている。第２リブ５４ｃは、第１リブ５４ｂに対しシャフト部材５４の軸方向（矢印Ａ′方向）に所定量だけずれた位置に形成されている。

現像ローラー２９の回転軸２９ａを受ける軸受部材５２の上端部近傍には第１コイルバネ５５の一端が固定されており、軸受部材５２は第１コイルバネ５５によって矢印Ｂ方向に揺動する方向に付勢されている。また、アーム部材５３ａ、５３ｂには軸受部材５２の上端部近傍に対向する押圧補助部５７が一体形成されており、第１コイルバネ５５の他端は押圧補助部５７の内側に当接している。

また、シャフト部材５４の長手方向略中央部にはフック状の係合部５４ｄが形成されており、第２コイルバネ５６の一端が係合している。第２コイルバネ５６は引っ張りバネであり、一端が係合部５４ｄに係合するとともに他端がハウジング５０に固定されており、自由状態でシャフト部材５４の当接部５４ａが現像装置３ａの前側から突出するように、シャフト部材５４を軸方向前側（矢印Ａ′方向）に付勢する。

図８及び図９は、それぞれ現像装置３ａの挿入方向上流側（図４の手前側）端部近傍の部分斜視図、及び部分断面図であり、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａから退避した状態を示している。シャフト部材５４の当接部５４ａが現像装置３ａから突出した状態では、図８及び図９に示すように、アーム部材５３ａ、５３ｂが第１リブ５４ｂに乗り上げて下方に押し下げられており、各アーム部材５３ａ、５３ｂの下端部が軸受部材５２の突起５２ａを押圧することで、軸受部材５２は矢印Ｂ′方向に揺動した状態にあり、現像ローラー２９は感光体ドラム１ａから退避した位置にある。

この状態から当接部５４ａが現像装置３ａ内に押し込まれると、図１０及び図１１に示すように、シャフト部材５４が軸方向奥側（矢印Ａ方向）に動くことで各アーム部材５３ａ、５３ｂが第１リブ５４ｂから徐々に脱落する。一方、各アーム部材５３ａ、５３ｂに一体形成された押圧補助部５７が第２リブ５４ｃによって徐々に押し上げられる。その結果、アーム部材５３ａ、５３ｂは軸受部材５２と共に矢印Ｂ方向に揺動する。

当接部５４ａが現像装置３ａ内にさらに押し込まれると、アーム部材５３ａ、５３ｂはさらに矢印Ｂ方向に揺動し、下端部が軸受部材５２の突起５２ａから離間する。これにより、アーム部材５３ａ、５３ｂは軸受け部材５２とは別個に独立して揺動可能となる。

そして、当接部５４ａが現像装置３ａ内に完全に押し込まれた状態では、図１２及び図１３に示すように、押圧補助部５７が第２リブ５４ｃによって完全に押し上げられ、押し上げられた押圧補助部５７は第１コイルバネ５５を最大限圧縮する。その結果、第１コイルバネ５５の付勢力が強められて軸受部材５２が矢印Ｂ方向に押圧され、現像ローラー２９の軸方向両端部に設けられたギャップコロ（図示せず）が感光体ドラム１ａの軸方向両端部の非画像形成領域に圧接される。これにより、現像ローラー２９は感光体ドラム１ａに対し所定の間隔を隔てて配置される。

一方、図１２及び図１３の状態から当接部５４ａの押圧を解除すると、押圧補助部５７が第２リブ５４ｃから徐々に脱落し、押圧補助部５７から第１コイルバネ５５を介して軸受部材５２に作用する押圧力も徐々に低下する。アーム部材５３ａ、５３ｂは第１コイルバネ５５の反作用によって矢印Ｂ′方向に揺動し、図１１に示したようにアーム部材５３ａ、５３ｂの下端部が軸受部材５２の突起５２ａに当接する。

図１１の状態から、シャフト部材５４が第２コイルバネ５６（図５参照）の付勢力によってさらに軸方向前側（矢印Ａ′方向）に移動することで、各アーム部材５３ａ、５３ｂが第１リブ５４ｂに徐々に乗り上げる。そして、各アーム部材５３ａ、５３ｂの下端部が軸受部材５２の突起５２ａを押圧することで、軸受部材５２も各アーム部材５３ａ、５３ｂと共に第１コイルバネ５５の付勢力に抗して矢印Ｂ′方向に揺動する。これにより、現像ローラー２９の軸方向両端部に設けられたギャップコロ（図示せず）が感光体ドラム１ａから離間し、現像ローラー２９が感光体ドラム１ａから退避する。

本実施形態のローラー接離機構５１を用いることで、シャフト部材５４が現像装置３ａ〜３ｄ内に完全に押し込まれたときに現像ローラー２９が感光体ドラム１ａ〜１ｄに接近するため、現像装置３ａ〜３ｄの装着途中で現像ローラー２９やギャップコロと感光体ドラム１ａ〜１ｄとが接触する危険性がなく、現像ローラー２９及び感光体ドラム１ａ〜１ｄの傷付きや破損を防止することができる。また、ローラー接離機構５１は現像装置３ａ〜３ｄの側面に沿った僅かなスペースに配置できるため、画像形成装置２００の省スペース化を図ることができる。

また、シャフト部材５４を往復移動させる際の負荷は、現像ローラー２９を感光体ドラム１ａ〜１ｄに接近させるシャフト部材５４の押圧時（第１コイルバネ５５の圧縮時）に最大となり、現像ローラー２９を感光体ドラム１ａ〜１ｄから退避させるシャフト部材５４の押圧解除時（第１コイルバネ５５の伸長時）に最小となるため、シャフト部材５４を突出方向に付勢する第２コイルバネ５６としてバネ定数の小さいバネを用いることができる。これにより、シャフト部材５４の押圧時に要する力も低減されるため、感光体ドラム１ａに対する現像ローラー２９の接触又は離間動作を軽い力で確実に行うことができる。

次に、図５〜図１８を適宜参照しながら、各現像装置３ａ〜３ｄ、及び各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの交換作業の手順について説明する。図１４は、画像形成装置２００本体に対するドラム位置決めユニット８０、及び廃棄トナー搬送ユニット１００の初期状態での位置を示す斜視図であり、図１５は、廃棄トナー搬送ユニット１００を画像形成装置２００本体に対して回動させた状態を示す斜視図である。なお、図１４では、ドラム位置決めユニット８０は廃棄トナー搬送ユニット１００の内側に配置されている。

図１４の状態、すなわち、各現像装置３ａ〜３ｄ、及び各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの画像形成装置２００本体への装填状態では、各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄのドラム軸１ａ₁〜１ｄ₁がドラム位置決めユニット８０の裏面側の軸受孔（図示せず）に嵌め込まれており、各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄ相互間の位置決めが適切になされている。また、ドラム位置決めユニット８０の位置決めピン（図示せず）が画像形成装置２００本体の前側板４１の位置決め穴（図示せず）に嵌め込まれており、廃棄トナー搬送ユニット１００の凸部１０３も前側板４１の穴部４４に係合しているため、画像形成装置２００本体に対するドラム位置決めユニット８０及び廃棄トナー搬送ユニット１００の位置決めも適切になされている。

各現像装置３ａ〜３ｄ、各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄを交換する際には、図１４の状態から、まず、画像形成装置２００本体前側の図示しない開閉カバーを開いた後、廃棄トナー搬送ユニット１００のフック１０４・１０４と前側板４１の係合穴４５・４５との係合を解除し、廃棄トナー搬送ユニット１００を下方向（画像形成装置２００本体の正面に対して上開き）に回動させる。廃棄トナー搬送ユニット１００を回動させると、図１５に示すように、廃棄トナー搬送ユニット１００よりも内側に配置されたドラム位置決めユニット８０が露出する。

ドラム位置決めユニット８０は、画像形成装置２００本体（前側板４１）と係合するフック部（図示せず）を有しており、フック部の係合により現像装置３ａ〜３ｄの前面に対向する位置に配置されている。また、各現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９を離接させるシャフト部材５４の当接部５４ａ（図１２参照）は、ドラム位置決めユニット８０の裏面によって現像装置３ａ〜３ｄ内に押し込まれている。これにより、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９（図２参照）はそれぞれ対応するドラムユニット４０ａ〜４０ｄ内の感光体ドラム１ａ〜１ｄに近接して配置されている。

次に、ドラム位置決めユニット８０と画像形成装置２００本体（前側板４１）との係合を解除する。ドラム位置決めユニット８０と前側板４１との係合が解除されると、第２コイルバネ５６の付勢力によりシャフト部材５４が図５の矢印Ａ′方向に摺動して当接部５４ａが現像装置３ａ〜３ｄの前面から突出する。これにより、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９（図２参照）はそれぞれ対応するドラムユニット４０ａ〜４０ｄ内の感光体ドラム１ａ〜１ｄから退避した位置に配置される。また、ドラム位置決めユニット８０は当接部５４ａに押圧されて図１５の位置から所定角度だけ上方向に回動した位置で保持される。このとき、軸受孔へのドラム軸１ａ₁〜１ｄ₁の嵌め込み、及び前側板４１への位置決めピンの嵌め込みも解除される。

次に、ドラム位置決めユニット８０を上方向（画像形成装置２００本体の正面に対して下開き）に回動させる。図１６は、ドラム位置決めユニット８０を画像形成装置２００本体に対して回動させた状態を示す正面図、図１７は、図１６におけるドラムユニット４０ｃ、４０ｄ及び現像装置３ｃ、３ｄ付近の拡大図である。

ドラム位置決めユニット８０を回動させることにより、図１６に示すように、現像装置３ａ〜３ｄ及びドラムユニット４０ａ〜４０ｄの前方が広く開放される。また、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９は感光体ドラム１ａ〜１ｄから退避しているため、図１８に示すように、例えばドラムユニット４０ｄを取り出して交換することが可能となる。また、他のドラムユニット４０ａ〜４０ｃ、及び現像装置３ａ〜３ｄについても図１６の状態で同様に交換することが可能となる。

現像装置３ａ〜３ｄまたはドラムユニット４０ａ〜４０ｄの交換後は、図１６の状態から上記と逆の手順によってドラム位置決めユニット８０を下向きに回動させて閉じていくと、ドラム位置決めユニット８０の裏面側が当接部５４ａに接触する。この状態からドラム位置決めユニット８０に力を加えて図１５の位置まで押し込むことで、当接部５４ａが現像装置３ａ〜３ｄ内に押し込まれ、再び各現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９が感光体ドラム１ａ〜１ｄに近接して配置される。最後に、廃棄トナー搬送ユニット１００を上向きに回動させて閉じることで、図１４に示す初期状態に戻すことができる。

以上のように、本実施形態の構成によれば、廃棄トナー搬送ユニット１００及びドラム位置決めユニット８０を開放するだけで、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラー２９との押圧を解除することができる。従って、各現像装置３ａ〜３ｄ、或いはドラムユニット４０ａ〜４０ｄのうち、任意のユニットの抜き出し、或いは挿入が順序を問わず可能となり、各現像装置３ａ〜３ｄ、及び各ドラムユニット４０ａ〜４０ｄの交換時の作業性を格段に向上させることができる。

また、ローラー接離機構５１は、シャフト部材５４の摺動負荷が、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する現像ローラー２９の押圧時に最も大きくなり、押圧解除時には負荷が徐々に小さくなるという理想的な動作を実現でき、ドラム位置決めユニット８０の操作性の向上につながる。従って、サービスマンによるドラムユニット４０ａ〜４０ｄ、現像装置３ａ〜３ｄの交換作業が容易になるのみでなく、ユーザーレベルでもドラムユニット４０ａ〜４０ｄ、現像装置３ａ〜３ｄの交換作業を簡単に行うことができ、作業時間も短縮することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、現像装置３ａ〜３ｄの装着方向上流側に隣接して配置されたドラム位置決めユニット８０の開閉に応じてシャフト部材５４が往復移動する構成としたが、例えばシャフト部材５４の当接部５４ａを、現像装置３ａ〜３ｄの装着方向下流側（画像形成装置２００の奥側）の端部に突出させ、画像形成装置２００に対する現像装置３ａ〜３ｄの着脱操作に応じてシャフト部材５４が往復移動するようにしても良い。

また本発明は、図１に示したようなカラープリンターに限らず、モノクロプリンター、モノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機（コピー、ファクシミリ、スキャナー、ファクシミリ等の諸機能を併せ持つもので、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）とも呼ばれる）等の他の画像形成装置にも適用可能である。

本発明は、画像形成装置本体に対し着脱可能な現像装置に利用可能である。本発明の利用により、感光体ドラムに対する現像ローラーの接近又は退避動作が円滑なものとなり、画像形成装置本体への装着及び取り外しが容易な操作性に優れた現像装置及び画像形成装置を提供することができる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２９ 現像ローラー
４０ａ〜４０ｄ ドラムユニット
５０ ハウジング
５１ ローラー接離機構
５２ 軸受部材
５３ａ、５３ｂ アーム部材
５４ シャフト部材
５４ａ 当接部
５４ｂ 第１リブ
５４ｃ 第２リブ
５４ｄ 係合部
５５ 第１コイルバネ（第１の付勢部材）
５６ 第２コイルバネ（第２の付勢部材）
５７ 押圧補助部
８０ ドラム位置決めユニット
１００ 廃棄トナー搬送ユニット
２００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部

Claims (5)

1. 画像形成装置本体に対し着脱可能に装着され、トナーを含む現像剤を貯留するハウジングと、
   該ハウジング内に回転可能に軸支され、像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、
   該現像ローラーを前記像担持体に対し接近又は退避させるローラー接離機構と、
   を備えた現像装置において、
   前記ローラー接離機構は、前記現像ローラーの回転軸の両端部を回転可能に支持するとともに、前記ハウジングに対し揺動可能に支持される一対の軸受部材と、該軸受部材を前記現像ローラーが前記像担持体に接近する方向に付勢する第１の付勢部材と、該第１の付勢部材を挟んで前記軸受部材に対向する押圧補助部が設けられ、所定の範囲で前記軸受部材と別個に揺動可能な一対のアーム部材と、前記ハウジングに対し軸方向に往復移動可能に配置され、前記各アーム部材に接触しながら往復移動することで前記各アーム部材を揺動させるシャフト部材と、該シャフト部材の一端を前記ハウジングから突出する方向に付勢する第２の付勢部材と、を有し、
   前記シャフト部材を押圧して前記ハウジング内に押し込む方向に移動させたとき、前記アーム部材が前記軸受部材と別個に揺動して前記押圧補助部が前記軸受部材に接近し、前記押圧補助部によって強められた前記第１の付勢部材の付勢力により前記軸受部材が前記アーム部材と同方向に揺動して前記現像ローラーが前記像担持体に接近するとともに、前記シャフト部材が前記第２の付勢部材の付勢力により前記ハウジングから突出する方向に移動したとき、前記アーム部材が逆方向に揺動して前記軸受部材に接触し、前記アーム部材に押圧された前記軸受部材が前記アーム部材と同方向に揺動して前記現像ローラーが前記像担持体から離間することを特徴とする現像装置。
2. 前記シャフト部材の外周面には、前記各アーム部材に対応する位置に突出する第１リブと、該第１リブに対して軸方向に所定量だけずれた位置からと前記第１リブと反対方向に突出する第２リブと、が形成されており、
   前記シャフト部材を前記ハウジング内に押し込む方向に移動させたとき、前記第１リブと前記アーム部材との接触状態が解除されるとともに、前記第２リブが前記押圧補助部を押圧することで前記押圧補助部が前記軸受部材に接近する方向に前記アーム部材が揺動し、前記シャフト部材を前記ハウジングから突出する方向に移動させたとき、前記第２リブと前記押圧補助部との接触状態が解除されるとともに、前記第１リブが前記アーム部材を押圧することで前記アーム部材が逆方向に揺動することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する前記ハウジングの装着方向上流側の端部から突出しており、前記現像装置の装着方向上流側に隣接して配置されたユニットの開閉に応じて前記シャフト部材が往復移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記シャフト部材の一端は、画像形成装置本体に対する前記ハウジングの装着方向下流側の端部から突出しており、画像形成装置本体への前記現像装置の着脱操作に応じて前記シャフト部材が往復移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。

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