JP2002287461A - ロータリー現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリーユニットの保持、解放の時間を短
縮し、フルカラー印字速度の高速化、長期間での安定な
動作を可能にする。 【解決手段】 現像剤担持体６を有する複数の現像器５
をロータリーユニット１の外周に沿って配設し、選択的
に現像器５を現像位置に回転移動させ潜像担持体７上の
潜像を現像するロータリー現像装置において、ロータリ
ーユニット１を回転させる輪列の歯車２に噛み合う逆作
動形クラッチ８を配置し、該逆作動形クラッチ８を歯車
２に噛み合わせて非通電によりロータリーユニット１を
所定の現像位置に保持し、通電により歯車を解放してロ
ータリーユニット１を回転移動させ色切り換えを行う。
逆作動形クラッチ８を使用するので、１００ｍｓｅｃ程
度必要であった従来の機構によるロック、ロック解除が
その１／３の３０ｍｓｅｃ程度まで短縮することがで
き、色切替時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
る複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に係
わり、現像剤搬送手段を有する複数の現像器を円筒ロー
タリーユニットの外周に沿って配設し、選択的に現像器
を現像位置に回動させ像担持体上の潜像を現像するロー
タリー現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いる画像形成装置とし
て、感光体上に順次複数色の静電潜像を形成し、この静
電潜像をロータリー現像装置により各色トナー像に順次
現像した後、各色トナー像を中間転写媒体上に重ねて転
写し、この中間転写媒体上に転写されたフルカラートナ
ー像を転写材に転写した後、定着する方式がある。

【０００３】上記ロータリー現像装置は、感光体に対向
して回転体を設け、この回転体内に複数の現像器（イエ
ロー、シアン、マゼンタ、ブラック用現像器）を搭載
し、回転体を回転移動させることにより、感光体の現像
位置に複数の現像器のいずれかを選択的に当接させ、現
像器内の現像ローラを回転させるとともに現像バイアス
を印加させることにより、静電潜像をトナー現像するよ
うにしている。

【０００４】ロータリー現像装置において、感光体に対
向して潜像を形成する所定の現像位置に現象器を固定し
たり、或いは着脱可能に構成された現像剤容器や現象剤
を内蔵した現像器を交換可能な位置に固定する際など、
ロータリー現像装置を特定の回転位置に停止、保持する
場合、従来は、ロータリーに設けられた位置決め部と、
それに嵌合する部材と、嵌合動作を行う部材から構成さ
れるロック機構が使用されていた。図４はロータリー現
像装置の保持、解放機構の従来例を示す図であり、１は
ロータリーユニット、２はロータリー駆動歯車、３はロ
ータリー駆動モータ、４はモータ歯車、５は現像器、６
は現像ローラ、７は感光体、４１はロック凹部、４２は
ソレノイド、４３はロックレバー凸部、４４はバネを示
す。

【０００５】ロータリー現像装置を特定の回転位置に停
止、保持する従来の機構は、図４に示すようにロータリ
ーユニット１の回転外周部にロック凹部４１を設け、こ
れに嵌合するロックレバー凸部４３を回転動作させるこ
とによりロータリーユニット１を特定の位置に固定する
構成である。ロックレバー凸部４３は回転支点を中心に
ロック切替器であるソレノイド４２によって動作を行
う。図４は現像器５の現像ローラ６が感光体７に対向す
る位置に固定された状態を示している。

【０００６】従来の図４に示したロック機構において、
バネ４４は、ロック状態を保持する力を嵌合部に付勢
し、レバーが自重で嵌合を解除する方向に動作すること
を妨げるものである。また、バネ４４は、現像動作時に
現像ローラ６と感光体７が回転接触することにより、ロ
ータリーユニット１に生じる回転させようとする反力の
影響等により嵌合を解除しようとする力に対して、ロッ
クが嵌合状態を保持するに十分な力を付与するように設
定している。これに対して、ソレノイド４２は、このバ
ネ４４を更に引き延ばしてレバーの嵌合状態を解除する
だけの力を付与するように設定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５はロータリーユニ
ットに搭載された各現像器間で現像剤の残量にバラツキ
が大きい場合に生じる課題を説明するための図である。
ロータリーユニット１では、図５に示すように搭載され
た現像器５の内部の現像剤の残量が各色毎に大きく異な
る状態に陥ると、各々の現像器が受ける重力の影響でロ
ータリーユニット１は、偏荷重状態になり図中で反時計
廻り方向に回転しようとする力Ｆｌを受けることにな
る。高速印字可能な印刷装置において現像剤の交換頻度
を低減し、しかも、連続印字枚数の増加を可能にするに
は、高速化に伴い現像剤の大容量化が必然となる。この
大容量化に伴って偏荷重状態が顕著になる。しかしなが
ら、ロータリー固定状態においては、ロック嵌合部がそ
の力を受け止め回転を阻止する状態となっている。

【０００８】この状態でソレノイド４２により嵌合状態
を解除しようとすると、嵌合部にはＦ２の負荷が加わ
る。このＦ２は、偏荷重状態によるＦｌと嵌合部材同士
の引き抜き方向への摩擦係数の積で表され、ソレノイド
４２は、この摩擦力に反して嵌合部を解放する力とバネ
４４を更に引き延ばす力を併せ持った力を有するものが
必要となる。しかも、ロックレバーは、回転支点を中心
にした回転運動を伴っているため、テコの原理に従えば
ソレノイド４２の位置を回転中心より遠ざけて嵌合部で
より大きな力を発生させようとすることになり、それに
伴いソレノイド４２の動作ストローク（プランジャーの
動作距離）が大きくなってしまう。このようにソレノイ
ド４２に求められる吸引力が増加し、ひいてはストロー
ク増加を伴うことで、嵌合とその解放の時間が短縮でき
ず、フルカラー印字速度の高速化に対応できないという
問題がある。

【０００９】フルカラー印字速度の高速化に伴い、ロー
タリーユニット１を回転させて現像色を切り換える色切
替時間の短縮がその性能を決定づける大きな要因とな
る。この色切替時間は、ロータリーユニット１の回転時
間の他に、ロック嵌合部の嵌合と解放の時間を伴うが、
上記従来の機構では、ロック嵌合部の嵌合と解放のそれ
ぞれに１００ｍｓｅｃ以上の時間を要する。そのため、
高速の色切替が困難になり高速化の妨げとなっている。

【００１０】さらに、上記のようなロック機構を採用し
た従来のロータリー現像装置では、ソレノイドによる動
作音と勘合部で発生する衝撃、振動に伴う種々の問題と
共に、連続運転時、あるいは長期間使用していくと動作
不良を発生する。ロータリーユニット１は現像器を擁し
ており、ロック部で発生する衝撃や振動は、現像により
感光体の潜像を現像する際に、その振幅が残留した場合
に画像ムラとなってしまう。また、例えば連続運転時に
はソレノイド４２が発熱することにより、本来の吸引力
を発することが出来ない状況に陥るために嵌合が解除で
きなくなる。また、長期間使用することで現像器５ある
いは感光体７の周辺部より飛散する現像剤、また機内の
ほこり等が嵌合部に付着することにより、嵌合部の引き
抜き方向への摩擦係数が増大するために嵌合部の解除不
良が発生する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、ロータリーユニットの保持、解放
の時間を短縮し、フルカラー印字速度の高速化、長期間
での安定な動作を可能にするものである。

【００１２】そのために本発明は、現像剤担持体を有す
る複数の現像器をロータリーユニットの外周に沿って配
設し、選択的に現像器を現像位置に回転移動させ潜像担
持体上の潜像を現像するロータリー現像装置において、
前記ロータリーユニットを回転させる輪列（駆動歯車
列）の歯車に噛み合う逆作動形クラッチを配置し、該逆
作動形クラッチを前記歯車に噛み合わせて非通電により
前記ロータリーユニットを所定の現像位置に保持し、通
電により前記歯車を解放して前記ロータリーユニットを
回転移動させ色切り換えを行うように構成したことを特
徴とするものである。

【００１３】前記歯車は、前記ロータリーユニットの回
転中心と同心に配置されたロータリーユニット駆動歯車
であり、前記ロータリーユニットの回転中心と同心に配
置されたロータリーユニット駆動歯車の輪列間に配置さ
れた歯車であることを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るロータ
リー現像装置の実施の形態を説明するための図、図２は
図１に示すロータリー現像装置の側面図である。図中、
１はロータリーユニット、２はロータリー駆動歯車、３
はロータリー駆動モータ、４はモータ歯車、５は現像
器、６は現像ローラ、７は感光体、８は逆作動形クラッ
チ、９は機械フレーム、１０はロータリーユニット回転
支持軸受、１１は固定軸、１２はクラッチ歯車を示す。

【００１５】図１において、ロータリーユニット１は、
例えばイエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫ
の現像器５を搭載した４色現像用のユニット構成例を示
したものである。ロータリーユニット１は、その回転中
心と同心に配置されたロータリー駆動歯車２とモータ歯
車４とロータリー駆動モータ３により回転動作する。現
像色の切り換えにおいて、ロータリーユニット１は、現
像器５の現像ローラ６が感光体７に対向する位置で停止
し、逆作動形クラッチ８により保持される。逆作動形ク
ラッチ８は、通常の電磁クラッチとは反対の論理で作動
する電磁クラッチであり、非通電時に駆動を連結し、通
電持に駆動を解放するものである。

【００１６】図２は図１に示すロータリー現像装置の側
面図であり、機械フレーム９にロータリー駆動モータ
３、ロータリーユニット回転支持軸受１０、そして逆作
動形クラッチ８の固定軸１１が固定され、ロータリー駆
動モータ３のモータ歯車４がロータリー駆動歯車２と噛
み合い、さらに、逆作動形クラッチ８のクラッチ歯車１
２がロータリーユニット１の保持、解放に応じてロータ
リー駆動歯車２に噛み合い、あるいは解放する。

【００１７】上記のようにロータリーユニット１は、そ
の回転中心と同心に配置されたロータリー駆動歯車２と
ロータリー駆動モータ３により回転動作を行う。また場
合によっては、ロータリー駆動歯車２とロータリー駆動
モータ３の駆動歯車列である輪列間に歯車を有する場合
もあり、本発明では、ロータリー駆動歯車２またはロー
タリー駆動モータ３との間に設けられた歯車に逆作動形
クラッチ８を噛み合うように配置し、ロータリーユニッ
ト１を所定の場所にてロックさせ位置決めを行う。

【００１８】図３は本発明に係るロータリー現像装置を
備えた画像形成装置の例を示す図であり、２０はロータ
リー現像装置、２１は現像器、２２は現像ローラ、２３
は感光体、２４は１次転写装置、２５は中間転写媒体、
２６は２次転写装置、２７はレーザー書込ユニット、２
８は給紙トレイ、２９は給紙ローラ、３０はレジロー
ラ、３１は搬送通路、３２は定着装置、３３は排出装
置、３４は排紙トレイを示す。

【００１９】本発明に係るロータリー現像装置を備えた
画像形成装置は、図３に示すようにプロセスユニットの
潜像担持体である感光体２３の外周に、その回転方向に
沿って感光体２３を一様に帯電するための帯電装置、感
光体２３上に静電潜像を形成するためのレーザー書込ユ
ニット２７、静電潜像を現像するためのロータリー現像
ユニット２０、感光体２３上に形成された単色のトナー
像を転写するための中間転写媒体２５、及び１次転写装
置２４などが配設される。感光体２３は、薄肉円筒状の
導電性基材とその表面に形成された感光層とを有する。
そして、給紙トレイ２８から給紙ローラ２９、レジロー
ラ３０を通して２次転写装置２６に記録媒体（紙等）を
搬送し、２次転写装置２６で４色のフルカラー像が転写
された記録媒体を排紙トレイ３４へ搬送する経路にトナ
ー像を定着するための定着装置３２、排出装置３３が配
設される。

【００２０】ロータリー現像装置２０には、イエロー
Ｙ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫの４つの現像器
２１が回転可能に配設され、感光体２３の１回転毎に選
択的に１つの現像器２１の現像剤担持体である現像ロー
ラ２２が感光体２３に当接可能になっている。なお、各
現像器２１にはそれぞれのトナーが収納されたトナーカ
ートリッジが連結され、トナーの補給を行うようにして
いる。そして、図示しないコンピュータからの画像形成
信号が入力されると、感光体２３、ロータリー現像装置
２０の現像ローラ２２、中間転写媒体２５が回転駆動さ
れ、まず、感光体２３の外周面が帯電装置によって一様
に帯電される。

【００２１】しかる後、レーザー書込ユニット２７によ
って第１色、例えばイエローＹの画像情報に応じた選択
的な露光がなされ、イエローの静電潜像が感光体２３の
表面に形成される。このとき、ロータリー現像装置２０
は、イエロー用現像器の現像ローラ２２が感光体２３に
現像位置まで回転移動して接触し、または一定の間隔で
保持される。このことにより、イエローの静電潜像のト
ナー像が感光体２３上に形成される。その後、１次転写
装置２４には、トナーの帯電極性と逆極性の１次転写電
圧が印加され、感光体２３上に形成されたトナー像が中
間転写媒体２５上に転写される。この間、２次転写装置
２６は、中間転写媒体２５から離間されている。

【００２２】上記の処理が画像形成信号の第２色目、第
３色目、第４色目に対応して繰り返して実行されること
により、各画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像
が中間転写媒体２５上において重ね合わされて転写さ
れ、フルカラー画像が形成される。そして、このフルカ
ラー画像が２次転写装置２６に達するタイミングで、記
録媒体が搬送通路３１からレジローラ３０を通して２次
転写装置２６に搬送され、２次転写装置２６が中間転写
媒体２５に押圧されるとともに２次転写電圧が印加さ
れ、中間転写媒体２５上のフルカラートナー像が記録媒
体上に転写される。このようにして記録媒体上に転写さ
れたフルカラートナー像は、定着装置３２により加熱加
圧されて定着される。なお、この画像形成装置は、４色
のトナーによりフルカラー画像を形成することができる
カラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定
されるものではなく、電子写真法を用いる全てのカラー
画像形成装置に適用可能である。

【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、保持機構を歯車で構成し、停止位置
精度が歯車の性能で決定されるので、望ましくはロータ
リー駆動歯車と逆作動形クラッチが直接連結する図１の
構成が最も精度良く保持可能である。これは歯車の噛み
合い部分が増えれば歯車のもつバックラッシがその分増
加することになり、停止位置がその分だけ回転可能な状
態になるためである。しかし、輪列の他の歯車でもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、現像剤担持体を有する複数の現像器をロータ
リーユニットの外周に沿って配設し、選択的に現像器を
現像位置に回転移動させ潜像担持体上の潜像を現像する
ロータリー現像装置において、ロータリーユニットを回
転させる輪列の歯車に噛み合う逆作動形クラッチを配置
し、該逆作動形クラッチを歯車に噛み合わせて非通電に
よりロータリーユニットを所定の現像位置に保持し、通
電により歯車を解放してロータリーユニットを回転移動
させ色切り換えを行うように構成し、逆作動形クラッチ
を使用するので、ソレノイドのストローク増加のような
従来の問題は解消でき、勘合、解放の時間が短縮でき、
１００ｍｓｅｃ程度必要であった従来の機構によるロッ
ク、ロック解除がその１／３の３０ｍｓｅｃ程度まで短
縮することができ、色切替時間を短縮することができ
る。

【００２５】また、従来のロック機構の問題点である連
続運転時の嵌合部保持力の低下は発生しない。しかも、
逆作動形クラッチは、嵌合部保持状態では通電は行われ
ておらず、逆に通電時にはアイドル歯車として作用する
ために、負荷伝達は行わない。したがって、動作音や衝
撃、振動が皆無になり、それに伴い電気的なノイズ、画
像ムラの発生も解消できる。しかも、クラッチ自体が消
費する電力は極めて少なく、連続使用したとしても保持
力に変化は発生しないため、長期間使用しても性能の低
下がなく安定した動作を保証することができる。さら
に、長期間使用したとしても、嵌合部は、歯車で構成さ
れるので、飛散した現像剤やほこりが付着したとしても
従来のロック機構を採用した装置のような問題が生じる
のを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るロータリー現像装置の実施の形
態を説明するための図である。

【図２】 図１に示すロータリー現像装置の側面図であ
る。

【図３】 である。

【図４】 ロータリー現像装置の保持、解放機構の従来
例を示す図である。

【図５】 ロータリーユニットに搭載された各現像器間
で現像剤の残量にバラツキが大きい場合に生じる課題を
説明するための図である。

【符号の説明】

１…ロータリーユニット、２…ロータリー駆動歯車、３
…ロータリー駆動モータ、４…モータ歯車、５…現像
器、６…現像ローラ、７…感光体、８…逆作動形クラッ
チ、９…機械フレーム、１０…ロータリーユニット回転
支持軸受、１１…固定軸、１２…クラッチ歯車

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤担持体を有する複数の現像器をロ
   ータリーユニットの外周に沿って配設し、選択的に現像
   器を現像位置に回転移動させ潜像担持体上の潜像を現像
   するロータリー現像装置において、前記ロータリーユニ
   ットを回転させる輪列の歯車に噛み合う逆作動形クラッ
   チを配置し、該逆作動形クラッチを前記歯車に噛み合わ
   せて非通電により前記ロータリーユニットを所定の現像
   位置に保持し、通電により前記歯車を解放して前記ロー
   タリーユニットを回転移動させ色切り換えを行えるよう
   に構成したことを特徴とするロータリー現像装置。
2. 【請求項２】 前記歯車は、前記ロータリーユニットの
   回転中心と同心に配置されたロータリーユニット駆動歯
   車であることを特徴とする請求項１記載のロータリー現
   像装置。
3. 【請求項３】 前記歯車は、前記ロータリーユニットの
   回転中心と同心に配置されたロータリーユニット駆動歯
   車の輪列間に配置された歯車であることを特徴とする請
   求項１記載のロータリー現像装置。