JP2003208014A - ロータリー現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリー駆動と現像駆動の切り替えによる
歯車間の歯先の衝突の回避、衝突による衝撃の緩和を図
り、振動、転写ズレの発生等を低減し、画像不良をなく
すようにする。 【解決手段】 円筒形状のロータリー現像ユニット１の
外周に沿って複数の現像器３を搭載し、駆動源１３、１
５よりロータリー現像ユニット１を駆動して感光体１０
に対向する現像位置に順次各現像器３を移動し該現像器
３への駆動の受け渡しを行うロータリー現像装置におい
て、現像駆動の受け渡し部での駆動方向をロータリー現
像ユニット１の駆動方向と同方向にし、現像駆動の受け
渡し部に電磁クラッチやワンウェイクラッチ１１を用い
る簡単な構成の付加により歯車間の歯先の衝突の回避、
衝突による衝撃の緩和、振動や歯先の損傷の低減を図
り、転写ズレの発生等による画像不良をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形状のロータ
リー現像ユニットの外周に沿って複数の現像器を搭載
し、駆動源より前記ロータリー現像ユニットを駆動して
感光体に対向する現像位置に順次前記各現像器を移動し
該現像器への駆動の受け渡しを行うロータリー現像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリー現像方式を採用するフルカラ
ー画像形成装置のこれまでの機種においては、ロータリ
ー現像ユニットの外周に沿って複数の現像器を搭載し、
各現像器を現像位置まで順次回転させて現像動作を行
う。そのため、ロータリー現像ユニットを回転させる駆
動手段と、ロータリー現像ユニットに搭載された現像器
に内蔵された現像ローラ等を回転させる駆動手段をそれ
ぞれ別に設けている。

【０００３】上記複数の現像器を搭載したロータリー現
像ユニットは、一般的に略円筒形状であり、感光体など
の潜像担持体に形成された潜像を現像するために、その
円筒外周付近に現像剤担持体である金属製ローラあるい
は金属製芯金に弾性体を被せた現像ローラなどの重量物
を配している。そのため、ロータリー現像ユニットは、
大きな慣性モーメントを有している。

【０００４】一般的なフルカラー印字動作において、例
えば４色の現像器を搭載しているロータリー現像ユニッ
トの場合、９０度回転を４回行うことで４色の現像器を
順に感光体と対向する位置に移動させ現像動作を行う。
現像動作を行う現像位置にロータリー現像ユニットを停
止した後、その状態を保持する構成としては、モータ自
体の保持力を利用する場合や、別に係合部材を設ける場
合等がある。

【０００５】ロータリー現像ユニットの９０度回転動作
において、その慣性モーメントが大きいと、駆動源のモ
ータは、それに応じて大きな力を発生する必要がある。
更には、装置としての印字速度を速くしようとすると、
９０度回転動作をより高速化することが有効になる。し
かし、９０度回転動作を高速化することで、回転時の加
速度も大きくなり、駆動源が必要とする力は、慣性モー
メントに対して加速度の２乗で作用するため、より大き
な力が必要となる。

【０００６】ロータリー現像ユニットを回転させるのに
必要な力は、逆にロータリー現像ユニットを停止させる
ときに影響を及ぼす。ロータリー現像ユニットが停止す
る際、駆動源は、ブレーキ作用を担ってロータリー現像
ユニットの回転力を減衰させる。理想的には、停止直前
にロータリー現像ユニットの回転力がブレーキ力により
ゼロとなり停止するのが望ましい。

【０００７】電子写真技術において、通常ロータリー駆
動には、加減速が短時間に行え比較的簡単な制御で高い
位置決め精度が達成可能なステッピングモータが使用さ
れ、現像駆動には、トルク効率が良く負荷変動による脱
調が発生しないＤＣブラシレスモータが使用される。

【０００８】ロータリー駆動にステッピングモータでは
なく、例えばＤＣブラシレスモータを使用する場合に
は、位置精度が悪く、モータ出力軸にエンコーダを取り
付け、エンコーダからの信号によりモータの回転角を把
握し、これに基づいてロータリーの回転角を制御するこ
とになる。しかも、ＤＣブラシレスモータは、物理的に
加減速時の絶対速度が遅く、エンコーダとの信号の送受
信による時間差が生じるため、高速でロータリーを回転
させることは不可能である。また、エンコーダの信号に
よるフィードバック制御を行うことで制御ＣＰＵの負荷
が増大し装置全体の動作にも制限が生じることになる。
このようなことからロータリー駆動にはステッピングモ
ータが使用される。しかし、ステッピングモータにも問
題はある。それは、振動、騒音が大きい、負荷変動に対
する裕度が小さく最悪の場合には脱調に至り動作が停止
する、同一トルクではＤＣブラシレスモータ等と比較す
ると高価である、などの点である。

【０００９】一方、現像駆動では、一部の機種にＤＣブ
ラシレスモータではなく、ステッピングモータが使用さ
れている例もでてきている。それは、ステッピングモー
タが他のモータに比較して価格が低廉になってきたこと
も１つの要因ではあるが、それに加えて加減速時間の短
いことがメリットとして注目されてきていることによ
る。印字速度の高速化の中では、前述のロータリー回転
による色切り替え時間だけでなく、現像ローラが定常速
度に達するまでの加速時間の短縮も要望されるからであ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際にロータ
リー駆動、現像駆動を切り替え運転する場合において
は、ロータリー駆動によりロータリー現像ユニットが９
０度回転を行い、現像カートリッジが感光体と対向する
位置に移動して、その現像カートリッジの現像入力歯車
が現像駆動歯車と噛み合うことにより現像駆動の受け渡
しを行う際、歯車のピッチ円同士がオーバーラップする
ため、場合によっては、歯先同士の衝突の問題が生じ
る。この歯先衝突が生じた場合には、駆動源が異常（モ
ータの脱調による動作停止など）を来すことになり、ま
た、そのときの振動により画像不具合を生じる。

【００１１】また、駆動系の歯車の輪列に存在するバッ
クラッシュなどのガタや、撓み、ロータリー現像ユニッ
ト自体のねじれ等により回転力が残留してしまう。この
残留した回転力がロータリー現像ユニットの停止時に、
駆動源を介して振動として装置全体に伝達される。この
振動は、露光手段や潜像担持体に伝達されて、潜像形成
時にズレが発生したり、あるいは転写部に伝達すると、
転写ズレが発生したりする。

【００１２】更に、ロータリー現像ユニットが停止した
直後においても、現像ローラを回転させる駆動手段が動
作を開始すると、この駆動手段の回転ムラ、あるいは駆
動源に発生する振動が、この駆動源を介して装置全体に
伝達される。この振動でも、ロータリー現像ユニットの
停止時に生じる振動と同じようにズレ等による画像不具
合を生じる。

【００１３】また、前述した２つの駆動源においてその
種類やロットが異なる場合には各々異なった回転および
振動特性を有する。それぞれが駆動源としてほぼ同等の
振動特性を有しているとしても、異なった場所に取り付
けられる場合においては、その取付場所の被振動特性に
よる影響も生じる。そのために、それぞれの振動源で発
生した振動は、異なった成分であることが多く、それぞ
れの振動は減衰することなく、場合によっては重なり合
うように振動が合成され、増幅されることで、長周期に
及ぶズレなどの画像不良を生じることとなる。

【００１４】ロータリー駆動にステッピングモータを使
い、現像駆動にＤＣブラシレスモータを使う場合、現像
駆動中のロータリー駆動用のステッピングモータはホー
ルド状態にある。ホールド状態とは、モータに微小な電
流を通電し、ロータを一定の位置に保持することであ
る。外部にロータリーを一定の位置に保持するロック機
構を有する場合、一旦ホールドを解除することも可能で
あるが、ホールドを解除すると、ロータ位置が不定とな
り次にロータリー駆動を行う際に最初の励磁相の位置が
不明となって位置誤差が生じてロータリー回転精度が低
下するので、結局、現像駆動中のホールドはロータリー
回転精度を保つために必須となる。

【００１５】しかし、ホールド状態を保つためには、消
費電力が発生（増加）することになる。また、ホールド
中、モータに通電することでモータに与えられたエネル
ギーに対して、モータ自体は回転せず熱エネルギーとな
り温度上昇を招き、モータ温度の上昇によりトルクの低
下を招くことになる。

【００１６】ロータリー駆動、現像駆動とも別々のステ
ッピングモータで駆動する場合、各ステッピングモータ
には、そのモータを制御するためのドライバと、さらに
そのドライバの制御を司るタイマがそれぞれ必要とな
る。しかも、現像駆動中にロータリー駆動用のステッピ
ングモータをホールド状態に保つ場合、ロータリー駆動
時に使用するタイマとは異なる長周期のタイマが必要と
なる。

【００１７】すなわち、ロータリー現像ユニットでは、
現像動作に伴い搭載されたそれぞれの現像器で現像剤の
量が変化することにより、円筒内の荷重バランスが微妙
に変化する。荷重バランスの変化により、ロータリー現
像ユニットでは、慣性モーメントが大きいのでステッピ
ングモータの必要とするトルクも大きく変化する。その
ため、ロータリー駆動時には非常に細かい周期でのモー
タトルクとのマッチングを行う必要があり、非常に短い
周期のタイマを使用している。この短い周期のタイマで
ホールドを制御すると、ＣＰＵの稼働率が過多となり他
の動作に制限を生じることになる。このようなドライバ
やタイマが増加することで基板構成が複雑化するととも
に、制御面でもＣＰＵの制御を含めて複雑化する。な
お、基本的にドライバやタイマが増加することは、それ
ぞれの駆動時間が重なりあうことで消費電力は増加する
ことにもなる。

【００１８】

【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、ロータリー現像ユニットの回転お
よび現像ローラの回転に伴い発生する振動を早期に減衰
させ、ズレ等による画像不良をなくすようにするもので
ある。

【００１９】そのために本発明は、円筒形状のロータリ
ー現像ユニットの外周に沿って複数の現像器を搭載し、
駆動源より前記ロータリー現像ユニットを駆動して感光
体に対向する現像位置に順次前記各現像器を移動し該現
像器への現像駆動の受け渡しを行うロータリー現像装置
において、前記現像駆動の受け渡し部での駆動方向を前
記ロータリー現像ユニットの駆動方向と同方向にしたこ
とを特徴とするものである。

【００２０】前記駆動源と前記現像駆動の受け渡し部と
の間に歯車の輪列の連結／解放を行うクラッチを備え、
前記駆動源と前記現像駆動の受け渡し部との間のクラッ
チは、ワンウェイクラッチとし、前記ワンウェイクラッ
チは、前記現像駆動の受け渡し部で前記ロータリー現像
ユニットの現像入力歯車に噛み合う歯車と該歯車の駆動
軸との間に配置し、前記ロータリー現像ユニット及び前
記現像器を駆動する駆動源として共通の駆動源を使用
し、該駆動源と前記ロータリー現像ユニットの入力歯車
との間に歯車の輪列の連結／解放を行うクラッチを備
え、前記ロータリー現像ユニットは、駆動停止中にホー
ルド状態を保つロック機構を備え、前記駆動源に対し、
前記現像駆動が停止した直後にモータピニオンの振動方
向に合わせて逆転パルスを投入し、前記共通の駆動源
は、前記ロータリー現像ユニットの駆動を行う時と、前
記現像器の駆動を行う時で回転方向を逆方向にしたこと
を特徴とするものである。

【００２１】前記駆動源は、ステッピングモータであ
り、前記現像駆動の受け渡し部では、前記ロータリー現
像ユニットのフレームに現像入力歯車が設けられ、該現
像入力歯車を介して前記現像駆動を行うことを特徴とす
るものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
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示す図、図２は図１に示すロー
タリー現像装置の輪列部の側面図である。図中、１はロ
ータリー現像ユニット、２はロータリー入力歯車、３は
現像カートリッジ、４は現像ローラ歯車、５はアイドラ
歯車、６は現像入力歯車、１０は感光体、１１は現像駆
動歯車、１２、１４はモータピニオン、１３は現像駆動
モータ、１４はモータピニオン、１５はロータリー駆動
モータを示す。

【００２３】図１において、ロータリー現像ユニット１
は、略円筒形状で、感光体１０などの潜像担持体に形成
された潜像を現像するために、その円筒外周付近に、複
数の現像カートリッジ３を搭載したものであり、イエロ
ーＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫの現像カート
リッジ３を搭載した４色現像用のユニット構成例を示し
ている。ロータリー現像ユニット１は、その回転中心と
同心にロータリー入力歯車２が配置され、ロータリー駆
動モータ１５を駆動源として、そのモータピニオン１４
とロータリー入力歯車２が連結する歯車輪列でロータリ
ー駆動されて、９０度回転を４回行うことで４色の現像
カートリッジ３を順に感光体１０と対向する位置に移動
させ現像動作を行う。

【００２４】各現像カートリッジ３は、現像剤担持体で
ある金属製ローラあるいは金属製芯金に弾性体を被せた
現像ローラを配し、その現像ローラ歯車４は、現像駆動
モータ１３を駆動源として、そのモータピニオン１２と
噛み合う現像駆動歯車１１に現像入力歯車６、アイドラ
歯車５を介して現像ローラ歯車４が連結する歯車の輪列
で現像ローラが駆動され現像動作を行う。この現像動作
中、ロータリー現像ユニット１は、ロータリー駆動モー
タ１５によりホールド状態に保たれる。

【００２５】ロータリー現像ユニット１は、図２の側面
図に示すように現像駆動モータ１３、ロータリー駆動モ
ータ１５とともに本体フレーム２０に取り付けられ、ロ
ータリー回転軸７が軸受で回転自在に支持されている。
各現像カートリッジ３を駆動する歯車の輪列は、各現像
カートリッジ３の現像入力歯車６がロータリーフレーム
８に設けられ、この現像入力歯車６に噛み合うアイドラ
歯車５と現像ローラ歯車４が各現像カートリッジ３に設
けられる。各現像カートリッジ３は、個別に着脱自在に
なっており、その装着によりロータリーフレーム８に固
定された現像入力歯車６にアイドラ歯車５が噛み合うよ
うになっている。

【００２６】このようにロータリーフレーム８に現像入
力歯車６を固定し、一方では本体フレーム２０に固定し
た現像駆動歯車１１と噛み合い、他方では現像カートリ
ッジ３のアイドラ歯車５と噛み合うようにすることによ
り、現像カートリッジ３を交換しても、現像カートリッ
ジ３の品質のバラツキが現像駆動歯車１１と現像入力歯
車６の噛み合いに影響しないようにしている。現像入力
歯車６とアイドラ歯車５との噛み合いは、現像カートリ
ッジ３が装着されると、交換するまでその状態が維持さ
れるが、現像入力歯車６と現像駆動歯車１１との間は、
ロータリー駆動、現像駆動に伴い噛合、離脱が繰り返さ
れる。

【００２７】現像駆動の受け渡しは、ロータリー現像ユ
ニット１の回転円運動の軌跡上で行われ、連結時には歯
車（現像入力歯車６と現像駆動歯車１１）のピッチ円同
士がオーバーラップするため、場合によっては、歯先同
士が衝突する。衝突した場合には、駆動源が異常（モー
タの脱調による動作停止など）を来すことになり、歯先
の損傷が生じやすく、寿命を短くしてしまう。そのた
め、現像駆動歯車１１にワンウェイクラッチを使用する
ことにより、ロータリー駆動時に歯先が衝突しようとす
ると、ワンウェイクラッチが空転して衝突、衝突による
駆動源の異常の回避を行うようにしている。

【００２８】ワンウェイクラッチを使用した現像駆動歯
車１１は、ロータリー駆動モータ１５を駆動源としてロ
ータリー現像ユニット１を回転させる方向に空転し、現
像動作においては、ロータリー駆動モータ１５をホール
ド状態にして、現像駆動モータ１３を駆動源として現像
駆動歯車１１の空転方向と逆の方向に回転させて現像入
力歯車６を駆動する。したがって、この場合には、ロー
タリー入力歯車２の回転方向と現像入力歯車６の回転方
向は同方向になる。

【００２９】ワンウェイクラッチは、電磁クラッチに比
較して有利な点は多い。例えば電磁クラッチのように通
電せずに、回転方向に応じて自動的に連結、解放が可能
であるため、全く制御が不要でありオン／オフを制御す
るコントローラなどの電装部品が不要である。また、通
電しないため消費電力は全く発生せず省電力化でき、連
結、解放時間が０で切り替えが高速にでき、歯車に内蔵
可能なサイズで大きなトルク伝達ができ、設計自由度が
高い。

【００３０】図３はワンウェイクラッチを使用したロー
タリー現像装置の他の実施の形態を示す図、図４は図３
に示すロータリー現像装置の歯車輪列部の側面図であ
る。上記実施の形態は、ロータリー駆動と現像駆動の駆
動源にそれぞれ別のモータ（２モータ）を用いて構成し
たものであるが、ロータリー駆動と現像駆動の駆動源を
共通の１モータで構成した例を示したのが図３であり、
その側面図で現像駆動歯車におけるワンウェイクラッチ
の異なる配置例を示したのが図４である。

【００３１】図３において、現像駆動モータ１３は、モ
ータピニオン１２を時計回りに回転駆動することにより
ロータリー駆動を行い、その逆の反時計回りに回転駆動
することにより現像駆動を行うものである。そして、１
モータでロータリー駆動と現像駆動を行うため、モータ
ピニオン１２と現像入力歯車６との間にワンウェイクラ
ッチ付歯車を使用した現像駆動歯車１１を挿入し、モー
タピニオン１２とロータリー駆動歯車１７との間に電磁
クラッチ付歯車１６を挿入している。

【００３２】これらワンウェイクラッチ付歯車を使用し
た現像駆動歯車１１と電磁クラッチ付歯車１６の存在に
より、モータピニオン１２が時計回りに回転駆動される
ロータリー駆動時には、電磁クラッチ付歯車１６を係合
させてロータリー入力歯車２を駆動するとともに、ワン
ウェイクラッチを空回りさせて現像カートリッジ３との
間の駆動伝達を切り離す。また、モータピニオン１２が
反時計回りに回転駆動される現像駆動時には、電磁クラ
ッチ付歯車１６の係合を開放させてロータリー入力歯車
２との間の駆動伝達を切り離し、現像駆動歯車１１を介
して現像入力歯車６を駆動する。

【００３３】ロータリー入力歯車２に噛み合ってロータ
リー駆動を行う電磁クラッチ付歯車１６及び現像入力歯
車６に噛み合って現像駆動を行う現像駆動歯車１１は、
図４の側面図に示すように本体フレーム２０に取り付け
られる。ワンウェイクラッチ付歯車を使用した現像駆動
歯車１１は、同軸上に配置されるモータピニオン１２に
噛み合う歯車側又は現像入力歯車６に噛み合う歯車側に
設けられる。モータピニオン１２に噛み合う歯車側にワ
ンウェイクラッチ付歯車１１が設けられる構成を示した
のが図４（Ａ）であり、現像入力歯車６に噛み合う歯車
側、つまり現像入力歯車６に噛み合う歯車と該歯車の駆
動軸との間にワンウェイクラッチ付歯車１１が設けられ
る構成を示したのが図４（Ｂ）である。

【００３４】モータピニオン１２に噛み合う歯車側にワ
ンウェイクラッチ付歯車１１が設けられる図４（Ａ）に
示す構成では、現像入力歯車６に衝突した際に、その相
手の歯車１１ａと軸及びワンウェイクラッチ付歯車１１
の入った歯車が空転する。これに対し、現像入力歯車６
に噛み合う歯車側にワンウェイクラッチ付歯車１１が設
けられる図４（Ｂ）に示す構成では、現像入力歯車６に
衝突した際に、その相手のワンウェイクラッチ付歯車１
１のみが空転する。したがって、ワンウェイクラッチ付
歯車１１の位置により、図４（Ａ）に示す構成は、図４
（Ｂ）に示す構成に比べて負荷が大きくなり、その分歯
先が逃げにくくなるので、図４（Ｂ）に示す構成の方が
有利である。

【００３５】また、現像駆動歯車１１にワンウェイクラ
ッチ付歯車を使用する構成に代えて片タンブラ機構を使
用し、この片タンブラ機構により現像駆動の受け渡し部
で歯車を噛み合わせて、現像駆動の受け渡しを行う駆動
軸をロータリー現像ユニットの中心を結ぶ線上で揺動可
能に支持してもよい。以下に片タンブラ機構を使用した
実施の形態について説明する。図５は２モータ駆動での
現像入力歯車との受け渡し部で歯先損傷を防止するため
の構成例を示す図、図６は１モータ駆動での現像入力歯
車との受け渡し部で歯先損傷を防止するための構成例を
示す図、図７は図５及び図６に示す受け渡し部の側面
図、図８は噛み合い時の歯先衝突による退避動作を説明
するための図である。

【００３６】図５において、現像駆動歯車１１は、クラ
ッチ付歯車でなく片タンブラ機構により支持されたもの
であるが、電磁クラッチ付歯車やロータリー駆動方向に
空転するワンウェイクラッチ付歯車を使用してもよい。
他は図１に示す実施の形態と同じである。ロータリー駆
動によりロータリー現像ユニット１が９０度回転を行
い、現像カートリッジ３が感光体１０と対向する位置に
移動すると、その現像カートリッジ３の現像入力歯車６
が現像駆動歯車１１と噛み合うことにより現像駆動の受
け渡しを行う。現像駆動の受け渡し部の現像入力歯車６
と現像駆動歯車１１の歯先が衝突して噛み合わなかった
場合には、片タンプラ機構２１により、現像駆動歯車１
１がロータリー現像ユニット１の中心を結ぶ線上で揺動
して退避し、現像駆動歯車１１の回転と共に噛み合うよ
うになる。片タンプラ機構２１は、現像駆動の受け渡し
部となる現像駆動歯車１１の駆動軸をロータリー現像ユ
ニット１の中心を結ぶ線上で揺動可能に支持する支持手
段である。

【００３７】ロータリー駆動と現像駆動は、交互に繰り
返され、同時駆動モードはないので、図５に示す実施の
形態のように現像駆動モータ１３とロータリー駆動モー
タ１５からなる２モータ駆動ではなく、１モータ駆動で
も可能であり、その実施の形態を示したのが図６であ
る。図６に示すように１モータ駆動では、モータピニオ
ン１２より電磁クラッチ付歯車１６を介したロータリー
駆動歯車１７にロータリー入力歯車２が噛み合って駆動
される。この場合、ロータリー駆動のときには、電磁ク
ラッチを連結して現像駆動モータ１３が図示時計回りに
回転駆動され、現像駆動のときには、電磁クラッチを解
放して現像駆動モータ１３が図示反時計回りに回転駆動
される。この場合、現像駆動の受け渡し部においては、
現像駆動歯車１１により現像入力歯車６がロータリー現
像ユニット１の駆動方向と同じ回転方向に駆動される。

【００３８】このように同一のモータを駆動源とするこ
とにより、一方の駆動により発生した振動に対し他方の
駆動で発生する振動を抑制することができ、ロータリー
駆動が停止した直後に、同一のモータにより逆方向に現
像動作を開始することで、ロータリー現像ユニットの回
転により発生した振動を早期に減衰させることができ、
振動に起因するブレやズレ等による画像不良をなくすこ
とができる。

【００３９】ロータリー駆動側の輪列は、ロータリー駆
動時にも現像駆動時にもロータリー入力歯車２がモータ
ピニオン１４、ロータリー駆動歯車１７に常時噛み合っ
た状態にあり、歯車の噛み合い、離脱がなく、歯先の衝
突という問題は基本的に発生しない。しかし、現像駆動
側の輪列は、現像動作を行う際に現像カートリッジ３が
順に感光体１０と対向する位置に移動した時に、現像入
力歯車６に現像駆動歯車１１の歯先が衝突すると、歯先
の損傷さらに振動が生じて画像不具合などの問題が生じ
る。これは、２モータ、１モータいずれの構成において
も同じ問題である。

【００４０】片タンブラ機構２１は、これら歯車の衝突
時の衝撃を緩和すると共に歯先の損傷を低減するための
逃げ機構である。この機構部の側面図を示したのが図７
であり、片タンブラ機構２１によれば現像駆動歯車１１
がロータリー現像ユニット１の中心を結ぶ線上で揺動可
能に駆動軸の一端が本体フレーム２０に軸支されて、バ
ネによりロータリー現像ユニット１の中心方向に付勢さ
れ、現像入力歯車６に噛み合うようになっている。

【００４１】図５及び図６に示すようにロータリー現像
ユニット１の中心を結ぶ線上で現像ローラを感光体１０
に接触させ、同じくロータリー現像ユニット１の中心を
結ぶ線上で片タンブラ機構２１により現像駆動歯車１１
をバネ付勢し揺動可能にして現像入力歯車６に噛み合う
ようにすることにより、歯車の衝突による衝撃があって
も、現像駆動歯車１１がバネ力に抗して揺動し現像ロー
ラと感光体１０との接触部に影響がないようにしてい
る。

【００４２】片タンブラ機構２１は、ロータリー駆動に
より図８（Ａ）から図８（Ｂ）に示すように現像入力歯
車６が現像駆動歯車１１と噛み合う位置に移動し歯先が
衝突したとき、その作動により現像駆動歯車１１がロー
タリー現像ユニット１の中心を結ぶ線上で外側に退避す
るようになる。そして、ロータリー駆動により現像入力
歯車６が現像駆動歯車１１と噛み合う位置に移動中に現
像駆動歯車１１の滑りながら噛み合うようになるか、現
像入力歯車６と現像駆動歯車１１の歯先同士が当たった
状態のままのときには、現像動作に入って現像駆動モー
タ１３が回転し始めたとき歯先の移動に伴って噛み合う
ようになる。

【００４３】なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すよ
うに片タンブラ機構２１で支持された現像駆動歯車１１
がモータピニオン１２に対して、ロータリー駆動方向の
上流側にあると、現像駆動歯車１１が揺動したときモー
タピニオン１２との噛み合いでこれと噛み合う現像入力
歯車６を迎える方向に回転することになる。これに対し
て、図示とは逆に現像駆動歯車１１がモータピニオン１
２に対して、ロータリー駆動方向の下流側に配置された
場合には、現像駆動歯車１１が揺動したときモータピニ
オン１２との噛み合いでこれと噛み合う現像入力歯車６
を逃げる方向に回転することになる。したがって、後者
の方が片タンブラ機構２１をより円滑に揺動させること
ができる構成と言える。

【００４４】上記図１や図３に示すように現像駆動歯車
にワンウェイクラッチ付歯車を使用した場合には、ロー
タリー入力歯車２と現像入力歯車６において共に同方向
に回転駆動することが条件となる。これに対し、図３や
図６に示す１モータ駆動の場合には、１モータにより正
回転と逆回転の切り替え駆動を行い、さらに、現像駆動
歯車にワンウェイクラッチ付歯車を使用した図３の構成
の場合には、ロータリー入力歯車２と現像入力歯車６は
同方向に回転駆動されることになる。２モータ駆動で現
像駆動歯車にワンウェイクラッチ付歯車ではなく電磁ク
ラッチを使用する場合には、駆動方向はそれぞれが選択
できることになる。

【００４５】図９は歯先衝突時の衝撃や損傷の低減を図
った歯先形状の各種例を示す図であり、図中、一点鎖線
はピッチ円、細線は歯先円、矢印は駆動側、負荷側の回
転方向を示している。通常のインボリュート歯車の歯車
形状詳細と駆動側歯車、負荷側歯車を示した図９（Ａ）
に対し、歯先衝突時の衝撃や損傷の低減を図った歯先形
状として、例えば図９（Ｂ）は実際に歯面が押圧しない
面の歯先をカットした歯車を示す。このカット高さはピ
ッチ円よりも歯先側に限定している。また、図９（Ｃ）
は高歯車を示し、３０％の例であり、図９（Ｄ）は高歯
車で先端がＲ形状のものを示している。ＪＩＳによりイ
ンボリュート歯車は、曲線で形成されており、先端部で
２つの曲線が交わる高さが限界と考えられ、また、歯底
を下げていくと金型構成上、アンダーカット形状にな
り、離型不可能な限界もある。

【００４６】また、通常のインボリュート歯車の斜視図
を示した図９（Ｅ）に対し、歯先衝突時の衝撃や損傷の
低減を図った歯先形状として、例えば図９（Ｆ）は、通
常のハスバ歯車の斜視図を示し、図９（Ｇ）は歯車の長
手方向で傾斜面を形成した歯車の斜視図を示している。

【００４７】ロータリー駆動により現像入力歯車６がワ
ンウェイクラッチ付歯車１１と噛み合う位置に移動して
現像位置にロータリー現像ユニットが停止した時は、歯
先同士が突き当たったままで、現像動作が開始して現像
駆動モータ１３が回転し始めたとき歯先の移動に伴って
噛み合うようになると、その衝撃により発生した振動状
態が減衰しきらないまま実質的な現像動作に入ってしま
う。上記のような歯先形状の歯車を用い、現像位置にロ
ータリー現像ユニットが停止するまでの間に滑らかに噛
み合うようにすることにより、上記のような振動が残ら
ない状態で実質的な現像動作に入ることができる。

【００４８】図１０はロータリーロック機構を備えた構
成を示す図であり、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。ロー
タリー現像ユニット１を特定の回転位置に停止、保持す
る、所謂ロータリーロック機構は、例えば図１０に示す
ようにロータリー現像ユニット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現像ユニット１
を特定の位置に固定するように構成される。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によって動作を行い、現像カートリッジの現
像ローラが感光体１０に対向する位置に固定された状態
でロックされる。

【００４９】図１０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
ーラと感光体１０が回転接触することにより、ロータリ
ー現像ユニット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。

【００５０】なお、上記の構成は、代表的な構成例を示
したものであり、１モータでも同じである。勿論ロック
機構に関しては、ロータリー現像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歯車に噛み合わせて非
通電によりロータリー現像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現像ユニ
ットを回転移動させ色切り換えを行うように構成したも
のなど、種々の構成のものがある。

【００５１】図１１はモータ、クラッチ、ロックソレノ
イドの動作シーケンスを説明するための図、図１２はロ
ータリー色切り替え時のモータ駆動シーケンスを説明す
るための図、図１３は現像駆動停止時のモータピニオン
の挙動を説明するための図である。

【００５２】モータ、クラッチ、ロックソレノイドの動
作シーケンスでは、図１１に示すようにホールド期間を
挟んでロータリー駆動（ＲＴ駆動）と現像駆動が交互に
繰り返し実行され、それぞれの駆動期間にスローアップ
（加速）、定速、スローダウン（減速）の速度曲線にし
たがってモータが駆動される。これに対し、電磁クラッ
チは、ロータリー駆動の期間をオン状態にして駆動ロー
タリー入力歯車に駆動モータからの動力を伝達し、ホー
ルド期間から現像駆動を実行して次のホールド期間まで
オフにする。また、ロックソレノイドは、電磁クラッチ
のオンに対応してロータリー駆動の期間をオン状態にし
ロータリー現像ユニットの移動のロックを解放する。そ
して、現像駆動の期間はオフ状態にしてロータリー現像
ユニットの移動をロックする。

【００５３】ロータリー駆動モータとしてパルスモータ
を使用した場合には、図１２に示すようにその速度曲線
に対応してモータパルスが生成される。図１２の縦軸は
モータパルスの周波数であり、横軸は時間である。ロー
タリー駆動と現像駆動を１モータで行う場合には、現像
駆動が停止した直後、ピニオンが図１３に示すように振
動しているため、この振動方向に合わせて逆転パルスを
投入する。この逆転パルスの投入で、現像駆動反力によ
りロック部に残留した力を解除し、ロック解除不良やロ
ック解除動作に伴い生じる振動を低減することができ
る。

【００５４】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、本体フレーム側に取り付けられ、ロ
ータリー現像ユニット側の現像入力歯車に噛み合う歯車
にワンウェイクラッチ付歯車を配置する構成としたが、
ワンウェイクラッチ付歯車は、アイドラ歯車その他モー
タ歯車から最終的に現像カートリッジのローラを直接駆
動する歯車までの輪列の中の任意に位置に配置するよう
に構成してもよい。また、現像入力歯車に噛み合う駆動
側の歯車にワンウェイクラッチ付歯車を使用したが、ワ
ンウェイクラッチ付歯車を電磁クラッチ付歯車に代えて
もよい。

【００５５】

【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、円筒形状のロータリー現像ユニットの外周に
沿って複数の現像器を搭載し、駆動源よりロータリー現
像ユニットを駆動して感光体に対向する現像位置に順次
各現像器を移動し該現像器への駆動の受け渡しを行うロ
ータリー現像装置において、現像駆動の受け渡し部での
駆動方向をロータリー現像ユニットの駆動方向と同方向
にしたので、現像駆動の受け渡し部に電磁クラッチやワ
ンウェイクラッチを用いる簡単な構成の付加によりロー
タリー駆動から現像駆動に移行するときに現像駆動の受
け渡し部で発生する歯車間の歯先の衝突の回避、衝突に
よる衝撃の緩和、振動や歯先の損傷の低減を図ることが
でき、転写ズレの発生等による画像不良をなくすことが
できる。

【００５６】駆動源とロータリー現像ユニット及び現像
器のそれぞれとの間の歯車の輪列の連結／解放を行うク
ラッチを備えたことにより、現像駆動歯車と現像入力歯
車との噛み合わせを円滑に行えるようにし、より歯車間
の歯先の衝突の回避、衝突による衝撃の緩和、振動や騒
音、歯先の損傷の低減を図ることができる。

【００５７】ロータリー現像ユニット及び現像器は、同
じ回転方向に駆動されることにより、現像駆動の受け渡
し部のクラッチにワンウェイクラッチを使用することが
できるので、連結／解放の自動切り替えを可能にし、消
費電力の低減を図ることができる。

【００５８】駆動源と現像駆動の受け渡し部との間のク
ラッチは、ワンウェイクラッチとし、しかもそのワンウ
ェイクラッチは、現像駆動の受け渡し部でロータリー現
像ユニットの現像入力歯車に噛み合う歯車と該歯車の駆
動軸との間に配置することにより、連結、解放時間を０
にして切り替え時間の短縮を図り、電磁クラッチの使用
に比較して設計自由度を高め、省電力化、制御の簡素化
を図り、温度上昇を抑えることができ、駆動信頼性を向
上させることができる。

【００５９】ロータリー現像ユニット及び現像器を駆動
する駆動源として共通の駆動源を使用し、駆動源は、ロ
ータリー現像ユニットの駆動を行う時と、現像器の駆動
を行う時で回転方向を逆方向にすることにより、１モー
タでいずれの方向に回転させてもクラッチを連結／解放
してロータリー駆動と現像駆動を行うことができ、さら
に正回転／逆回転の切り替えを行うようにすると、ワン
ウェイクラッチを使用することもできる。

【００６０】また、ロータリー現像ユニットは、駆動停
止中にホールド状態を保つロック機構を備え、共通の駆
動源に対し、現像駆動が停止した直後にモータピニオン
の振動方向に合わせて逆転パルスを投入し、共通の駆動
源は、ロータリー現像ユニットの駆動を行う時と、現像
器の駆動を行う時で回転方向を逆方向にすることによ
り、現像駆動を行う際にロータリー現像ユニットをホー
ルド状態に保って、その解除も円滑に行うことができる
と共に、振動を早期に減衰させることができ、振動に起
因するブレやズレ等の画像不良のない良好な画像を得る
ことができる。

【００６１】そして、駆動源として、ステッピングモー
タを用いることにより、位置制御の精度を高め、高速か
つ高精度な切り替え動作が可能になる。また、現像駆動
の受け渡し部では、ロータリー現像ユニットのフレーム
に現像入力歯車が設けられ、該現像入力歯車を介して現
像駆動を行うことにより、現像器の交換があっても噛み
合い部への影響を排除することができる。

【００６２】以上のように本発明によれば、ロータリー
駆動と現像駆動との切り替えを円滑に行い、時間の短縮
を図ることができ、多色現像の高速化を図ることができ
る。さらに、連結／解放の自動切り替えを行い、正逆転
によりロータリー駆動と現像駆動の切り替えを行うこと
ができ、駆動モータの信頼性の向上、基板の簡素化、制
御負荷の軽減、省電力化を図ることができる。また、振
動に起因するブレやズレ等の画像不良のない良好な画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るロータリー現像装置の実施の形
態を示す図である。

【図２】 図１に示すロータリー現像装置の輪列部の側
面図である。

【図３】 本発明に係るロータリー現像装置の他の実施
の形態を示す図である。

【図４】 図３に示すロータリー現像装置の輪列部の側
面図である。

【図５】 ２モータ駆動での現像入力歯車との受け渡し
部で歯先損傷を防止するための構成例を示す図である。

【図６】 １モータ駆動での現像入力歯車との受け渡し
部で歯先損傷を防止するための構成例を示す図である。

【図７】 図５及び図６に示す受け渡し部の側面図であ
る。

【図８】 噛み合い時の歯先衝突による退避動作を説明
するための図である。

【図９】 歯先衝突時の衝撃や損傷の低減を図った歯先
形状の各種例を示す図である。

【図１０】 ロータリーロック機構を備えた構成を示す
図である。

【図１１】 モータ、クラッチ、ロックソレノイドの動
作シーケンスを説明するための図である。

【図１２】 ロータリー色切り替え時のモータ駆動シー
ケンスを説明するための図である。

【図１３】 現像駆動停止時のモータピニオンの挙動を
説明するための図である。

【符号の説明】

１…ロータリー現像ユニット、２…ロータリー入力歯
車、３…現像カートリッジ、４…現像ローラ歯車、５…
アイドラ歯車、６…現像入力歯車、１０…感光体、１１
…ワンウェイクラッチ付歯車、１２、１４…モータピニ
オン、１３…現像駆動モータ、１５…ロータリー駆動モ
ータ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H030 AA01 AA07 BB24 2H071 BA03 BA13 BA16 BA20 CA01 CA05 CA07 CA09 DA08 EA14 EA18 2H077 AD02 AD06 BA01 BA03 GA13 3J062 AA36 AB01 AC01 BA14 BA16 BA25 BA26 BA31 BA33 CG01 CG62 CG66 CG72 CG83

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形状のロータリー現像ユニットの外
   周に沿って複数の現像器を搭載し、駆動源より前記ロー
   タリー現像ユニットを駆動して感光体に対向する現像位
   置に順次前記各現像器を移動し該現像器への現像駆動の
   受け渡しを行うロータリー現像装置において、前記現像
   駆動の受け渡し部での駆動方向を前記ロータリー現像ユ
   ニットの駆動方向と同方向にしたことを特徴とするロー
   タリー現像装置。
2. 【請求項２】 前記駆動源と前記現像駆動の受け渡し部
   との間に歯車の輪列の連結／解放を行うクラッチを備え
   た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】 前記駆動源と前記現像駆動の受け渡し部
   との間のクラッチは、ワンウェイクラッチとしたことを
   特徴とする請求項２記載のロータリー現像装置。
4. 【請求項４】 前記ワンウェイクラッチは、前記現像駆
   動の受け渡し部で前記ロータリー現像ユニットの現像入
   力歯車に噛み合う歯車と該歯車の駆動軸との間に配置し
   たことを特徴とする請求項３記載のロータリー現像装
   置。
5. 【請求項５】 前記ロータリー現像ユニット及び前記現
   像器を駆動する駆動源として共通の駆動源を使用し、該
   駆動源と前記ロータリー現像ユニットの入力歯車との間
   に歯車の輪列の連結／解放を行うクラッチを備えたこと
   を特徴とする請求項２記載のロータリー現像装置。
6. 【請求項６】 前記ロータリー現像ユニットは、駆動停
   止中にホールド状態を保つロック機構を備えたことを特
   徴とする請求項５記載のロータリー現像装置。
7. 【請求項７】 前記駆動源に対し、前記現像駆動が停止
   した直後にモータピニオンの振動方向に合わせて逆転パ
   ルスを投入することを特徴とする請求項６記載のロータ
   リー現像装置。
8. 【請求項８】 前記共通の駆動源は、前記ロータリー現
   像ユニットの駆動を行う時と、前記現像器の駆動を行う
   時で回転方向を逆方向にしたことを特徴とする請求項５
   記載のロータリー現像装置。
9. 【請求項９】 前記駆動源は、ステッピングモータであ
   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。
10. 【請求項１０】 前記現像駆動の受け渡し部では、前記
    ロータリー現像ユニットのフレームに現像入力歯車が設
    けられ、該現像入力歯車を介して前記現像駆動を行うこ
    とを特徴とする請求項１記載のロータリー現像装置。